一种爆炸场冲击波做功能力及热效应耦合测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种爆炸场冲击波做功能力及热效应耦合测量装置及方法，目的是实现对爆炸场冲击波做功及热效应的耦合测量。本发明专利技术测量装置由薄壁金属管、形状记忆合金弹簧、底座、支撑板、2个套筒组成，薄壁金属管和单程形状记忆合金弹簧为核心感受元件，利用薄壁金属管压缩变形特性将冲击波做功能力定量转化为薄壁管变形量、利用形状记忆合金弹簧热变形特性将热效应中的热剂量参数定量转化为弹簧变形量，实现对爆炸场冲击波做功及热效应的耦合快速定量测量。单程形状记忆合金弹簧受热变形后结构稳定，可重复利用。本发明专利技术装置结构简单、无需供电、布设使用方便、使用成本低且可重复使用，测量方法简单、不受电磁干扰，精确。精确。精确。

【技术实现步骤摘要】
一种爆炸场冲击波做功能力及热效应耦合测量装置及方法


[0001]本专利技术属于能量检测领域和热检测领域，涉及一种物体目标在爆炸冲击波压力场和温度场中能量测量和热量测量一体化装置，更具体的，涉及一种利用形状记忆合金和薄壁金属管对物体目标在爆炸产生的冲击波做功和瞬态温度场热效应同时进行检测的测量装置及方法。

技术介绍

[0002]当炸药在空气中爆炸时，瞬间产生高温、高压、高速的爆炸产物，进而剧烈压缩相邻的空气介质，使其压力、密度和温度阶跃式地升高，形成空气冲击波，并向外传播。空气冲击波是弹药爆炸对人员、设备和防护结构产生损伤和破坏效应的主要因素之一，因此准确测量空气冲击波的做功能力，对于评价炸药的性能、改进配方设计等均具有重要意义。目前，国内外针对凝聚相炸药毁伤效应研究的重点是冲击波毁伤效应以及驱动破片产生的损伤，而实际上爆炸产生的热效应也是重要的毁伤元素，目前对高能凝聚相炸药爆炸后产生的热毁伤作用的研究较少。现有传感器主要是分开测量压力场和温度场，尚无能够同时测量温度场参数和压力场参数的测量装置；且现有压力场传感器主要是电学传感器和等效靶板；温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种爆炸场冲击波做功能力及热效应耦合测量装置，其特征在于爆炸场冲击波做功能力及热效应耦合测量装置由薄壁金属管(1)、形状记忆合金弹簧(2)、底座(3)、螺栓(4)、支撑板(5)、2个套筒(6)组成；形状记忆合金弹簧(2)采用单程形状记忆合金制备，沿薄壁金属管(1)轴线OO*方向放置于薄壁金属管(1)内部，形状记忆合金弹簧(2)与薄壁金属管(1)同轴；薄壁金属管(1)形状为圆筒型，无端面，用于装载形状记忆合金弹簧(2)，并将冲击波压力场做功性能转化为金属管变形量，同时吸收爆炸冲击波，将爆炸温度场热流传递至形状记忆合金弹簧(2)；薄壁金属管(1)外直径为D1，壁厚为t1，内直径d1满足d1＝D1‑2×
t1，长度为L1；薄壁金属管(1)采用金属材料制成，金属材料要求在爆炸冲击波作用下既能发生塑性变形，又能保持形状完好；形状记忆合金弹簧(2)采用单程记忆合金丝制备，用于将温度场参数转换为弹簧形变位移量，形状记忆合金弹簧(2)直径D2满足d1‑
D2≤0.01mm，长度L2满足L2＝L1，马氏体相变温度T
M
满足40℃≤T
M
≤200℃；形状记忆合金弹簧(2)伸缩方向和薄壁金属管(1)长度方向一致；底座(3)采用金属制成，要求在爆炸冲击作用下不发生变形，用于支撑测量装置整体结构，整体形状为方块状；底座(3)通过螺栓(4)与外部环境进行连接；底座(3)为轴对称结构，按照轴线O3O
3*
分为上底座(31)和下底座(32)，上底座(31)和下底座(32)形状、结构均相同；上底座(31)通过上端面与上支撑板(51)连接，下底座(32)通过下端面与下支撑板(52)连接；上底座(31)和下底座(32)接触部位通过螺栓(4)相连，上底座(31)的长度为L
31
，下底座(32)的长度L
32
＝L
31
；上底座(31)的宽度为W
31
，下底座(31)的宽度W
32
＝W
31
；上底座(31)的厚度为t
31
，下底座(32)的厚度t
32
＝t
31
；螺栓(4)用于连接上底座(31)和下底座(32)，并且整体测量装置通过螺栓(4)固定安装在实验环境中；螺栓(4)按照对称轴O3O
3*
分为上螺栓(41)和下螺栓(42)，上螺栓(41)与上底座(31)的外表面即远离薄壁金属管(1)的表面焊接固定，下螺栓(42)与下底座(32)的外表面即远离薄壁金属管(1)的表面焊接固定，螺栓(4)与底座(3)相连的端面中心与底座(3)几何中心重合；螺栓(4)采用金属制备，要求在爆炸冲击作用下不发生变形，对底座(3)进行连接固定，并作为测量装置的安装端口；支撑板(5)按照轴线O3O
3*
分为上支撑板(51)和下支撑板(52)，上支撑板(51)和下支撑板(52)形状、结构、材料完全相同；上支撑板(51)的一个端面固定在上底座(31)的内表面即靠近薄壁金属管(1)的表面上，下支撑板(52)的一个端面固定在下底座(32)的内表面即靠近薄壁金属管(1)的表面上，上支撑板(51)和下支撑板(52)用于夹紧薄壁金属管(1)；上支撑板(51)形状为等腰梯形与半圆形的组合，上支撑板(51)梯形下底部分与上底座(31)的上端内表面垂直连接，半圆形部分与上套筒(61)的上端面刚性连接；下支撑板(52)形状为等腰梯形与半圆形组合，下支撑板(52)梯形下底部分与下底座(32)的下端内表面垂直连接，半圆形部分与下套筒(62)的下端面刚性连接；上支撑板(51)形状上由上等腰梯形板(511)和上半圆形板(512)组成，上等腰梯形板(511)的下底长为W
5111
，上底长为W
5112
，高度为H
511
，厚度为t
511
；上半圆形板(512)的直径D
512
满足D
512
＝W
5112
，上半圆形板(512)厚度t
512
和上等腰梯形板(511)厚度t
511
保持一致；支撑板(5)采用金属材料制备，要求在爆炸冲击作用下不发生变形；支撑板(5)对薄壁金属管(1)起到保护和固定作用；
套筒(6)用于夹紧固定薄壁金属管(1)，对薄壁金属管(1)起到保护和固定作用；套筒(6)为圆筒状，按照轴线O3O
3*
分为上套筒(61)和下套筒(62)，薄壁金属管(1)两端分别同轴放置于上套筒(61)和下套筒(62)中，薄壁金属管(1)上端与上套筒(61)连接，薄壁金属管(1)下端与下套筒(62)连接；上套筒(61)和下套筒(62)形状、结构、材料完全相同；上套筒(61)上端与上支撑板(51)上半圆形板(512)相连，下套筒(62)下端与下支撑板(52)下半圆形板(522)相连，上套筒(61)外直径D
61
满足D
61
＝D
512
，长度为L
61
；内直径d
61
满足d
61
＝D1；套筒(6)采用金属材料制备，要求在爆炸冲击作用下不发生变形。2.如权利要求1所述的一种爆炸场冲击波做功能力及热效应耦合测量装置，其特征在于所述薄壁金属管(1)外直径D1满足5mm≤D1≤50mm，壁厚t1满足0.5mm≤t1≤5mm，长度L1满足50mm≤L1≤500mm；薄壁金属管(1)采用的金属材料满足：屈服强度σ1＞100MPa，密度ρ1＞1g/cm3，导热系数λ1≥300W/m
·
K。3.如权利要求1所述的一种爆炸场冲击波做功能力及热效应耦合测量装置，其特征在于所述制备形状记忆合金弹簧(2)的单程记忆合金丝的丝径d2满足0.1mm≤d2≤2.0mm；单程记忆合金丝采用镍钛合金制作，要求在热效应作用下形状记忆合金弹簧(2)产生收缩变形。4.如权利要求1所述的一种爆炸场冲击波做功能力及热效应耦合测量装置，其特征在于所述上底座(31)的长度L
31
满足25mm≤L
31
≤250mm，上底座(31)的宽度W
31
满足50mm≤W
31
≤100mm，上底座(31)的厚度t
31
满足5mm≤t
31
≤15mm，底座(3)采用的金属材料满足：屈服强度σ3＞150MPa，密度ρ3＞3g/cm3，导热系数λ3≤10W/m
·
K。5.如权利要求1所述的一种爆炸场冲击波做功能力及热效应耦合测量装置，其特征在于所述上螺栓(41)长度L
41
满足20mm≤L
41
≤30mm，下...

【专利技术属性】
技术研发人员：林玉亮，韩国振，祁子真，张玉武，陈荣，李志斌，梁民族，李翔宇，卢芳云，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：