基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置，包括一个上部中空的底座，底座上方通过第一固连结构固定连接有震荡体，在震荡体下方通过第二固连结构固定连接有待测器件，在震荡体外侧有加载源。本发明专利技术可以通过改变加载源的加载强度调整入射应力波的强度，改变进入待测器件的透射应力波的强度，从而调整待测器件的过载水平。

High overload loading device for structural vibration based on stress wave transmission loading

The invention discloses a high overload loading device based on structural vibration under stress wave transmission loading, which comprises an upper hollow base, a vibrator is fixed and connected by a first fastened structure above the base, a device to be measured is fixed and connected by a second fastened structure below the vibrator, and a loading source is arranged outside the vibrator. The invention can adjust the intensity of the incident stress wave by changing the loading intensity of the loading source, and the intensity of the transmitted stress wave entering the device to be measured, thereby adjusting the overload level of the device to be measured.

【技术实现步骤摘要】
基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置
本专利技术涉及一种高过载加载装置，具体涉及一种基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置。
技术介绍
随着钻地弹等侵彻类武器的广泛应用，对弹体内部引信、火工品、装药等关键部件的抗过载性能提出了较高的要求，如果上述部件在侵彻过程中发生变形、损伤从而导致功能失效，有可能导致整个武器系统的失效。因此，关键部件抗过载性能是决定武器系统作用成败的关键所在。目前，常用的高过载加载技术有82mm火炮、85mm火炮、156mm火炮、平衡炮以及火箭撬等外场试验技术，这些试验技术存在周期长、成本高等共性问题，因此难以大量应用。Hopkinson杆、马歇特锤击、落锤等模拟加载技术，虽然试验周期和成本都能大幅下降，但是存在过载持续时间较短或者峰值加速度较低的问题，其作用效果与真实的侵彻环境还存在一定差距。专利技术人也曾提出一种猛炸药作用下基于应力波多次反射的高过载加载技术，但是存在结构复杂，而且加速度衰减较快的缺点。因此发展一种成本较低、周期较短而且综合作用效果能够与真实侵彻环境接近的新型高过载技术，有比较重要的工程应用前景。
技术实现思路
为了提升抗高过载产品的研发能力，本专利技术提供了一种基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置，包括一个上部中空的底座，底座上方通过第一固连结构固定连接有震荡体，在震荡体下方通过第二固连结构固定连接有待测器件。在震荡体外侧有加载源。更进一步的方案是：所述震荡体为圆柱体、长方体或者梁结构。更进一步的方案是：所述加载源为炸药爆轰产生的高速、高压爆轰产物，或者是高速飞行的飞片。更进一步的方案是：所述震荡体为直径100mm、厚度20mm的圆柱体，材料为7075铝合金。更进一步的方案是：所述底座材料为不锈钢。更进一步的方案是：所述第一固连结构和第二固连结构为环向排布的螺柱。更进一步的方案是：所述高速飞行的飞片速度为50m/s。更进一步的方案是：所述待测器件为直径12mm，厚度3mm的圆柱体，材料为钛合金。本专利技术的作用原理是：当加载源(炸药爆轰产物或者高速飞片)碰撞作用于震荡体，在震荡体中产生压缩应力波，压缩应力波传播到第二固连结构位置时，通过第二固连结构或者接触界面透射进入待测器件，诱发待测器件的高频振动，振动过程中在其内部产生复杂的应力波传播和高应变率加载，形成类似于侵彻过程的过载环境。本专利技术的有益效果是，本专利技术可以通过改变加载源的加载强度(如高速飞片的速度和飞片材料等)调整入射应力波的强度，改变进入待测器件的透射应力波的强度，从而调整待测器件的过载水平。主要有以下优势：1)成本低：由于该技术所有材料均可以采用不锈钢、铝等常见的材料，成本可降至数千元，为大量重复使用奠定了基础；2)试验周期短：可将试验周期缩短至小时级；3)占地小：可在室内爆炸塔内部开展；4)回收简单：试验后的待测器件仍然处于原来位置，因此不需要耗费人力物力修建回收装置；5)安全性高：试验在爆炸塔内部开展，可以保障试验人员的安全，且不会发生意外伤亡。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术实施例飞片撞击震荡体计算所得加速度-时间曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如附图1所示，基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置，包括一个底座1，底座1上有一个中空结构7，底座1上方通过第一固连结构4固定连接有震荡体2，在震荡体2下方通过第二固连结构5固定连接有待测器件6，待测器件6位于中空结构7内。在震荡体外侧有加载源3。作为本专利技术的一个实施例，加载源可以炸药爆轰加载或者高速飞片撞击，本实施例采用高速飞片，速度为50m/s，震荡体采用直径100mm、厚度20mm的圆柱体，材料为7075铝合金；底座材料采用不锈钢，第一固连结构采用环向排布的螺柱，将震荡体和底座固连在一起；待测器件为直径12mm，厚度3mm的圆柱体，材料为钛合金，通过第二固连结构与固定在震荡体背面，第二固连结构同样采用环向排布的螺柱。在装配过程中，为了保证震荡体与底座固连，应保证第一固连结构(螺柱)拧紧，同理，应保证第二固连结构(螺柱)拧紧。通过数值模拟研究方法，对上述实验装置的有效性进行了研究，数值计算模型和待测器件中加速度随时间的变化规律如附图2所示，从附图2中可以看出，本专利技术获得的峰值加速度超过了侵彻过程中的峰值加速度且持续时间达到了ms量级，是一种具有一定应用前景的高过载加载技术。尽管这里参照本专利技术的解释性实施例对本专利技术进行了描述，上述实施例仅为本专利技术较佳的实施方式，本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置，其特征在于：包括一个上部中空的底座，底座上方通过第一固连结构固定连接有震荡体，在震荡体下方通过第二固连结构固定连接有待测器件，在震荡体外侧有加载源。

【技术特征摘要】
1.一种基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置，其特征在于：包括一个上部中空的底座，底座上方通过第一固连结构固定连接有震荡体，在震荡体下方通过第二固连结构固定连接有待测器件，在震荡体外侧有加载源。2.根据权利要求1所述基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置，其特征在于：所述震荡体为圆柱体、长方体或者梁结构。3.根据权利要求2所述基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置，其特征在于：所述震荡体为直径100mm、厚度20mm的圆柱体，材料为7075铝合金。4.根据权利要求1所述基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王万军，祝明水，付秋菠，蒋小华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51