以液體為被撞擊介質的撞擊試驗用的液體靶的製作方法

2023-05-31 07:38:51 2

專利名稱：以液體為被撞擊介質的撞擊試驗用的液體靶的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於撞擊試驗的靶，特別是涉及一種以液體為被撞擊介質的撞擊試驗用的液體靶。
背景技術：
在傳統的撞擊試驗中，一般用以金屬板或水泥板等為被撞擊介質的固體靶，這種固體靶有如下缺點1.成本高，且不能重複使用；即不僅靶板的造價很高，而且一次撞擊試驗就需要一塊新的靶板。
2.模擬覆蓋面窄；即一種材質和一種厚度的靶板只能提供給撞擊物(如子彈，炮彈，飛彈，車輛等)在撞擊過程的一種力學環境，也就是一種撞擊物的終點彈道力學環境；這就需要準備許多不同材質、不同厚度的靶板才能滿足各種撞擊試驗要求。
3.重複性差；實踐已經證明，即使靶板的材質和厚度都相同，撞擊物著靶前的運動參數也相同，但各次撞擊實驗之間的終點彈道參數卻相差甚遠，這樣就給分析撞擊物在著靶過程中的動態性能造成困難。
另外，由於撞擊物在著靶過程中的彈道參數(尤其是運動速度)發生劇烈變化，所以不可能製造出這樣的固體靶板，使得撞擊物在撞擊固體靶板過程中撞擊物的終點彈道參數可以用某便於分析的解析函數(階越函數、方波函數等)近似描述。所以，研究設計人員很難用撞擊固體靶過程中所得到的撞擊物的終點彈道參數來分析撞擊物在著靶的過程中其所處的力學環境對其動態性能的影響和作用。

發明內容
本實用新型的目的在於克服傳統的固體靶的缺點；為了提供一種不僅可以多次重複使用，模擬覆蓋面寬，終點彈道參數重複性好的，甚至可以根據具體要求模擬近似解析終點彈道參數的，所述的參數如階越曲線，方波曲線等，以便對撞擊物的動態性能進行分析的以液體為被撞擊介質的撞擊試驗用的液體靶。
本實用新型的目的是這樣實現的本實用新型提供的以液體為被撞擊介質的撞擊試驗用的液體靶，包括一盛裝液體的靶殼，靶殼一開口端與引導放氣管之間用法蘭連接，並把液體靶膜夾在兩者中間；引導放氣管用法蘭與發射管連接；發射管另一埠用法蘭與一高壓管連接，高壓膜片夾在發射管和高壓管之間，撞擊物放置在發射管內靠近高壓膜片處；在液體靶殼壁上開有圓孔或縱向長條孔，該孔從液體靶殼的開口端一直分布到液體靶殼的閉口端；為了避免壓力波的傳動對撞擊物的影響，還要在液體靶殼內放置填充塊；液體靶後蓋用法蘭與液體靶殼的後埠埠固定；測量液體靶殼內液體壓力的壓力傳感器密封安裝在液體靶殼上。在液體靶殼內充滿液體作為被撞擊介質。
所述的盛裝液體的靶殼為不同形狀的容器，例如金屬圓桶等，靶殼厚度至少在20毫米以上。
所述的高壓管、發射管、引導放氣管和液體靶殼的內徑可以相同也可以不同。
所述的高壓膜片是一金屬板、合成板或其它塑料板，在該板的單面或雙面開有十字槽，金屬板包括鋁板、鋼板或合金鋼板等。
所述的在液體靶殼壁上開有圓孔的數量在10至500個之間，開孔直徑在5毫米至80毫米之間；其長條孔的數量在2至100條之間，長條孔的寬度在2至50毫米之間，長度為10-500毫米，最好以螺旋方式排列。
對這些開孔的要求是當撞擊物由液體靶殼的開口端進入液體靶殼後，隨著撞擊物的深入，該撞擊物本身會逐步堵塞住這些孔，使得作為被撞擊介質的液體從這些開孔流出的總有效面積隨著物體的深入而減小，這樣就可以通過預先調整液體靶殼壁上的開孔分布來控制撞擊物在液體靶殼內的受力過程。為了控制撞擊物在著靶後的受力過程，將液體靶殼壁上的開孔分成兩部分一部分根據實驗要求在撞擊實驗過程中關閉，一般用厚鋼板堵住；另一部分根據要求是在實驗過程中要開放的，需要在實驗過程中開放的孔，一般實驗前用薄金屬板或非金屬板堵住，在撞擊物著靶後由於液體靶殼內的液體壓力升高就把這些薄板衝破而開放。
液體靶的工作過程是這樣的高壓管內的高壓氣體驅動撞擊物在發射管內加速運動，當撞擊物到達引導放氣管後，驅動氣體放掉，撞擊物靠慣性在引導放氣管內繼續向液體靶殼運動，當撞擊物碰到液體靶膜時，撞擊物模擬著靶過程開始。撞擊物衝破液體靶膜並對液體靶殼內液體加壓，高壓液體衝破作為開孔上的薄板流出。由於液體幾乎是不可以壓縮的，所以液體流出有效面積和此時撞擊物的運動速度就決定了液體靶殼內的壓力，該壓力由放置在液體靶殼上的壓力傳感器測量得到，液體壓力乘以撞擊物的截面積就是撞擊物的阻力，該阻力再除以撞擊物的質量就是撞擊物的過載(加速度)。即通過測量液體靶殼內的液體壓力變化過程就可以得到撞擊物的過載變化。
本實用新型的優點在於1.由於該液體靶內裝的是液體，因此能重複使用，所以成本很低。
2.模擬覆蓋面寬；即預先計算好所需的模擬的撞擊物的終點彈道力學環境，只需調整液體靶的開口數目即可滿足各種撞擊試驗要求。
3.重複性好；由於每次模擬實驗使用同一個靶，因此，撞擊物著靶前的運動參數也相同，終點彈道參數一樣，這樣就便於分析撞擊物在著靶過程中的動態性能。
4.另外，提供一種新型的試驗靶和方法；由於撞擊物在著靶過程中的彈道參數(尤其是運動速度)發生劇烈變化，所以不可能製造出類似具有本實用新型提供的液體靶性能的固體靶板，使得撞擊物在著靶過程中撞擊物的終點彈道參數可以用某些便於分析的解析函數(階越函數、方波函數等)近似描述。


圖1是本實用新型的結構示意圖圖面說明如下高壓管(1)；高壓膜片(2)；發射管(3)；撞擊物(4)；引導放氣管(5)； 液體靶膜(6)；液體(7)； 液體靶殼(8)；開孔(9)；填充塊(10)； 壓力傳感器(11)； 液體靶後蓋(12)；具體實施方式
實施例1模擬一種打靶過程而製作一撞擊試驗用的液體靶；(高壓管給撞擊物加速用，類似於炮藥；撞擊物在引導放氣管內運動類似與炮彈在空中飛行的過程)。一根高壓管1長6米，內徑100毫米；高壓膜片2為單面開有十字槽的鋁板，其厚度為2毫米，十字槽內剩餘厚度為0.8毫米；發射管3長3米，內徑122毫米；高壓膜片2夾在發射管3和高壓管1之間，然後用法藍把發射管3、高壓管1和高壓膜片2固定一體；引導放氣管5長2米，內徑122毫米，該引導放氣管5與內徑為122毫米、深600毫米的液體靶殼8的一埠之間夾有液體靶膜6，用法藍把三者固定成一體；其中液體靶膜6為滌綸膜；液體靶殼8的殼厚度為0.2毫米，液體靶殼8上開有96個直徑為20毫米的圓孔9，孔9從液體靶殼的開口端一直到液體靶殼的閉口端，圓孔9以螺旋方式分布；要關閉的開孔9用5毫米厚的鋼板堵住，要破的孔9用0.5毫米厚的鋁片堵住；撞擊物的質量為6.4公斤，外徑為122毫米，長300毫米，將其放置在發射管3內；一通常壓力傳感器11密封安裝在液體靶殼8上。液體靶殼8的開口端內放置鋁製的填充塊10；液體靶後蓋(12)作成塞子狀的固定在液體靶8的閉口端。本實施例中所用材料(除已說明的)均為鋼。在液體靶殼內充滿水(7)作為被撞擊介質。
當模擬實驗時，高壓管段充入1.6兆帕的氮氣；液體靶的工作過程是這樣的實驗前根據實驗要求先選擇好液體靶殼(8)壁上的開孔(9)為開放孔和關閉孔並分別用薄板和厚鋼板堵住，在液體靶殼(8)內放置填充塊(10)，如水做液體(7)灌入液體靶殼(8)內，用液體靶膜(6)將液體(7)封在液體靶殼(8)內；高壓管(1)內充入高壓氣體，撞擊物(4)放置在發射管(3)內靠近高壓膜片處。高壓膜片(2)破膜，撞擊實驗開始，高壓管(1)內的高壓氣體驅動撞擊物(4)在發射管(3)內加速運動，當撞擊物(4)到達引導放氣管(5)後，驅動氣體放掉，撞擊物(4)靠慣性在引導放氣管(3)內繼續向液體靶殼(8)運動，當撞擊物(4)碰到液體靶膜(6)時，撞擊物(4)模擬著靶過程開始。撞擊物(4)衝破液體靶膜(6)並對液體靶殼(8)內液體(7)加壓，高壓液體衝破開孔(9)上的薄板流出。由於液體幾乎是不可以壓縮的，所以液體(7)流出有效面積和此時撞擊物(4)的運動速度就決定了液體靶殼(8)內的壓力，該壓力由放置在液體靶殼上的壓力傳感器(11)測量得到，液體壓力乘以撞擊物的截面積就是撞擊物(4)的阻力，該阻力再除以撞擊物(4)的質量就是撞擊物的過載(加速度)。即通過測量液體靶殼內的液體壓力變化過程就可以得到撞擊物的過載變化。
實施例2其結構同實施例1，只是液體靶殼上的開孔9為長條孔，長條孔9長600毫米，寬20毫米，共四條，均勻分布在液體靶殼上。另外，所使用的高壓膜片(2)是一鋼板，在該板的雙面開有十字槽。
權利要求1.一種撞擊實驗用的液體靶，其特徵是一液體靶殼(8)，液體靶殼(8)的一開口端與引導放氣管(5)之間用法蘭連接，並把液體靶膜(6)夾在兩者中間；引導放氣管(5)用法蘭與發射管(3)連接；發射管(3)另一埠用法蘭與一高壓管(1)連接，高壓膜片(2)夾在發射管(3)和高壓管(1)之間，撞擊物(4)放置在發射管內靠近高壓膜片處；在液體靶殼(8)壁上開有圓孔或縱向長條孔(9)，該孔(9)從液體靶殼(8)的開口端一直分布到液體靶殼(8)的閉口端；液體靶殼(8)內放置填充塊(10)，液體靶後蓋(12)固定在該閉埠；測量液體靶殼內液體壓力的壓力傳感器(11)密封安裝在液體靶殼上。
2.按權利要求1撞擊實驗用的液體靶，其特徵是所述的液體靶殼(8)為金屬圓桶或不同形狀的容器，靶殼厚度至少20毫米以上。
3.按權利要求1撞擊實驗用的液體靶，其特徵是所述的在液體靶殼(8)壁上開有圓孔(9)的數量在10至500個之間，圓孔(9)直徑在5毫米至80毫米之間，並以螺旋方式排列。
4.按權利要求1撞擊實驗用的液體靶，其特徵是所述的在液體靶殼(8)壁上開有長條孔(9)，所開長條孔(9)的數量在2至100條之間，長條孔的寬度在2至50毫米之間，長度為10-500毫米，並以螺旋方式排列。
5.按權利要求1撞擊實驗用的液體靶，其特徵是所述的高壓管(1)、發射管(3)、引導放氣管(5)和液體靶殼(7)的內徑相同或不同，內徑在10毫米至500毫米之間；
6.按權利要求1撞擊實驗用的液體靶，其特徵是所述的高壓膜片(2)是一金屬板、合成板或其它塑料板，在該板的單面或雙面開有十字槽，金屬板包括鋁板、鋼板或合金鋼板。
專利摘要本實用新型涉及一種以液體為被撞擊介質的液體靶和撞擊試驗方法。該液體靶包括液體靶殼的一開口端與引導放氣管之間用法蘭連接,並把液體靶膜夾在兩者中間;引導放氣管用法蘭與發射管連接;發射管另一埠用法蘭與一高壓管連接,高壓膜片夾在發射管和高壓管之間,撞擊物放置在發射管內靠近高壓膜片處;在液體靶殼壁上開有圓孔或縱向長條孔,該孔從液體靶殼的開口端一直分布到液體靶殼的閉口端;液體靶殼內放置填充塊,液體靶後蓋固定在該閉埠;測量液體靶殼內液體壓力的壓力傳感器密封安裝在液體靶殼上。該液體靶可以重複使用,重複性能好;模擬覆蓋面寬。
文檔編號G01N3/30GK2499821SQ01268379
公開日2002年7月10日 申請日期2001年10月22日 優先權日2001年10月22日
發明者李岐, 姜俊成 申請人:中國科學院力學研究所