一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，包括：试验平台以及安装于试验平台上的发射单元、炮口直径转换器、靶前滑轨测速组件、靶室单元、子弹回收箱、组合子弹和靶后滑轨测速组件；所述炮口直径转换器加装在发射单元的炮口处，组合子弹推入炮口直径转换器中，且能够在发射单元的驱动下发射；靶室单元设置在炮口直径转换器之后，其中安装有靶板，靶前滑轨测速组件和靶后滑轨测速组件分别设置在靶板前后，用于对组合子弹的飞行轨迹限位，并能够检测组合子弹穿靶前后的速度；子弹回收箱设置在靶后滑轨测速组件和靶室单元之后，用于回收穿靶后的组合子弹。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置
本专利技术涉及材料冲击动力学实验
，具体涉及一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置。
技术介绍
侵彻是指弹体高速撞击靶体产生破坏效应的动作，若弹体穿透金属靶体，人们又习惯称为穿甲，侵彻和穿甲一直是防护和兵器工程中研究的重点，在冲击和碰撞动力学领域也属于热点问题。目前，用于研究侵彻问题的实验装置种类繁多，比如用火药爆炸驱动子弹的弹道炮/枪发射平台，可以通过调节火药用量、子弹直径和重量来改变发射速度，能实现100～1500m/s一般-高速侵彻；一、二级轻气炮，在安全性和实验可重复性上优于弹道炮，可实现1500～5000m/s高-超高速侵彻，脉冲激光器、平板冲击夯等也能实现高/超高速碰撞、侵彻，以上设备安全可靠精度高，可在实验室内进行，用于高速/超高速碰撞、侵彻测试技术经济上最优。对于100m/s以下的低速碰撞、侵彻实验装置，常用大型重力落锤实验机实现，但该装置垂直机架高(>10m)，在室内难以实现。分离式霍普金森压杆装置广泛用于材料动态力学性能测试中，通过调节气室气压和子弹重量能在室内实现40m/s的可重复性冲击加载，但是不能直接用于侵彻和碰撞试验研究。同时，低速侵彻、碰撞问题，在交通、建筑和材料等领域日益突出，因此，设计一整套技术经济合理、操控方便、安全可靠的室内低速侵彻实验装置成了亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，在不改变分离式霍普金森压杆安装座组件的基础上，以分离式霍普金森压杆安装座组件为平台，采用模块化设计，拆装方便、成本低，既能够填补低速侵彻、碰撞试验的技术空白，又能够增大分离式霍普金森压杆装置的试验范围，解决材料低速侵彻、碰撞性能测试问题。本专利技术的技术方案为：一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，包括：试验平台以及安装于试验平台上的发射单元、炮口直径转换器、靶前滑轨测速组件、靶室单元、子弹回收箱、组合子弹和靶后滑轨测速组件；所述炮口直径转换器加装在发射单元的炮口处，组合子弹推入炮口直径转换器中，且能够在发射单元的驱动下发射；靶室单元设置在炮口直径转换器之后，其中安装有靶板，靶前滑轨测速组件和靶后滑轨测速组件分别设置在靶板前后，用于对组合子弹的飞行轨迹限位，并能够检测组合子弹穿靶前后的速度；子弹回收箱设置在靶后滑轨测速组件和靶室单元之后，用于回收穿靶后的组合子弹。优选地，所述炮口直径转换器包括：变径炮管、炮管夹具和炮口支座；所述炮口支座底部卡装在发射单元所在端的试验平台上，其与试验平台滑动配合，炮口支座底部设置支座限位口，当炮口支座滑动至设定位置后，通过在支座限位口中插入限位件能够将炮口支座锁定在设定位置处；所述炮管夹具安装在炮口支座顶部的一端，变径炮管为喇叭状结构，其外周固定于炮管夹具中，大端与发射单元的炮口螺纹对接，小端与靶前滑轨测速组件连接；初始状态时，组合子弹一端设置于变径炮管的小端内部，另一端朝向靶前滑轨测速组件，并能够在发射单元的驱动下沿靶前滑轨测速组件中的靶前滑轨向靶板发射；其中，靶前滑轨包括两个沿上下方向相对扣合的半管，且两个半管的凹面相对。优选地，所述靶前滑轨测速组件包括：滑轨支架Ⅰ、滑轨高度调节阀Ⅰ、靶前滑轨支座、滑轨支座限位卡槽Ⅰ、滑轨支座限位块Ⅰ和滑轨支架Ⅱ；所述滑轨支架Ⅰ固定在炮口支座顶部的另一端，并套装在靶前滑轨一端的外周，靶前滑轨另一端通过滑轨支架Ⅱ支撑在靶前滑轨支座顶部，滑轨支架Ⅰ和滑轨支架Ⅱ上分别设置滑轨高度调节阀Ⅰ，用于调节靶前滑轨的水平度和高度；其中，靶前滑轨支座的底部卡装在试验平台上，并能够与试验平台滑动配合；所述靶前滑轨支座底部设置滑轨支座限位卡槽Ⅰ和滑轨支座限位块Ⅰ，滑轨支座限位块Ⅰ用于为靶前滑轨支座沿试验平台纵向滑动导向，且对滑动过程中的横向晃动限位；将靶前滑轨支座调整到设定位置后，在滑轨支座限位卡槽Ⅰ中插入限位件能够将靶前滑轨支座锁定于设定位置处。优选地，所述滑轨支架Ⅰ与炮口支座之间设置滑轨支座垫块，用于调节滑轨支架Ⅰ的高度。优选地，所述靶后滑轨测速组件包括：锥形防护罩、滑轨支架Ⅲ、靶后滑轨支座、滑轨支座限位卡槽Ⅱ、滑轨支座限位块Ⅱ、靶后滑轨、滑轨支架Ⅳ和滑轨高度调节阀Ⅱ；所述靶后滑轨支座的底部卡装在试验平台上，并能够与试验平台滑动配合，其顶部设计为T字型支撑台，且T字型支撑台的水平段与试验平台的纵向平行，靶后滑轨支座底部设有滑轨支座限位卡槽Ⅱ和滑轨支座限位块Ⅱ，滑轨支座限位块Ⅱ用于为靶后滑轨支座沿试验平台纵向滑动导向，且对滑动过程中的横向晃动限位，将靶后滑轨支座调整到设定位置后，在滑轨支座限位卡槽Ⅱ中插入限位件能够将靶后滑轨支座锁定于设定位置处；所述靶后滑轨两端分别通过滑轨支架Ⅲ和滑轨支架Ⅳ支撑在T字型支撑台水平段的两端，且滑轨支架Ⅲ和滑轨支架Ⅳ上分别设置有滑轨高度调节阀Ⅱ，用于调节靶后滑轨的水平度和高度，以确保组合子弹穿靶后顺利进入靶后滑轨；同时，靶后滑轨与靶前滑轨测速组件相对的一端设置为“V”字型开口，且其外周套装有锥形防护罩，用于为组合子弹进入靶后滑轨导向。优选地，所述靶室单元包括：靶室底座Ⅰ、靶前板枕块、靶前夹板、靶后支架、靶前支架、靶前支架连接卡座、靶后支座连接卡座、靶室防护盖板Ⅰ和防护盖板卡槽Ⅰ；所述靶室底座Ⅰ安装在试验平台上，其纵向与试验平台的纵向一致，靶前支架和靶后支架沿纵向固定在靶室底座Ⅰ上，靶前夹板通过靶前板枕块与靶前支架卡紧；其中，靶前夹板平行设置在靶前支架和靶后支架之间；所述靶前夹板和靶后支架用于夹持靶板，靶前支架连接卡座的一端铰接在靶前支架上，另一端沿纵向设置三个以上通孔，两个靶后支座连接卡座设置在靶后支架顶部的横向两端，每个靶后支座连接卡座上设置两个螺纹孔，当靶后支架沿着靶室底座Ⅰ的纵向滑动到与靶前支架之间的距离为设定值时，靶前支架连接卡座上两个对应通孔与靶后支座连接卡座上的两个螺纹孔相对并通过螺栓紧固为一体；两个靶前支架连接卡座相对的端面上分别设置一个防护盖板卡槽Ⅰ，每个靶前支架连接卡座与靶室底座Ⅰ横向对应侧的相对面上分别设置一个防护盖板卡槽Ⅰ，三个靶室防护盖板Ⅰ能够分别插入三对防护盖板卡槽Ⅰ中并锁死。优选地，所述子弹回收箱包括：回收箱箱体和回收箱盖板53；所述回收箱箱体为半封闭型长方体结构，回收箱箱体的底部固定在靶后滑轨测速组件之后的试验平台上，且朝向靶后滑轨测速组件的一端预留有子弹入射口51，用于回收穿靶后的子弹；回收箱箱体的横向两侧及顶部分别预留有侧门，每个侧门上预留有侧门卡槽，回收箱盖板53能够卡装在侧门卡槽中以实现封堵；使用时，回收箱箱体内装满缓冲材料。优选地，所述组合子弹包括：弹头和转接块；所述弹头的尾部和转接块的一端螺纹连接，头部伸入靶前滑轨测速组件中；其中，所述弹头头部为半球状或圆柱状或圆柱状。优选地，所述组合子弹还包括：空腔块和调节块，所述空腔块与转接块的另一端螺纹连接，用于搭载设定功能的传感器；所述调节块与空腔块螺纹连接，用于调节该组合子弹的重量和长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，包括：试验平台以及安装于试验平台上的发射单元(1)、炮口直径转换器(2)、靶前滑轨测速组件(3)、靶室单元(4)、子弹回收箱(5)、组合子弹(6)和靶后滑轨测速组件(8)；/n所述炮口直径转换器(2)加装在发射单元(1)的炮口处，组合子弹(6)推入炮口直径转换器(2)中，且能够在发射单元(1)的驱动下发射；靶室单元(4)设置在炮口直径转换器(2)之后，其中安装有靶板(44)，靶前滑轨测速组件(3)和靶后滑轨测速组件(8)分别设置在靶板(44)前后，用于对组合子弹(6)的飞行轨迹限位，并能够检测组合子弹(6)穿靶前后的速度；子弹回收箱(5)设置在靶后滑轨测速组件(8)和靶室单元(4)之后，用于回收穿靶后的组合子弹(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，包括：试验平台以及安装于试验平台上的发射单元(1)、炮口直径转换器(2)、靶前滑轨测速组件(3)、靶室单元(4)、子弹回收箱(5)、组合子弹(6)和靶后滑轨测速组件(8)；
所述炮口直径转换器(2)加装在发射单元(1)的炮口处，组合子弹(6)推入炮口直径转换器(2)中，且能够在发射单元(1)的驱动下发射；靶室单元(4)设置在炮口直径转换器(2)之后，其中安装有靶板(44)，靶前滑轨测速组件(3)和靶后滑轨测速组件(8)分别设置在靶板(44)前后，用于对组合子弹(6)的飞行轨迹限位，并能够检测组合子弹(6)穿靶前后的速度；子弹回收箱(5)设置在靶后滑轨测速组件(8)和靶室单元(4)之后，用于回收穿靶后的组合子弹(6)。


2.如权利要求1所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述炮口直径转换器(2)包括：变径炮管(21)、炮管夹具(22)和炮口支座(24)；
所述炮口支座(24)底部卡装在发射单元(1)所在端的试验平台上，其与试验平台滑动配合，炮口支座(24)底部设置支座限位口(25)，当炮口支座(24)滑动至设定位置后，通过在支座限位口(25)中插入限位件能够将炮口支座(24)锁定在设定位置处；所述炮管夹具(22)安装在炮口支座(24)顶部的一端，变径炮管(21)为喇叭状结构，其外周固定于炮管夹具(22)中，大端与发射单元(1)的炮口螺纹对接，小端与靶前滑轨测速组件(3)连接；初始状态时，组合子弹(6)一端设置于变径炮管(21)的小端内部，另一端朝向靶前滑轨测速组件(3)，并能够在发射单元(1)的驱动下沿靶前滑轨测速组件(3)中的靶前滑轨(34)向靶板(44)发射；其中，靶前滑轨(34)包括两个沿上下方向相对扣合的半管，且两个半管的凹面相对。


3.如权利要求2所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述靶前滑轨测速组件(3)包括：滑轨支架Ⅰ(32)、滑轨高度调节阀Ⅰ(33)、靶前滑轨支座(36)、滑轨支座限位卡槽Ⅰ(37)、滑轨支座限位块Ⅰ(38)和滑轨支架Ⅱ(39)；
所述滑轨支架Ⅰ(32)固定在炮口支座(24)顶部的另一端，并套装在靶前滑轨(34)一端的外周，靶前滑轨(34)另一端通过滑轨支架Ⅱ(39)支撑在靶前滑轨支座(36)顶部，滑轨支架Ⅰ(32)和滑轨支架Ⅱ(39)上分别设置滑轨高度调节阀Ⅰ(33)，用于调节靶前滑轨(34)的水平度和高度；其中，靶前滑轨支座(36)的底部卡装在试验平台上，并能够与试验平台滑动配合；
所述靶前滑轨支座(36)底部设置滑轨支座限位卡槽Ⅰ(37)和滑轨支座限位块Ⅰ(38)，滑轨支座限位块Ⅰ(38)用于为靶前滑轨支座(36)沿试验平台纵向滑动导向，且对滑动过程中的横向晃动限位；将靶前滑轨支座(36)调整到设定位置后，在滑轨支座限位卡槽Ⅰ(37)中插入限位件能够将靶前滑轨支座(36)锁定于设定位置处。


4.如权利要求3所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述滑轨支架Ⅰ(32)与炮口支座(24)之间设置滑轨支座垫块(31)，用于调节滑轨支架Ⅰ(32)的高度。


5.如权利要求2所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述靶后滑轨测速组件(8)包括：锥形防护罩(81)、滑轨支架Ⅲ(83)、靶后滑轨支座(84)、滑轨支座限位卡槽Ⅱ(85)、滑轨支座限位块Ⅱ(86)、靶后滑轨(87)、滑轨支架Ⅳ(88)和滑轨高度调节阀Ⅱ(89)；
所述靶后滑轨支座(84)的底部卡装在试验平台上，并能够与试验平台滑动配合，其顶部设计为T字型支撑台，且T字型支撑台的水平段与试验平台的纵向平行，靶后滑轨支座(84)底部设有滑轨支座限位卡槽Ⅱ(85)和滑轨支座限位块Ⅱ(86)，滑轨支座限位块Ⅱ(86)用于为靶后滑轨支座(84)沿试验平台纵向滑动导向，且对滑动过程中的横向晃动限位，将靶后滑轨支座(84)调整到设定位置后，在滑轨支座限位卡槽Ⅱ(85)中插入限位件能够将靶后滑轨支座(84)锁定于设定位置处；
所述靶后滑轨(87)两端分别通过滑轨支架Ⅲ(83)和滑轨支架Ⅳ(88)支撑在T字型支撑台水平段的两端，且滑轨支架Ⅲ(83)和滑轨支架Ⅳ(88)上分别设置有滑轨高度调节阀Ⅱ(89)，用于调节靶后滑轨(87)的水平度和高度，以确保组合子弹(6)穿靶后顺利进入靶后滑轨(87)；同时，靶后滑轨(87)与靶前滑轨测速组件(3)相对的一端设置为“V”字...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢玉斌，闫雷，王明涛，蔡雄峰，
申请(专利权)人：泉州装备制造研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35