本发明专利技术公开了一种圆筒试验的简易试验装置和方法，装置包括电雷管(1)、传爆药(2)、待测装药(3)、实验圆筒(4)、第一组应变片(5)、第二组应变片(6)和采集系统(7)，待测装药(3)装于实验圆筒(4)内，传爆药(2)位于实验圆筒(4)的一端开口处并与待测装药(3)接触，电雷管(1)与传爆药(2)接触；第一组应变片(5)和第二组应变片(6)分别设置于实验圆筒(4)的外壁上且二者隔开一预定距离，第一组应变片(5)和第二组应变片(6)分别与采集系统(7)通过半桥电路方式电连接。本发明专利技术系统结构简单、易于加工与操作、成本低，使用大量程应变片替代电探针、氩气弹及高速扫描照相机等高价测速设备，精度较高。精度较高。精度较高。
【技术实现步骤摘要】
一种圆筒试验的简易试验装置和方法
[0001]本专利技术属于火炸药爆轰性能测试与评价
，具体为一种圆筒试验的简易试验装置和方法，适用于炸药爆炸对金属加速作功能力的评价。
技术介绍
[0002]圆筒试验是评估炸药对金属加速作功能力的标准方法之一，是由美国劳伦斯-利弗莫尔(Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL)国家实验室最先建立起来，我国在70年代建立了圆筒试验并一直沿用至今。圆筒试验是将炸药装入金属铜圆筒内，在其一端起爆，炸药爆轰释放的能量不断地传递给金属圆筒壁，使其不断加速、膨胀，直至破裂，采用高速扫面相机拍摄圆筒壁加速膨胀的运动轨迹，可以获得爆轰对金属筒壁加速膨胀运动的整个过程。圆筒试验发展至今，测试精度与稳定性大大提高，已广泛用于炸药及推进剂的爆轰性能的评价。但现有的圆筒试验装置结构组成和操作复杂。
技术实现思路
[0003]为解决以上问题，本专利技术提出了一种圆筒试验的简易试验装置和方法。
[0004]为实现以上目的的技术解决方案如下：
[0005]一种圆筒试验的简易试验装置，包括电雷管、传爆药、待测装药、实验圆筒、第一组应变片、第二组应变片和采集系统，所述待测装药装于所述实验圆筒内，所述传爆药位于所述实验圆筒的一端开口处并与所述待测装药接触，所述电雷管与所述传爆药接触；
[0006]所述第一组应变片和第二组应变片分别设置于所述实验圆筒的外壁上且二者隔开一预定距离，所述第一组应变片和第二组应变片分别与采集系统通过半桥电路方式电连接。
[0007]进一步地，所述实验圆筒为圆筒形铜管。
[0008]进一步地，所述传爆药为TNT炸药。
[0009]进一步地，所述传爆药长度20mm，所述待测装药直径为25.4mm、长度为305mm，所述铜管内径为25.4mm，长度为305mm。
[0010]进一步地，所述第一组应变片沿周向贴于所述铜管的1/3处，所述第二组应变片沿周向贴于所述铜管的2/3处。
[0011]根据上述的圆筒试验的简易试验装置的试验方法，所述方法包括以下步骤：
[0012]步骤一：先将连接有导线的第一组应变片、第二组应变片粘贴于实验圆筒上，保证应变片沿周向粘贴平整，并按应变片半桥电路的方式连接，通过采集系统的电桥电路是否平衡判断其是否合格；
[0013]步骤二：连接第一组应变片、第二组应变片与采集系统之间的导线，确定其半桥电路工作正常，而后将传爆药以电工胶带方式固定于实验圆筒一端，保证其与实验圆筒及待测装药的同轴度不超过0.5mm，最后将电雷管使用电工胶带固定于传爆药一端，安装过程中，电雷管导线处于短路状态；
[0014]步骤三：待人员撤至安全地带后，激发电雷管，测得实验圆筒在爆炸瞬间的圆筒周向应变，从而得到圆筒壁膨胀距离曲线、圆筒壁径向膨胀速度曲线和待测装药的爆速v。
[0015]进一步地，所述步骤三具体包括：
[0016]实验圆筒外表面的周向应变ε与径向位移μ存在关系：
[0017]μ＝R-R0＝εR0ꢀꢀ
(1)
[0018]式(1)中：μ为径向位移；R为圆筒外壁膨胀半径；R0为圆筒外壁原始半径；ε为周向应变；
[0019]通过两组应变片各自测得应变片输出的电压变化，而后通过应变片连接的半桥电路应变-输出电压公式：
[0020]ε＝2
·
U
o
/(K
·
N
·
U
i
)
ꢀꢀ
(2)
[0021]式(2)中，ε为周向应变；U
o
为输出电压；K为应变片灵敏系数；N为放大倍数；U
i
为输入电压，通过上式(2)求得周向应变ε，从而通过式(1)求得两组应变片处的径向位移μ，进而得到两条圆筒壁膨胀距离曲线；
[0022]设径向位移μ与膨胀时间t满足四阶多项函数关系式：
[0023]t＝a0+a1μ+a2μ2+a3μ3+a4μ4ꢀꢀ
(3)
[0024]使用最小二乘法对式(3)进行拟合，得到参数a0—a4；而后对式(3)对μ求导，得到圆筒壁径向膨胀速度曲线；
[0025]待测装药的爆速v求解公式为：
[0026]v＝L/Δt
ꢀꢀ
(4)
[0027]式中：L为两组应变片之间的距离，Δt为两条圆筒膨胀距离曲线起点之间的时间差。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029](1)本专利技术系统结构简单、易于加工与操作、成本低，使用大量程应变片替代电探针、氩气弹及高速扫描照相机等高价测速设备，且精度较高；
[0030](2)应变片起到了电探针的电开关作用，减少了工作量，消除了底片上圆筒膨胀拐点和边界模糊的影响，避免了因底片判读方法而造成的人为误读。
附图说明
[0031]图1为圆筒试验的简易试验装置结构图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。
[0033]结合图1，一种圆筒试验的简易试验装置，包括电雷管1、传爆药2、待测装药3、实验圆筒4、第一组应变片5、第二组应变片6和采集系统7，所述待测装药3装于所述实验圆筒4内，所述传爆药2位于所述实验圆筒4的一端开口处并与所述待测装药3接触，所述电雷管1与所述传爆药2接触；
[0034]所述第一组应变片5和第二组应变片6分别设置于所述实验圆筒4的外壁上且二者隔开一预定距离，所述第一组应变片5和第二组应变片6分别与采集系统7通过半桥电路方式电连接。
[0035]所述传爆药2为TNT炸药，长度为20mm，与圆筒保持同轴度；所述待测装药3为贴壁浇筑于铜管内，直径为25.4mm，长度为305mm；所述铜管4为无氧铜铜管，内径为25.4mm，长度为305mm；所述第一组应变片5为大量程应变片，可测量20％-30％材料变形的应变量，第一组应变片5沿周向贴于铜管4的1/3处；所述第二组应变片6为大量程应变片，可测量20％-30％材料变形的应变量，第二组应变片6沿周向贴于铜管4的2/3处；所述采集系统7由采集卡采集应变片信号，将信号传到计算机中，得到输出电压，通过公式计算，从而得到铜管外径的圆筒壁膨胀时间与膨胀距离曲线、圆通比径向膨胀速度曲线以及爆速等参数，采样频率为10MHz。
[0036]本专利技术的圆筒试验的简易试验装置的试验方法，包括以下步骤：
[0037]步骤一：先将连接有导线的第一组应变片5、第二组应变片6以正确的方式粘贴与铜管上，使用细砂纸将粘贴处打磨掉铜锈，使用95％酒精试剂将粘贴处擦洗干净，并风干，而后使用502等强力胶水将应变片沿周向粘贴平整，并按应变片半桥电路的方式连接，通过采集器的电桥电路是否平衡，判断其是否合格；
[0038]步骤二：先连接第一组应变片5、第二组应变片6与采集系统7之间的导线，确定其半桥电路工作正常，而后将传爆药2以电工本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种圆筒试验的简易试验装置，其特征在于，包括电雷管(1)、传爆药(2)、待测装药(3)、实验圆筒(4)、第一组应变片(5)、第二组应变片(6)和采集系统(7)，所述待测装药(3)装于所述实验圆筒(4)内，所述传爆药(2)位于所述实验圆筒(4)的一端开口处并与所述待测装药(3)接触，所述电雷管(1)与所述传爆药(2)接触；所述第一组应变片(5)和第二组应变片(6)分别设置于所述实验圆筒(4)的外壁上且二者隔开一预定距离，所述第一组应变片(5)和第二组应变片(6)分别与采集系统(7)通过半桥电路方式电连接。2.根据权利要求1所述的圆筒试验的简易试验装置，其特征在于，所述实验圆筒(4)为圆筒形铜管。3.根据权利要求1所述的圆筒试验的简易试验装置，其特征在于，所述传爆药(2)为TNT炸药。4.根据权利要求2所述的圆筒试验的简易试验装置，其特征在于，所述传爆药(2)长度20mm，所述待测装药(3)直径为25.4mm、长度为305mm，所述铜管内径为25.4mm，长度为305mm。5.根据权利要求4所述的圆筒试验的简易试验装置，其特征在于，所述第一组应变片(5)沿周向贴于所述铜管的1/3处，所述第二组应变片(6)沿周向贴于所述铜管的2/3处。6.根据权利要求1-5任一项所述的圆筒试验的简易试验装置的试验方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：先将连接有导线的第一组应变片(5)、第二组应变片(6)粘贴于实验圆筒(4)上，保证应变片沿周向粘贴平整，并按应变片半桥电路的方式连接，通过采集系统(7)的电桥电路是否平衡判断其是否合格；步骤二：连接第一组应变片(5)、第二组应变片(6)与采集系统(7)之间的导线，确定其半桥电路工作正常，而后将传爆药(2)以电工胶带方式固定于实验圆筒(4)一端，保证其与实验圆筒(4)及待测装药(3)的同轴度不超过0.5mm，最后将电雷管(1)使用电工胶带固定于传爆药(2)一端，安装...
【专利技术属性】
技术研发人员：许进升，庞嵩林，陈雄，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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