一種適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置製造方法
2023-09-23 11:52:15
一種適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置，包括激震器、傳振器和擊錘；所述傳振器包括固定在模型加載孔中的傳振管主體；所述激震器包括穿裝在所述傳振管主體內的牽引管，所述牽引管與所述傳振管主體滑動連接，在所述牽引管的一端連接有封閉薄膜和擊錘主體，在所述牽引管的另一端設有端蓋；在所述牽引管內形成封閉空間，在所述封閉空間內填裝有炸藥，在所述炸藥內預埋有引爆線；擊錘主體設有中空結構，在所述中空結構內固定有橫截鋼絲網片。本發明將現有的落錘激震和炸藥激震巧妙地結合在一起，解決了落錘激震體積大，適用範圍小的問題，解決了炸藥激震不能產生單一剪切波源以及安全隱患大的問題。
【專利說明】一種適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種動光彈法實驗裝置，特別是一種適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置。
【背景技術】
[0002]動態光彈性實驗方法是研究應力動態傳播過程的一種有效實驗手段，它通過等差條紋圖的分布形式把模擬波的傳播特徵直觀地反映出來。動態光彈性法同靜態光彈性法的基本原理一樣，都利用了光彈性材料的暫時雙折射性現象，當光彈模型材料受力作用後，模型產生雙折射效應，在圓偏振光場中得到代表應力場變化的等差條紋圖。
[0003]現階段動態光彈性實驗中普遍採用的激震實驗裝置包括落錘、擺錘、小口徑步槍、炸藥和電磁脈衝撞擊加載裝置等。這些激震裝置中落錘和擺錘的激振方式，其激震能量都是通過重力勢能所提供，往往需要擊錘或擺錘體積較大，質量較大，且需要較長的下落或下擺的距離以保證具有足夠的激震能量，因此擊錘或擺錘的激震方式適用的模型形狀有限，且與多火花動態光彈性實驗裝置配合使用時延時控制困難；小口徑步槍、炸藥加載方式具有加載能量大，加載位置準確的優點，但實驗過程中往往會有大量爆炸碎片飛出，存在安全隱患，且不能產生單一剪切波；而電磁脈衝撞擊激震裝置雖然有著可重複利用，激震位置準確的優點，但該裝置在激震時存在不易固定，且加載時可能存在遮擋實驗現象，影響拍攝系統對實驗現象拍攝的缺點。
【發明內容】
[0004]本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置，該裝置能夠提供穩定的剪切波，安全高效，適用範圍廣泛。
[0005]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是:一種適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置，包括激震器、傳振器和擊錘；所述傳振器包括固定在模型加載孔中的傳振管主體，在所述傳振管主體的一端設有固定在模型一側的外翻邊I，在所述傳振管主體的另一端設有固定在模型另一側的外翻邊II，所述外翻邊I遠離所述擊錘，所述外翻邊II靠近所述擊錘；所述激震器包括穿裝在所述傳振管主體內的牽引管，所述牽引管與所述傳振管主體滑動連接，在所述牽引管的一端連接有封閉薄膜和擊錘主體，在所述牽引管的另一端設有端蓋；所述擊錘主體與所述牽引管通過螺紋連接，所述封閉薄膜夾壓在所述擊錘主體和所述牽引管之間；在所述擊錘主體上設有與所述外翻邊II相對的擊打部；在所述牽引管內形成封閉空間，在所述封閉空間內填裝有炸藥，在所述炸藥內預埋有引爆線；所述擊錘包括所述擊錘主體，所述擊錘主體設有中空結構，在所述中空結構內固定有橫截鋼絲網片，所述橫截鋼絲網片位於所述封閉薄膜的外側，所述引爆線的一端穿出所述端蓋，所述引爆線的另一端穿出所述封閉薄膜和所述橫截鋼絲網片，所述引爆線與所述端蓋和所述封閉薄膜分別密封連接。
[0006]在所述傳振管主體與模型之間夾設有隔振緩衝套，所述外翻邊I的外側固接有隔振緩衝環。
[0007]在所述炸藥內預埋有延時控制線，所述延時控制線的一端穿出所述端蓋，所述延時控制線的另一端穿出所述封閉薄膜和所述橫截鋼絲網片，所述延時控制線與所述端蓋和所述封閉薄膜分別密封連接。
[0008]所述引爆線設置在所述封閉空間內的線段呈螺旋狀。
[0009]本發明具有的優點和積極效果是:
[0010]一 )將現有的落錘激震和炸藥激震兩個激震方法巧妙地結合在一起，解決了落錘激震體積大，適用範圍小的問題，解決了炸藥激震不能產生單一剪切波源以及安全隱患大的問題。
[0011]二)鐵鉻鋁合金材質的引爆線能使炸藥能量釋放迅速充分，低熔點合金材質的延時控制線，使延時控制準確。
[0012]三)通過炸藥爆炸產生的巨大能量推動擊錘撞擊傳振器產生剪切波，並通過隔振緩衝套和隔振緩衝環有效地吸收了激震過程中產生的少量壓縮波，能夠避免二次撞擊波的幹擾。
[0013]四)在與多火花動態光彈性儀配合使用時，延時控制方便準確，並且本發明結構簡單，使用安全，能夠適用於各種形狀的光彈模型。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的結構示意圖；
[0015]圖2為本發明的激震器左視圖；
[0016]圖3為本發明的擊錘右視圖；
[0017]圖4為本發明的傳振器右視圖；
[0018]圖5為本發明的延時控制線與電信號發射器連接的示意圖。
[0019]圖中:1、激震器；1-1、牽引管；1-2、引爆線；1_3、延時控制線;1_4、封閉膠泥;
1-5、炸藥；1-6、端蓋；2、傳振器；2-1、隔振緩衝環；2-2、外翻邊I;2_3、傳振管主體；2_4、隔振緩衝套；2-5、外翻邊II ;3、擊錘；3-1、擊錘主體；3-2、橫截鋼絲網片；4、模型；5、封閉薄膜；6、電信號發射器；7、電源。
【具體實施方式】
[0020]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下:
[0021]請參閱圖1?圖5，一種適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置，包括激震器1、傳振器2和擊錘3。
[0022]所述傳振器2包括固定在模型4加載孔中的傳振管主體2-3，在所述傳振管主體
2-3的一端設有固定在模型4一側的外翻邊I 2-2，在所述傳振管主體2-3的另一端設有固定在模型另一側的外翻邊II 2-5，所述外翻邊I 2-2遠離所述擊錘3，所述外翻邊II 2-5靠近所述擊錘3。
[0023]所述激震器I包括穿裝在所述傳振管主體2-3內的牽引管1-1，所述牽引管1-1與所述傳振管主體2-3滑動連接，在所述牽引管1-1的一端連接有封閉薄膜5和擊錘主體3-1，在所述牽引管1-1的另一端設有端蓋1-6。
[0024]所述擊錘主體3-1與所述牽引管1-1通過螺紋連接，所述封閉薄膜5夾壓在所述擊錘主體1-1和所述牽引管1-1之間；在所述擊錘主體1-1上設有與所述外翻邊II 2-5相對的擊打部。
[0025]在所述牽引管1-1內形成封閉空間，在所述封閉空間內填裝有炸藥1-5，在所述炸藥1-5內預埋有引爆線1-2。在本實施例中，引爆線1-2的材質為鐵鉻鋁合金。
[0026]所述擊錘3包括所述擊錘主體3-1，所述擊錘主體3-1設有中空結構，在所述中空結構內固定有橫截鋼絲網片3-2，所述橫截鋼絲網片3-2位於所述封閉薄膜5的外側。
[0027]所述引爆線1-2的一端穿出所述端蓋1-6，所述引爆線1-6的另一端穿出所述封閉薄膜5和所述橫截鋼絲網片3-2，所述引爆線1-2與所述端蓋1-6和所述封閉薄膜5分別密封連接。
[0028]在本實施例中，在所述傳振管主體2-3與模型4之間夾設有隔振緩衝套2-4，用於吸收爆炸過程中產生的少量壓縮波。在所述外翻邊I 2-2的外側固接有隔振緩衝環2-1，用於吸收二次撞擊產生的幹擾波。為了解決多火花動態光彈性實驗裝置延時控制困難的問題，將本發明用於多火花動態光彈性實驗裝置時，在所述炸藥1-5內預埋有延時控制線1-3，所述延時控制線1-3的一端穿出所述端蓋1-6，所述延時控制線1-6的另一端穿出所述封閉薄膜5和所述橫截鋼絲網片3-2，所述延時控制線1-3與所述端蓋1-6和所述封閉薄膜5分別密封連接。在本實施例中，端蓋1-6的密封採用其上固定封閉膠泥1-4的形式實現。使用時，將延時控制線1-3跨接在實驗裝置的電信號發射器6的兩端，作為電信號發射器6的短路線，直接連在電源7的兩端。所述延時控制線1-3的熔點應當高於炸藥的引爆溫度，使爆炸產生的熱量將所述延時控制線1-3熔斷。所述延時控制線1-3最好採用熔點為400?500。的低熔點合金。
[0029]為了使炸藥1-5充分點燃，使所述引爆線1-2設置在所述封閉空間內的線段呈螺旋狀。
[0030]開始實驗前，在光彈材料模型4澆制前將傳振器2置於模具設定位置，模型冷卻定型後與傳振器2緊密結合。實驗時，使引爆線1-2通電，引爆線1-2迅速達到紅熱狀態，從而迅速充分地引爆炸藥1-5。裝置的延時控制是通過由低熔點合金製成的延時控制線1-3、電信號發射器6和延時控制器完成，在炸藥1-5未點燃時低熔點合金材質的延時控制線1-3將電信號發射器6短路，在炸藥1-5爆炸時，巨大的熱能將延時控制線熔斷，電信號發射器6工作，向延時控制器發射電信號，在經過預先設好的延時時間後，延時控制器觸發裝置觸發電火花光源，從而啟動多火花系統產生多火花。剪切波的激發是由爆炸產生的巨大能量從鋼絲網片3-1內側瞬間釋放，推動牽引管1-1帶動擊錘3迅速撞擊傳振器2，從而產生剪切波。爆炸過程中產生的少量壓縮波由傳振器2和模型之間的隔振緩衝套吸收，而固接在所述外翻邊I外側的隔振緩衝環2-1則能有效吸收二次撞擊產生的幹擾波；爆炸可能產生的碎片由鋼絲網片3-2攔截，保證了裝置實驗過程的安全。
[0031]儘管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，並不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬於本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置，其特徵在於，包括激震器、傳振器和擊錘； 所述傳振器包括固定在模型加載孔中的傳振管主體，在所述傳振管主體的一端設有固定在模型一側的外翻邊I，在所述傳振管主體的另一端設有固定在模型另一側的外翻邊II，所述外翻邊I遠離所述擊錘，所述外翻邊II靠近所述擊錘； 所述激震器包括穿裝在所述傳振管主體內的牽引管，所述牽引管與所述傳振管主體滑動連接，在所述牽引管的一端連接有封閉薄膜和擊錘主體，在所述牽引管的另一端設有端蓋; 所述擊錘主體與所述牽引管通過螺紋連接，所述封閉薄膜夾壓在所述擊錘主體和所述牽引管之間；在所述擊錘主體上設有與所述外翻邊II相對的擊打部； 在所述牽引管內形成封閉空間，在所述封閉空間內填裝有炸藥，在所述炸藥內預埋有引爆線； 所述擊錘包括所述擊錘主體，所述擊錘主體設有中空結構，在所述中空結構內固定有橫截鋼絲網片，所述橫截鋼絲網片位於所述封閉薄膜的外側， 所述引爆線的一端穿出所述端蓋，所述引爆線的另一端穿出所述封閉薄膜和所述橫截鋼絲網片，所述引爆線與所述端蓋和所述封閉薄膜分別密封連接。
2.根據權利要求1所述的適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置，其特徵在於，在所述傳振管主體與模型之間夾設有隔振緩衝套，所述外翻邊I的外側固接有隔振緩衝環。
3.根據權利要求1所述的適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置，其特徵在於，在所述炸藥內預埋有延時控制線，所述延時控制線的一端穿出所述端蓋，所述延時控制線的另一端穿出所述封閉薄膜和所述橫截鋼絲網片，所述延時控制線與所述端蓋和所述封閉薄膜分別密封連接。
4.根據權利要求1所述的適用於動態光彈性實驗的剪切波激發裝置，其特徵在於，所述引爆線設置在所述封閉空間內的線段呈螺旋狀。
【文檔編號】G01N3/30GK104266915SQ201410504606
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】柳國環, 高雲起 申請人:天津大學