霍普金森拉杆发射装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种霍普金森拉杆发射装置，包括拉伸炮管、直线滚珠导套、转接块、管状子弹、磁钢圈、套筒、炮管底座、活塞和入射杆；本发明专利技术将现有发射装置进行改进以适应不同实验对杆径的要求，安装磁钢圈的目的是消除活塞与炮管之间的硬性撞击，从而避免了由于撞击产生高频型号对于信号获取的影响。

【技术实现步骤摘要】
霍普金森拉杆发射装置
本专利技术属于材料力学性能实验领域，特别是一种霍普金森拉杆发射装置。
技术介绍
目前对于霍普金森拉杆的研究和使用，很多都旨在于消除高频信号对于装置的影响且尽可能减少动力系统在提供动力过程中的能量损失。高频信号可能来自于实验环境，亦可能来自于实验装置本身；实验环境的干扰是随机不确定的，但对于改进实验装置从而减少对实验的干扰是可以实现的。目前用于霍普金森拉杆发射装置上实现推动子弹运动较为简单的结构为活塞推动，当活塞推动子弹加速过程结束后需要对活塞进行减速。一般装置中如，如张君发等设计的“一种基于霍普金森拉杆试验装置的发射装置”采用橡胶垫等材料或液压缓冲器防止活塞与炮管发生硬性接触，但由于减速距离短，上述减速方式依然不能完全消除由于撞击产生的干扰信号，所以提出一种简单且有效防止撞击的结构是由必要的。同时对霍普金森压杆进行改进用于可以更为方便研究材料在高应变率下本构和构件失效的试验装置，所以对于实验装置的改进应既满足波在杆中传播的一维性和均匀性，又要满足一定的径向尺寸要求。一般情况下，对于材料的本构研究，实验杆直径越小，试件直径也越小，相对受力就会越均匀，同时也节省了试件和实验杆材料。但有的实验需要采用大杆径霍普金森杆，如文献“Georges Challita, Ramzi Othman:Finite-element analysisof SHPB tests on double-lap adhesive joints.1nternat1nal Journal of Adhes1n andAdhesives.30 (4)，236-244 (2010) ”使用霍普金森压杆研究双粘结试件在高应变率下的受力及脱粘形式，为了使得粘结试件端部受力均匀，否则对于粘结试件的加工要求非常高；如果使用小杆径实验杆进行实验，实验精度会受到很大影响。文献“李继承，陈小伟，陈刚:921A钢纯剪切帽状试件在SHPB实验中的动态变形.爆炸与冲击.V30，2010”使用25mmSHPB对材料的剪切受力进行了研究，但该研究局限于金属加工与实验，如果采用粘弹性材料或粘超弹材料，会使得加工困难并且实验结果由于相对形状的原因变的不准确。在这种情况下使用大杆径霍普金森杆就会有所改善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗干扰能力更强，且可更换不同实验杆径的霍普金森拉杆发射装置。实现本专利技术目的的技术解决方案为:一种霍普金森拉杆发射装置，包括拉伸炮管、直线滚珠导套、转接块、管状子弹、磁钢圈、套筒、炮管底座、活塞和入射杆，拉伸炮管固定设置在炮管底座上，一端带有螺纹的套筒贯穿拉伸炮管并通过螺纹连接在拉伸炮管的进气口端盖，带中心孔的活塞套在套筒上靠近拉伸炮管的进气口的一端，活塞与套筒不接触，两者之间设置O型密封圈，并与拉伸炮管内表面间隙配合，管状子弹滑动套接在套筒上，管状子弹的内径大于套筒的外径，且一端与活塞接触，两个磁钢圈分别设置在拉伸炮管的子弹出口端盖内壁和活塞近子弹出口的端面，且两者位置相对应，直线滚珠导套通过转接块设置在套筒内壁的近子弹出口端，入射杆贯穿整个发射装置，并与直线滚珠导套内壁间隙配合，入射杆的法兰盘端设置在近子弹出口端。本专利技术与现有技术相比，其显著优点:(I)本专利技术可以通过更换直线滚珠导套和转接块以允许通过不同杆径的入射杆，从而适应不同实验对杆径的要求。(2)本专利技术使用简单的磁钢圈结构实现了推动子弹加速后活塞的非硬性撞击减速过程，从而完全消除了由于非实验杆撞击导致的高频信号干扰。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。【附图说明】图1是本专利技术霍普金森拉杆发射装置的结构示意图。图2是本专利技术霍普金森拉杆发射装置的图1的A-A剖视图。【具体实施方式】本专利技术一种霍普金森拉杆发射装置，包括拉伸炮管1、直线滚珠导套2、转接块3、管状子弹4、磁钢圈5、套筒6、炮管底座7、活塞8和入射杆9，拉伸炮管I固定设置在炮管底座7上，一端带有螺纹的套筒6贯穿拉伸炮管I并通过螺纹连接在拉伸炮管I的进气口端盖，带中心孔的活塞8套在套筒6上靠近拉伸炮管I的进气口的一端，活塞8与套筒6不接触，两者之间设置O型密封圈，并与拉伸炮管I内表面间隙配合，管状子弹4滑动套接在套筒6上，管状子弹4的内径大于套筒6的外径，且一端与活塞8接触，两个磁钢圈5分别设置在拉伸炮管I的子弹出口端盖内壁和活塞8近子弹出口的端面，且两者位置相对应，直线滚珠导套2通过转接块3设置在套筒6内壁的近子弹出口端，入射杆9贯穿整个发射装置，并与直线滚珠导套2内壁间隙配合，入射杆9的法兰盘端设置在近子弹出口端。转接块3通过卡环固定在套筒6内壁的近子弹出口端，直线滚珠导套2通过卡环固定在转接块3内壁。管状子弹4滑动套接在套筒6上，由于接触的面积较大，因此设计管状子弹4的内径大于套筒6的外径，管状子弹4挂在套筒6上，减小摩擦力，满足滑动要求；而入射杆9与直线滚珠导套2的接触面积较小，因此保证较大的间隙配合即可满足滑动要求。在附图中，改进型霍普金森拉杆发射装置装配完毕后，将炮管底座7安装在水平台上。下面介绍拉伸实验的【具体实施方式】:拉伸实验前使用管状子弹4将带中心孔的活塞8推到拉伸炮管I的进气端，使带中心孔的活塞8与拉伸炮管I进气口端盖接触。打开气缸使气体进入拉伸炮管1，气体推动活塞8，活塞8推动管状子弹4进行加速并最终从拉伸炮管I射出。随后管状子弹4撞击入射杆9的法兰盘靠近拉伸炮管I的一端产生压缩波，压缩波在法兰盘另一端反射形成拉伸波，数据采集卡收集入射杆9上应变片产生的电压信号。在气体推动活塞8、活塞8推动子弹4的过程中，两个磁钢圈5之间的作用力逐渐增大，当这个力大于气体产生的压力时，活塞8完成对管状子弹4的加速后开始减速。随后活塞8速度降为零并反向运动；再次降为零后，反向运动；如此反复直至停止。拉伸炮管I内的气体逐渐由零件间缝隙泄出。需要进行不同杆径实验时，先将入射杆9取出，随后从套筒6内壁取出转接块3和直线滚珠导套2，装配上所需实验杆径的转接块3、直线滚珠导套2和入射杆9。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种霍普金森拉杆发射装置，其特征在于：包括拉伸炮管(1)、直线滚珠导套(2)、转接块(3)、管状子弹(4)、磁钢圈(5)、套筒(6)、炮管底座(7)、活塞(8)和入射杆(9)，拉伸炮管(1)固定设置在炮管底座(7)上，一端带有螺纹的套筒(6)贯穿拉伸炮管(1)并通过螺纹连接在拉伸炮管(1)的进气口端盖，带中心孔的活塞(8)套在套筒(6)上靠近拉伸炮管(1)的进气口的一端，活塞(8)与套筒(6)不接触，两者之间设置O型密封圈，并与拉伸炮管(1)内表面间隙配合，管状子弹(4)滑动套接在套筒(6)上，管状子弹(4)的内径大于套筒(6)的外径，且一端与活塞(8)接触，两个磁钢圈(5)分别设置在拉伸炮管(1)的子弹出口端盖内壁和活塞(8)近子弹出口的端面，且两者位置相对应，直线滚珠导套(2)通过转接块(3)设置在套筒(6)内壁的近子弹出口端，入射杆(9)贯穿整个发射装置，并与直线滚珠导套(2)内壁间隙配合，入射杆(9)的法兰盘端设置在近子弹出口端。

【技术特征摘要】
1.一种霍普金森拉杆发射装置，其特征在于:包括拉伸炮管(I)、直线滚珠导套(2)、转接块(3)、管状子弹(4)、磁钢圈(5)、套筒(6)、炮管底座(7)、活塞(8)和入射杆(9)，拉伸炮管(I)固定设置在炮管底座(7)上，一端带有螺纹的套筒(6)贯穿拉伸炮管(I)并通过螺纹连接在拉伸炮管⑴的进气口端盖，带中心孔的活塞⑶套在套筒(6)上靠近拉伸炮管(I)的进气口的一端，活塞(8)与套筒(6)不接触，两者之间设置O型密封圈，并与拉伸炮管(I)内表面间隙配合，管状子弹(4)滑动套接在套筒(6)上，管状子弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵超，陈雄，许进升，郑健，周长省，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32