一种多次撞击加载试验装置和方法制造方法及图纸

本申请公开了一种多次撞击加载试验装置和方法，基本原理是利用电磁原理一次加速多个弹丸，利用传感器记录弹丸撞击炸药的时间、参数变化历程曲线，控制器根据实测数据计算控制参数，通过放置在靶板底部的电磁铁依次将完成撞击任务的弹丸吸入底部，避免弹丸回弹造成的相互干扰，实现多次撞击加载。本申请具有通用性强、成本低廉、易损件更换便捷的优势，能够填补侵彻过程中炸药多次撞击点火无试验装置和方法的空白，能够为侵彻类抗过载炸药研制提供技术保障。

A Testing Device and Method for Multiple Impact Loading

【技术实现步骤摘要】
一种多次撞击加载试验装置和方法
本申请属于爆炸物性能参数实验
，涉及一种多次撞击加载试验装置和方法，主要用于研究炸药的撞击安全性，可以为抗过载炸药的研制提供技术支持。
技术介绍
抗过载炸药是为侵彻类弹药而设计的一类高力学性能炸药，如155mm口径的炮弹装药、深侵彻导弹等，研究表明炸药装药在弹药侵彻过程中受到的应力通常不超过1GPa，该数值还远未达到炸药的冲击起爆阈值(大约7GPa)，因此炸药侵彻过程中发生点火通常归结为非冲击点火机制，侵彻过程中炸药的非冲击点火机制和炸药在侵彻过程中的运动状态密切相关，数值模拟结果表明对于深侵彻的情况，炸药在壳体内部存在多次的往返运动，因此炸药非冲击点火可能是多次反复刺激所导致的最终结果，目前研究人员主要利用落锤加载的方式模拟炸药在侵彻过程中的受力状态，许志峰基于大落锤装置建立了装药发射安全性模拟加载实验方法；姜夕博等人尝试用双隔板试验研究炸药受到多次冲击载荷作用下损伤特性，但是受试验方法的限制，现有试验方法存在如下两方面不足：(1)大落锤无法模拟多次加载的情况，仅仅是对单次加载的状态作等效模拟，因此现有试验方法无法满足研究需求，存在技术空白；(2)双隔板试验难以实现多次的非冲击加载，不适用于研究应力低于1GPa的情况。抗过载炸药是我国大量装备的一类炸药，抗过载安全性是其核心指标之一，目前我国没有能够进行多次非冲击加载的试验装置和方法，无法对炸药侵彻过程中的实际受力情况作出准确模拟，阻碍了抗过载炸药的研究进程，因此急需一种多次撞击加载试验装置和方法，填补国内空白。
技术实现思路
针对现有的试验装置和方法存在的缺陷或不足，本申请提供一种多次撞击加载试验装置和方法，基本原理是利用电磁原理一次加速多个弹丸，通过放置在靶板底部的电磁铁依次将完成撞击任务的弹丸吸入底部，避免弹丸回弹造成的相互干扰，实现多次撞击加载。本申请具有通用性强、成本低廉、易损件更换便捷的优势，能够填补侵彻过程中炸药非冲击点火无试验装置的方法的空白，能够为侵彻类抗过载炸药研制提供技术保障。为了实现上述目标，本申请采用如下技术解决方案：一种多次撞击加载试验装置，其特征在于：所述装置包含导轨负极1、电枢A2、弹丸A3、电枢B4、弹丸B5、导轨正极6、激光测速仪7、电磁铁8、拦网9、应变片10、试样11、基座12、传感器A13、传感器B14、传感器C15、数据线16和控制器17，所述导轨负极1和导轨正极6为导电金属，所述导轨负极1和导轨正极6长度为两者之间间距6倍～10倍，这样能够确保弹丸A3和弹丸B5获得最佳出膛速度，所述弹丸A3和弹丸B5的形状和材质可以根据研究需要自由设定，所述电枢A2、弹丸A3、电枢B4、弹丸B5、激光测速仪7、电磁铁8、应变片10、试样11在同一水平面上依次排列，所述电枢A2和电枢B4为凹形导电金属，所述电枢A2和电枢B4位于所述导轨负极1和导轨正极6之间，所述电枢A2和电枢B4前后排列，所述电枢A2和电枢B4与所述导轨负极1和导轨正极6自由接触，所述弹丸A3粘接在所述电枢A2和所述导轨负极1横截面平行的外表面上，所述弹丸B5粘接在所述电枢B4和所述导轨负极1横截面平行的外表面上，所述激光测速仪7由发射端和接收端组成，所述激光测速仪7的发射端和接收端分别固定在所述导轨负极1和导轨正极6末端，所述电磁铁8和拦网9固定在所述激光测速仪7正下方，所述拦网9为尼龙材质，用于回收弹丸，所述拦网9位于所述电磁铁8上方，所述拦网9和电磁铁8之间的距离等于导轨负极1和导轨正极6之间间距，所述基座12固定在地面，基座12为钢筋混凝土结构，基座12垂直于弹丸B5运动方向的两个端面上各设有一个凹槽，所述基座12两个凹槽之间沿着横截面等间距分布三个通孔，所述传感器A13、传感器B14、传感器C15分别安装在上述三个通孔上，传感器A13、传感器B14、传感器C15的敏感面紧贴试样11，传感器的类型可以根据研究需要自由设定，所述基座12靠近弹丸B5一侧的凹槽整体呈圆柱体凸台结构，所述试样11填满所述基座12靠近弹丸B5一侧的凹槽，所述应变片10粘贴在所述试样11自由表面的中心位置处，所述应变片10位于所述弹丸A3、电枢B和弹丸B5的中轴线上，所述数据线16一端连接所述应变片10、传感器A13、传感器B14、传感器C15，所述数据线16另外一端连接所述控制器17；利用该装置进行测量所用方法，包括如下步骤：步骤一、控制环境温度不大于30℃，相对空气湿度不大于50％；步骤二、将所述电枢A2、弹丸A3、电枢B4、弹丸B5依次安置到位，将试样11填满所述基座12的凹坑，所述电磁铁8待机准备；步骤三、接通强脉冲电源，脉冲电流经过导轨正极6、电枢A2和电枢B4，流出导轨负极1回到脉冲电源负极，根据公式F＝0.5L*I2计算推力，其中F为电枢A2和电枢B4受到的推力，L*为电感梯度，I为电流强度，在推力作用下电枢A2和电枢B4被加速，同时电枢A2和电枢B4分别带动所述弹丸A3和弹丸B5依次加速运动；步骤四、记录传感器A13、传感器B14、传感器C15接收到信号的初始时间ta、tb、tc，取电磁铁8启动时间t＝max(ta,tb,tc)，电磁铁8精准控制开关时间，将最先到达并完成撞击的弹丸B5在回弹阶段迅速吸入基座12底部，弹丸A3和弹丸B5依次撞击试样11，实现多个弹丸无干扰的多次撞击试验。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：(1)实现了一次试验对试样作多次无干扰加载；(2)实现了炸药侵彻过程中炸药非冲击点火过程受力的模拟，填补国内空白。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1是试验装置剖面图，1-导轨负极、2-电枢A、3-弹丸A、4-电枢B、5-弹丸B、6-导轨正极、7-激光测速仪、8-电磁铁、9-拦网、10-应变片、11-试样、12-基座、13-传感器A、14-传感器B、15-传感器C、16-数据线和17-控制器。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进一步详细说明，但实施例不是对专利技术的限定：实施例1本实施例中，设计多次撞击加载试验装置，对B炸药进行两次撞击点火试验，两个弹丸撞击间隔时间200ms，弹丸撞击速度100m/s。一种多次撞击加载试验装置，其特征在于：所述装置包含导轨负极1、电枢A2、弹丸A3、电枢B4、弹丸B5、导轨正极6、激光测速仪7、电磁铁8、拦网9、应变片10、试样11、基座12、温度传感器A13、压力传感器B14、粒子速度传感器C15、数据线16和控制器17，所述导轨负极1和导轨正极6为导电金属，所述导轨负极1和导轨正极6长度为两者之间间距6倍～10倍，这样能够确保弹丸A3和弹丸B5获得最佳出膛速度，所述弹丸A3和弹丸B5为工业纯铁材质的圆柱体，所述电枢A2、弹丸A3、电枢B4、弹丸B5、激光测速仪7、电磁铁8、应变片10、试样11在同一水平面上依次排列，所述电枢A2和电枢B4为凹形导电金属，所述电枢A2和电枢B4位于所述导轨负极1和导轨正极6之间，所述电枢A2和电枢B4前后排列，所述电枢A2和电枢B4与所述导轨负极1和导轨正极6自由接触，所述弹丸A3粘接在所述电枢A2和所述导轨负极1横截面平行的外表面上，所述弹丸B5粘接在所述电枢B4和所述导轨负极1横截面平行的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多次撞击加载试验装置，其特征在于：所述装置包含导轨负极(1)、电枢A(2)、弹丸A(3)、电枢B(4)、弹丸B(5)、导轨正极(6)、激光测速仪(7)、电磁铁(8)、拦网(9)、应变片(10)、试样(11)、基座(12)、传感器A(13)、传感器B(14)、传感器C(15)、数据线(16)和控制器(17)，所述导轨负极(1)和导轨正极(6)为导电金属，所述导轨负极(1)和导轨正极(6)长度为两者之间间距6倍～10倍，所述电枢A(2)、弹丸A(3)、电枢B(4)、弹丸B(5)、激光测速仪(7)、电磁铁(8)、应变片(10)、试样(11)在同一水平面上依次排列，所述电枢A(2)和电枢B(4)为凹形导电金属，所述电枢A(2)和电枢B(4)位于所述导轨负极(1)和导轨正极(6)之间，所述电枢A(2)和电枢B(4)前后排列，所述电枢A(2)和电枢B(4)与所述导轨负极(1)和导轨正极(6)自由接触，所述弹丸A(3)粘接在所述电枢A(2)和所述导轨负极(1)横截面平行的外表面上，所述弹丸B(5)粘接在所述电枢B(4)和所述导轨负极(1)横截面平行的外表面上，所述激光测速仪(7)由发射端和接收端组成，所述激光测速仪(7)的发射端和接收端分别固定在所述导轨负极(1)和导轨正极(6)末端，所述电磁铁(8)和拦网(9)固定在所述激光测速仪(7)正下方，所述拦网(9)为尼龙材质，所述拦网(9)位于所述电磁铁(8)上方，所述拦网(9)和电磁铁(8)之间的距离等于导轨负极(1)和导轨正极(6)之间间距，所述基座(12)固定在地面，基座(12)为钢筋混凝土结构，基座(12)垂直于弹丸B(5)运动方向的两个端面上各设有一个凹槽，所述基座(12)两个凹槽之间沿着横截面等间距分布三个通孔，所述传感器A(13)、传感器B(14)、传感器C(15)分别安装在上述三个通孔上，传感器A(13)、传感器B(14)、传感器C(15)的敏感面紧贴试样(11)，所述基座(12)靠近弹丸B(5)一侧的凹槽整体呈圆柱体凸台结构，所述试样(11)填满所述基座(12)靠近弹丸B(5)一侧的凹槽，所述应变片(10)粘贴在所述试样(11)自由表面的中心位置处，所述应变片(10)位于所述弹丸A(3)、电枢B和弹丸B(5)的中轴线上，所述数据线(16)一端连接所述应变片(10)、传感器A(13)、传感器B(14)、传感器C(15)，所述数据线(16)另外一端连接所述控制器(17)；利用该装置进行测量所用方法，包括如下步骤：步骤一、控制环境温度不大于30℃，相对空气湿度不大于50％；步骤二、将所述电枢A(2)、弹丸A(3)、电枢B(4)、弹丸B(5)依次安置到位，将试样(11)填满所述基座(12)的凹坑，所述电磁铁(8)待机准备；步骤三、接通强脉冲电源，脉冲电流经过导轨正极(6)、电枢A(2)和电枢B(4)，流出导轨负极(1)回到脉冲电源负极，根据公式F＝0.5L...

【技术特征摘要】
1.一种多次撞击加载试验装置，其特征在于：所述装置包含导轨负极(1)、电枢A(2)、弹丸A(3)、电枢B(4)、弹丸B(5)、导轨正极(6)、激光测速仪(7)、电磁铁(8)、拦网(9)、应变片(10)、试样(11)、基座(12)、传感器A(13)、传感器B(14)、传感器C(15)、数据线(16)和控制器(17)，所述导轨负极(1)和导轨正极(6)为导电金属，所述导轨负极(1)和导轨正极(6)长度为两者之间间距6倍～10倍，所述电枢A(2)、弹丸A(3)、电枢B(4)、弹丸B(5)、激光测速仪(7)、电磁铁(8)、应变片(10)、试样(11)在同一水平面上依次排列，所述电枢A(2)和电枢B(4)为凹形导电金属，所述电枢A(2)和电枢B(4)位于所述导轨负极(1)和导轨正极(6)之间，所述电枢A(2)和电枢B(4)前后排列，所述电枢A(2)和电枢B(4)与所述导轨负极(1)和导轨正极(6)自由接触，所述弹丸A(3)粘接在所述电枢A(2)和所述导轨负极(1)横截面平行的外表面上，所述弹丸B(5)粘接在所述电枢B(4)和所述导轨负极(1)横截面平行的外表面上，所述激光测速仪(7)由发射端和接收端组成，所述激光测速仪(7)的发射端和接收端分别固定在所述导轨负极(1)和导轨正极(6)末端，所述电磁铁(8)和拦网(9)固定在所述激光测速仪(7)正下方，所述拦网(9)为尼龙材质，所述拦网(9)位于所述电磁铁(8)上方，所述拦网(9)和电磁铁(8)之间的距离等于导轨负极(1)和导轨正极(6)之间间距，所述基座(12)固定在地面，基座(12)为钢筋混凝土结构，基座(12)垂直于弹丸B(5)运动方向的两个端面上各设有一个凹槽，所述基座(12)两个凹槽之间沿着横截面等间距分布三个通孔，所述传感器A(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鸿宾，杨建，任松涛，高赞，徐洪涛，金朋刚，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61