一种用于模拟高速冲击的实验装置。其包括平台支架、靶舱、炮管、炮管固定调节装置、发射装置、气源和导轨；导轨设置在平台支架顶面中部；炮管利用多个间隔设置的炮管固定调节装置安装在导轨的中部；发射装置安装在平台支架的顶面前端，且发射装置的前端与炮管的后端相连接，同时与气源相连通；靶舱设置在炮管的前侧。本发明专利技术可实现气室压力的准确调节，并进行远程操控，提高了实验的可靠性和安全性。同时，通过移动炮管固定调节装置可以实现炮管纵向、横向位置改变，使炮管与发射装置、支架板具有良好的同心度，并且调节自如。更换不同的衬套、轴套，可以适用于不同规格的炮管，从而发射不同规格尺寸的子弹，由此提高了实验装置的适用范围。围。围。
【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟高速冲击的实验装置
[0001]本专利技术属于冲击动力学
，特别是涉及一种用于模拟高速冲击的实验装置。
技术介绍
[0002]冲击是国防军事、航空航天、交通运输等领域常见的载荷作用形式，冲击载荷的特点是作用时间短、瞬间幅值高，因此会对材料和结构产生很强的破坏作用。为满足新型材料和结构应用的迫切需求，目前亟需开展对应变率效应和抗冲击机理等方面深层物理机制的试验研究。
[0003]目前，高速冲击试验一般利用非反应轻质气体(如被压缩的氮气和氦气)作为工作气体，当气室达到预定气压时，副气室气体瞬间释放，主气室气体向炮管内膨胀，气体压力作用到子弹底部，子弹被加速直到飞出炮口，最终撞击靶板。
[0004]但现有的冲击实验装置在实际使用过程中存在许多问题：
[0005]平台支架的设计是实现理想弹道轨迹和预设撞击位置的关键，但现有的平台支架多为固定式，因此对零部件加工精度及安装准确度要求较高，且后期无法调整。同时，一种规格的炮管只能适用于一种发射装置，因此具有局限性。另外，无法进行斜冲击实验。
技术实现思路
[0006]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于模拟高速冲击的实验装置。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术提供的用于模拟高速冲击的实验装置包括平台支架、靶舱、炮管、炮管固定调节装置、发射装置、气源和导轨；其中，平台支架的下端设置在地面或操作台上；导轨设置在平台支架的顶面中部；炮管利用多个间隔设置的炮管固定调节装置安装在导轨的中部,内部用于放置子弹；发射装置安装在平台支架的顶面前端，并且发射装置的前端与炮管的后端相连接，同时与气源相连通；靶舱设置在炮管的前侧，并且发射装置、炮管和靶舱具有良好的同心度。
[0008]所述用于模拟高速冲击的实验装置还包括安装在位于炮管出口与靶舱之间导轨上的激光测速仪，用于无接触测量子弹5的速度。
[0009]所述平台支架包括支撑脚和基座，基座为铝合金框架，多个支撑脚安装在基座的边缘部位。
[0010]所述靶舱包括缓冲板、支架板和箱体；箱体的前端面设有与炮管相对应的入射口，侧面设有舵门，顶面和底面上沿横向间隔设有若干对相对应的卡槽；支架板的上下端分别卡在箱体顶面和底面上的任一个卡槽内且利用螺栓固定；缓冲板设置在箱体的后端面内侧。
[0011]所述炮管固定调节装置包括轴套、竖直定位螺栓、竖直紧固螺栓、固定夹具、聚瓷浮封环、水平定位螺栓、水平紧固螺栓、上垫板、下垫板和挡块；其中下垫板设置在导轨上；上垫板以平行方式设置在下垫板的上方；两个竖直定位螺栓分别贯穿上垫板和下垫板的两
端中部而将上垫板和下垫板固定在导轨上；每个竖直紧固螺栓的下端贯穿上垫板的一个角后螺纹连接在下垫板的相应角部，用于调整上垫板和下垫板之间的竖直距离，从而实现炮管竖直位置的调节；固定夹具由上部夹具和下部夹具构成，下部夹具放置在上垫板的顶面中部；两块挡块以平行的方式设置在位于下部夹具两侧的上垫板顶面上，并且每块挡块的两端分别利用水平定位螺栓固定在上垫板上；每个水平紧固螺栓从外向内贯穿一块挡块的侧面中部后螺纹连接在下部夹具的外侧部位，由此来调节固定夹具的横向位置，从而实现炮管水平位置的调节；上部夹具和下部夹具的内侧设有轴套，轴套的内侧设有用于夹持炮管的聚瓷浮封环，上部夹具和下部夹具间利用螺栓夹紧。
[0012]所述轴套具有多种不同的规格，以适用于不同直径的炮管7。
[0013]所述发射装置包括前端盖、进气电磁阀、出气电磁阀、后端盖、壳体、传感器和远程控制器；壳体的内部设有主气室和副气室；前端盖和后端盖分别安装在壳体的前后端，并且前端盖上设有法兰，法兰通过衬套与炮管的后端相连接；进气电磁阀安装在壳体上，并且同时与气源、主气室和副气室相连接；出气电磁阀安装在壳体上，并且与副气室相连接；传感器安装在主气室内；远程控制器分别与进气电磁阀、出气电磁阀和传感器无线连接。
[0014]所述进气电磁阀采用三位三通式电磁阀，一端通孔与气源相连，另一端两个通孔分别连接主气室和副气室，不通电时副气室和气源相通，接通电源时主气室和气源相通；出气电磁阀处于常闭状态，接通电源时出口与副气室相通。
[0015]所述衬套具有多种不同的规格，以适用于不同直径的炮管。
[0016]本专利技术提供的用于模拟高速冲击的实验装置具有如下有益效果：
[0017]可实现气室压力的准确调节，并进行远程操控，提高了实验的可靠性和安全性。同时，通过移动炮管固定调节装置可以实现炮管纵向、横向位置改变，使炮管与发射装置、支架板具有良好的同心度，并且调节自如。更换不同的衬套、轴套，可以适用于不同规格的炮管，从而发射不同规格尺寸的子弹，由此提高了实验装置的适用范围。此外，设有非接触式激光测速仪，与接触式测量方法相比，可以测得完整信号，且时间分辨率更高，可以捕捉到瞬间变化的动态过程。与其他实验装置相比，可以进行斜冲击实验。布局合理，结构紧凑，具有可靠性好，安全性高等优点。此外，该实验装置可以应用于材料层裂实验、材料中应力波传播规律研究、验证材料的高压状态方程、应力传感器标定等其他实验。
附图说明
[0018]图1为本专利技术提供的用于模拟高速冲击的实验装置立体图。
[0019]图2为本专利技术提供的用于模拟高速冲击的实验装置中炮管连接处结构放大图。
[0020]图3为本专利技术提供的用于模拟高速冲击的实验装置中炮管固定调节装置结构立体图。
[0021]图4为本专利技术提供的用于模拟高速冲击的实验装置中炮管固定调节装置俯视立体图。
[0022]图5为本专利技术提供的用于模拟高速冲击的实验装置进行斜冲击实验时支架板固定位置示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0024]如图1
‑
图5所示，本专利技术提供的用于模拟高速冲击的实验装置包括平台支架1、靶舱2、炮管7、炮管固定调节装置8、发射装置9、气源10和导轨11；其中，平台支架1的下端设置在地面或操作台上；导轨11设置在平台支架1的顶面中部；炮管7利用多个间隔设置的炮管固定调节装置8安装在导轨11的中部,内部用于放置子弹5；发射装置9安装在平台支架1的顶面前端，并且发射装置9的前端与炮管7的后端相连接，同时与气源10相连通；靶舱2设置在炮管7的前侧，并且发射装置9、炮管7和靶舱2具有良好的同心度。
[0025]所述用于模拟高速冲击的实验装置还包括安装在位于炮管7出口与靶舱2之间导轨11上的激光测速仪6，用于无接触测量子弹5的速度。
[0026]所述平台支架1包括支撑脚12和基座13，基座13为铝合金框架，多个支撑脚12安装在基座13的边缘部位。
[0027]所述靶舱2包括缓冲板3、支架板4和箱体22；箱体22的前端面设有与炮管7相对应的入射口，侧面设有舵门，顶面和底面上沿横向间隔设有若干对相对应的卡槽15；支架板4的上下端分别卡在箱体22顶面和底面上的任一个卡槽15内且利用螺栓固定；缓冲板3设置在箱本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于模拟高速冲击的实验装置，其特征在于：所述用于模拟高速冲击的实验装置包括平台支架(1)、靶舱(2)、炮管(7)、炮管固定调节装置(8)、发射装置(9)、气源(10)和导轨(11)；其中，平台支架(1)的下端设置在地面或操作台上；导轨(11)设置在平台支架(1)的顶面中部；炮管(7)利用多个间隔设置的炮管固定调节装置(8)安装在导轨(11)的中部,内部用于放置子弹(5)；发射装置(9)安装在平台支架(1)的顶面前端，并且发射装置(9)的前端与炮管(7)的后端相连接，同时与气源(10)相连通；靶舱(2)设置在炮管(7)的前侧，并且发射装置(9)、炮管(7)和靶舱(2)具有良好的同心度。2.根据权利要求1所述的用于模拟高速冲击的实验装置，其特征在于：所述用于模拟高速冲击的实验装置还包括安装在位于炮管(7)出口与靶舱(2)之间导轨(11)上的激光测速仪(6)，用于无接触测量子弹(5)的速度。3.根据权利要求1所述的用于模拟高速冲击的实验装置，其特征在于：所述平台支架(1)包括支撑脚(12)和基座(13)，基座(13)为铝合金框架，多个支撑脚(12)安装在基座(13)的边缘部位。4.根据权利要求1所述的用于模拟高速冲击的实验装置，其特征在于：所述靶舱(2)包括缓冲板(3)、支架板(4)和箱体(22)；箱体(22)的前端面设有与炮管(7)相对应的入射口，侧面设有舵门，顶面和底面上沿横向间隔设有若干对相对应的卡槽(15)；支架板(4)的上下端分别卡在箱体(22)顶面和底面上的任一个卡槽(15)内且利用螺栓固定；缓冲板(3)设置在箱体(22)的后端面内侧。5.根据权利要求1所述的用于模拟高速冲击的实验装置，其特征在于：所述炮管固定调节装置(8)包括轴套(19)、竖直定位螺栓(23)、竖直紧固螺栓(24)、固定夹具(25)、聚瓷浮封环(26)、水平定位螺栓(27)、水平紧固螺栓(28)、上垫板(29)、下垫板(30)和挡块(31)；其中下垫板(30)设置在导轨(11)上；上垫板(29)以平行方式设置在下垫板(30)的上方；两个竖直定位螺栓(23)分别贯穿上垫板(29)和下垫板(30)的两端中部而将上垫板(29)和下垫板(30)固定在导轨(11)上；每个竖直紧固螺栓(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓云飞，胡晓宇，李浩，黄自强，魏刚，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：
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