基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于高速水射流载荷实验技术领域，具体涉及基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置及系统。本发明专利技术的高速水射流发生装置可以稳定安全生成高速水射流，霍普金森杆测量元件的轴向、径向定位夹持装置确保了霍普金森杆测量元件在安装、调试和测量阶段的精确稳定定位。本发明专利技术以霍普金森杆作为测量元件实现了高速水射流冲击壁面的冲击载荷的精确测量，霍普金森杆测量元件加工材料为合金钢或铝合金，加工方便、成本极低、强度高、量程大，满足高速冲击水射流载荷的精确测量。本发明专利技术主要用于生成高速冲击靶板壁面的水射流并测量射流高速冲击载荷。

High speed water jet generation and load measurement device and system based on Hopkinson rod

【技术实现步骤摘要】
基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置及系统
本专利技术属于高速水射流载荷实验
，具体涉及基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置及系统。
技术介绍
水中兵器近场水下爆炸条件下舰船结构可能出现破口，舰艇内部的设备和结构在水下爆炸冲击波及爆轰产物驱动的水流高速冲击下会产生严重的破坏，因此开展高速水射流冲击载荷的研究很有必要。高速水射流载荷前期的水锤载荷具有脉宽极短，峰值极高等特点，对压力传感器有着很高的技术指标要求：传感器必须具有极高的频率响应、极短的响应时间、极大的量程和极高的采样率，当前常用的压电式、压阻式壁压传感器难以满足高速水射流载荷的测量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供可以生成高速冲击靶板壁面的水射流，并且实现高速水射流冲击壁面形成冲击载荷的精确测量的一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置。本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：包括高速水射流发生装置和霍普金森杆载荷测量装置；所述的霍普金森杆载荷测量装置包括安装筒和靶板；所述的安装筒下端与靶板上端连接；所述的靶板上开设有通孔；所述的安装筒内部设有霍普金森杆测量元件，在安装筒上端设有尾封板，在尾封板上开设有凹槽；所述的霍普金森杆测量元件两侧对称安装有一对应变片，霍普金森杆测量元件的测量端穿过靶板上的通孔与靶板齐平，霍普金森杆测量元件的上端与尾封板开设的凹槽接触；所述的高速水射流发生装置包括射流发生管和安装平台；所述的安装平台与靶板之间通过平台定位柱连接，在安装平台上设有与靶板上的通孔位置对应的安装孔；所述的射流发生管上端穿过安装平台的安装孔，在射流发生管下端设有尾封盖，在尾封盖开有导线孔；所述的射流发生管内部下端设有装药，装药的起爆导线通过尾封盖的导线孔引出。本专利技术还可以包括：所述的安装筒与靶板之间通过连接底座连接；所述的连接底座上端与安装筒下端连接，连接底座下端与靶板上端连接，在连接底座上开设有通孔；所述的连接底座与靶板之间夹放有连接底座密封圈，在连接底座和靶板的通孔处设有霍普金森杆测量元件密封圈；所述的霍普金森杆测量元件的测量端依次穿过连接底座的通孔、霍普金森杆测量元件密封圈和靶板上的通孔。本专利技术的目的还在于提供一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量系统。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：包括基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置、水箱、实验支架、高速摄像机、光源和数据采集设备；所述的水箱设置在实验支架内部，在实验支架顶部设有安装筒定位平板；所述的高速摄像机和光源放置在水箱两侧；所述的基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置包括高速水射流发生装置和霍普金森杆载荷测量装置；所述的霍普金森杆载荷测量装置包括安装筒和靶板；所述的安装筒下端与靶板上端连接；所述的靶板上开设有通孔；所述的安装筒内部设有霍普金森杆测量元件，在安装筒上端设有尾封板，在尾封板上开设有凹槽；所述的霍普金森杆测量元件两侧对称安装有一对应变片，霍普金森杆测量元件的测量端穿过靶板上的通孔与靶板齐平，霍普金森杆测量元件的上端与尾封板开设的凹槽接触；所述的高速水射流发生装置包括射流发生管和安装平台；所述的安装平台与靶板之间通过平台定位柱连接，在安装平台上设有与靶板上的通孔位置对应的安装孔；所述的射流发生管上端穿过安装平台的安装孔，在射流发生管下端设有尾封盖，在尾封盖开有导线孔；所述的射流发生管内部下端设有装药，装药的起爆导线通过尾封盖的导线孔引出；所述的安装筒通过夹具固定在安装筒定位平板上；所述的高速水射流发生装置设置在水箱中，水箱内部注水高度高于射流发生管上端。本专利技术还可以包括：所述的安装筒与靶板之间通过连接底座连接；所述的连接底座上端与安装筒下端连接，连接底座下端与靶板上端连接，在连接底座上开设有通孔；所述的连接底座与靶板之间夹放有连接底座密封圈，在连接底座和靶板的通孔处设有霍普金森杆测量元件密封圈；所述的霍普金森杆测量元件的测量端依次穿过连接底座的通孔、霍普金森杆测量元件密封圈和靶板上的通孔。本专利技术的有益效果在于：本专利技术设计了一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置及系统，主要用于生成高速冲击靶板壁面的水射流并测量射流高速冲击载荷。本专利技术的高速水射流发生装置可以稳定安全生成高速水射流；霍普金森杆测量元件的轴向、径向定位夹持装置，确保了霍普金森杆测量元件在安装、调试和测量阶段的精确稳定定位。本专利技术以霍普金森杆作为测量元件实现了高速水射流冲击壁面的冲击载荷的精确测量，霍普金森杆测量元件加工材料为合金钢或铝合金，加工方便、成本极低、强度高、量程大，满足高速冲击水射流载荷的精确测量。附图说明图1为一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置的示意图。图2为另一种角度的一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置的示意图。图3为一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置的主视图。图4为本专利技术的高速水射流发生装置的示意图。图5为安装筒与连接底座和靶板之间连接方式的示意图。图6为安装筒与连接底座和靶板之间连接方式的剖面图。图7为本专利技术的霍普金森杆载荷测量装置的示意图。图8为一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量系统的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述。本专利技术提供了一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置及系统，主要用于生成高速冲击靶板壁面的水射流并测量射流高速冲击载荷。本专利技术包括用于生成高速冲击靶板804的水射流的高速水射流发生装置7；用于测量高速水射流冲击靶板804形成的冲击载荷的霍普金森杆载荷测量装置8；在霍普金森杆测量元件801安装、调试、实验中实现霍普金森杆测量元件801轴向和周向的精确稳定定位的霍普金森杆安装定位装置9。如图1至图6所示，一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置，包括高速水射流发生装置7和霍普金森杆载荷测量装置8；所述的霍普金森杆载荷测量装置包括安装筒802和靶板804；所述的安装筒下端与靶板上端连接；所述的靶板上开设有通孔；所述的安装筒内部设有霍普金森杆测量元件801，在安装筒上端设有尾封板905，在尾封板上开设有凹槽；所述的霍普金森杆测量元件两侧对称安装有一对应变片807，霍普金森杆测量元件的测量端穿过靶板上的通孔与靶板齐平，霍普金森杆测量元件的上端与尾封板开设的凹槽接触；所述的高速水射流发生装置包括射流发生管701和安装平台704；所述的安装平台与靶板之间通过平台定位柱703连接，在安装平台上设有与靶板上的通孔位置对应的安装孔；所述的射流发生管上端穿过安装平台的安装孔，在射流发生管下端设有尾封盖702，在尾封盖开有导线孔；所述的射流发生管内部下端设有装药，装药的起爆导线通过尾封盖的导线孔引出。所述的安装筒与靶板之间通过连接底座803连接；所述的连接底座上端与安装筒下端连接，连接底座下端与靶板上端连接，在连接底座上开设有通孔；所述的连接底座与靶板之间夹放有连接底座密封圈805，在连接底座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置，其特征在于：包括高速水射流发生装置和霍普金森杆载荷测量装置；所述的霍普金森杆载荷测量装置包括安装筒和靶板；所述的安装筒下端与靶板上端连接；所述的靶板上开设有通孔；所述的安装筒内部设有霍普金森杆测量元件，在安装筒上端设有尾封板，在尾封板上开设有凹槽；所述的霍普金森杆测量元件两侧对称安装有一对应变片，霍普金森杆测量元件的测量端穿过靶板上的通孔与靶板齐平，霍普金森杆测量元件的上端与尾封板开设的凹槽接触；所述的高速水射流发生装置包括射流发生管和安装平台；所述的安装平台与靶板之间通过平台定位柱连接，在安装平台上设有与靶板上的通孔位置对应的安装孔；所述的射流发生管上端穿过安装平台的安装孔，在射流发生管下端设有尾封盖，在尾封盖开有导线孔；所述的射流发生管内部下端设有装药，装药的起爆导线通过尾封盖的导线孔引出。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置，其特征在于：包括高速水射流发生装置和霍普金森杆载荷测量装置；所述的霍普金森杆载荷测量装置包括安装筒和靶板；所述的安装筒下端与靶板上端连接；所述的靶板上开设有通孔；所述的安装筒内部设有霍普金森杆测量元件，在安装筒上端设有尾封板，在尾封板上开设有凹槽；所述的霍普金森杆测量元件两侧对称安装有一对应变片，霍普金森杆测量元件的测量端穿过靶板上的通孔与靶板齐平，霍普金森杆测量元件的上端与尾封板开设的凹槽接触；所述的高速水射流发生装置包括射流发生管和安装平台；所述的安装平台与靶板之间通过平台定位柱连接，在安装平台上设有与靶板上的通孔位置对应的安装孔；所述的射流发生管上端穿过安装平台的安装孔，在射流发生管下端设有尾封盖，在尾封盖开有导线孔；所述的射流发生管内部下端设有装药，装药的起爆导线通过尾封盖的导线孔引出。


2.根据权利要求1所述的一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置，其特征在于：所述的安装筒与靶板之间通过连接底座连接；所述的连接底座上端与安装筒下端连接，连接底座下端与靶板上端连接，在连接底座上开设有通孔；所述的连接底座与靶板之间夹放有连接底座密封圈，在连接底座和靶板的通孔处设有霍普金森杆测量元件密封圈；所述的霍普金森杆测量元件的测量端依次穿过连接底座的通孔、霍普金森杆测量元件密封圈和靶板上的通孔。


3.一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量系统，其特征在于：包括基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置、水箱、实验支架、高速摄像机、光源和数据采集设备；所述的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚熊亮，苏标，陈莹玉，崔雄伟，李光亮，甘宁，马春龙，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23