專利名稱：一種測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置，屬于材料測試裝置的 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，國內(nèi)外紛紛對高強(qiáng)混凝土和鋼纖維高強(qiáng)混凝土進(jìn)行抗常規(guī)武器侵徹和 爆炸的試驗(yàn)研究。材料狀態(tài)方程主要通過試驗(yàn)得到，這方面的試驗(yàn)還很不夠。氣體炮是當(dāng) 前實(shí)驗(yàn)用的沖擊加載裝置，氣體炮可以高速發(fā)射彈丸與試驗(yàn)材料撞擊來進(jìn)行加載。90年代， Grady等就已經(jīng)開始利用氣體炮得到?jīng)_擊壓縮下的Hugoniot數(shù)據(jù)，嚴(yán)少華(高強(qiáng)混凝土及 鋼纖維高強(qiáng)混凝土高壓狀態(tài)方程的實(shí)驗(yàn)研究，解放軍理工大學(xué)學(xué)報，2000，1(6) 49-53.) 等進(jìn)行平板撞擊實(shí)驗(yàn)。氣體炮試驗(yàn)通常要求撞擊后，通常要求沖擊波在一維的狀態(tài)下進(jìn)行 傳播，同時，本試驗(yàn)為了數(shù)據(jù)處理方便，希望能采用對稱碰撞，因此，設(shè)計需要對沖擊的彈與 試塊進(jìn)行設(shè)計。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置，該 種裝置能夠測試材料動態(tài)性能。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題可以通過采取如下技術(shù)方案一種測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置，其特征是包括彈與飛片的組合，以及組合 試件，彈與飛片的組合、組合試件兩者分離；彈與飛片的組合包括彈體和飛片，彈體和飛片 分別為圓柱體，彈體的前端設(shè)有飛片座，該飛片座由彈體的前端面的中部向內(nèi)凹進(jìn)形成，飛 片置于飛片座內(nèi)，飛片座的大小與飛片大小相匹配，飛片與飛片座的側(cè)壁緊配合；組合試件 在同一方向上依次設(shè)有至少三個臺階，各個臺階上分別設(shè)有探測點(diǎn)；所述組合試件的材料 與飛片的材料相同。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題還可以進(jìn)一步采取以下改進(jìn)彈體的下端面的中部向內(nèi)凹進(jìn)。彈體的側(cè)面設(shè)有徑向向內(nèi)凹進(jìn)的環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有使彈體與炮管緊配合的橡 膠環(huán)。所述飛片座的側(cè)壁設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有使飛片與飛片座緊配合的橡膠環(huán)。各探測點(diǎn)分別設(shè)有探針。還包括靶環(huán)，組合試件穿過靶環(huán)，組合試件通過環(huán)氧樹脂與靶環(huán)連接。本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果本實(shí)用新型裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)應(yīng)用時，探針安裝在臺階靠內(nèi)處，彈與飛片的組合通過 氣體炮驅(qū)動與組合試件碰撞后，沖擊波在被測材料即組合試件中傳播，通過讀取探針位置 的脈沖起跳時間，(速度=位移/時間)得到?jīng)_擊波的速度。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，與標(biāo)準(zhǔn)的材料參 數(shù)相比，具有很高的精度，結(jié)果表明該裝置可以作為測試材料動態(tài)性能的裝置。
圖1是本實(shí)用新型裝置示意圖。圖2是本實(shí)用新型裝置應(yīng)用安裝示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述。如圖1、圖2所示，測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置，包括彈與飛片的組合1，以及 組合試件2，彈與飛片的組合1、組合試件2兩者分離。彈與飛片的組合1包括彈體3和飛 片4，彈體3和飛片4分別為圓柱體，彈體3的前端設(shè)有飛片座，該飛片座由彈體3的前端面 的中部向內(nèi)凹進(jìn)形成，飛片座的大小與飛片4大小相匹配，飛片4置于飛片座內(nèi)，飛片4與 飛片座的側(cè)壁緊配合。為了實(shí)現(xiàn)緊配合，所述飛片座的側(cè)壁設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有使飛 片與飛片座緊配合的橡膠環(huán)5。飛片安裝于飛片座后要求與彈體前端表面平齊或略高。彈 體的側(cè)面設(shè)有徑向向內(nèi)凹進(jìn)的環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有使彈體與炮管緊配合的橡膠環(huán)6。彈體 3的下端面的中部向內(nèi)凹進(jìn)7。組合試件2在同一方向上依次設(shè)有至少三個臺階，各個臺階上分別設(shè)有探測點(diǎn)， 各探測點(diǎn)分別設(shè)有探針11。所述組合試件2的材料與飛片4的材料相同。還包括靶環(huán)8， 組合試件2穿過靶環(huán)，組合試件2通過環(huán)氧樹脂9與靶環(huán)8連接。如圖2所示，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)應(yīng)用時，探針安裝在臺階靠內(nèi)處，彈與飛片的組合放于炮管 10中。彈與飛片的組合通過氣體炮驅(qū)動與組合試件碰撞后，沖擊波在被測材料即組合試件 中傳播，通過讀取探針位置的脈沖起跳時間，(速度=位移/時間)得到?jīng)_擊波的速度。實(shí)驗(yàn)采用對稱碰撞，多層組合試樣實(shí)際上只是采用了一個，厚度為Icm的紫銅，探 針測得2個位置的時間差，于是D=s/t，而對于對稱碰撞，，U為質(zhì)速，ν為彈速。用實(shí)驗(yàn)結(jié) 果與標(biāo)準(zhǔn)的Hugoniot曲線比較，可以得到實(shí)驗(yàn)誤差。實(shí)驗(yàn)中常常采用對稱碰撞，也就是同質(zhì)混凝土材料的高速碰撞，每次輸入飛片的 速度 得到?jīng)_擊波后的粒子速度為
U = \!2u根據(jù)一組飛片“和沖擊波速度D (由兩個位置的位移與相差的時間決定)，絕大部 分密實(shí)介質(zhì)的沖擊波速度D與質(zhì)點(diǎn)速度U是線性關(guān)系D = a+bU通過離散點(diǎn)擬合得到a與b的值。以第一發(fā)為例研究實(shí)驗(yàn)的，測得的第一發(fā)圖象。標(biāo)準(zhǔn)的密實(shí)介質(zhì)(銅)的參數(shù)為Α=3· 94 Β=1· 489D=A+B u采用實(shí)際測量得到的‘與標(biāo)準(zhǔn)的A=3. 94 B=L 489求得D，與實(shí)際測得的Dl比較 就得到了誤差=Error=I- Dl/ D=5. 6%。采用同樣的方法測量了不同的速度撞擊下的誤差， 結(jié)果表明，測量具有很好的精度，誤差在6%以內(nèi)。
4[0031 ] 對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行擬合，得到了銅的沖擊絕熱 _ P.關(guān)系式。測試擬合得到Α=3. 945 B=L 4892與標(biāo)準(zhǔn)的材料參數(shù)相比，具有很高的精度，結(jié)果 表明該裝置可以作為測試材料動態(tài)性能的裝置。本實(shí)用新型測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置在應(yīng)用后，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，與標(biāo)準(zhǔn)的 材料參數(shù)相比，具有很高的精度，可以作為測試材料動態(tài)性能的裝置。
權(quán)利要求一種測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置，其特征是包括彈與飛片的組合，以及組合試件，彈與飛片的組合、組合試件兩者分離；彈與飛片的組合包括彈體和飛片，彈體和飛片分別為圓柱體，彈體的前端設(shè)有飛片座，該飛片座由彈體的前端面的中部向內(nèi)凹進(jìn)形成，飛片置于飛片座內(nèi)，飛片座的大小與飛片大小相匹配，飛片與飛片座的側(cè)壁緊配合；組合試件在同一方向上依次設(shè)有至少三個臺階，各個臺階上分別設(shè)有探測點(diǎn)；所述組合試件的材料與飛片的材料相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置，其特征是彈體的下 端面的中部向內(nèi)凹進(jìn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置，其特征是彈體的側(cè) 面設(shè)有徑向向內(nèi)凹進(jìn)的環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有使彈體與炮管緊配合的橡膠環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置，其特征是所述飛片 座的側(cè)壁設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有使飛片與飛片座緊配合的橡膠環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置，其特征是各探測點(diǎn) 分別設(shè)有探針。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置，其特征是還包括靶 環(huán)，組合試件穿過靶環(huán)，組合試件通過環(huán)氧樹脂與靶環(huán)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置，其特征是包括彈與飛片的組合，以及組合試件，彈與飛片的組合、組合試件兩者分離；彈與飛片的組合包括彈體和飛片，彈體和飛片分別為圓柱體，彈體的前端設(shè)有飛片座，該飛片座由彈體的前端面的中部向內(nèi)凹進(jìn)形成，飛片置于飛片座內(nèi)，飛片座的大小與飛片大小相匹配，飛片與飛片座的側(cè)壁緊配合；組合試件在同一方向上依次設(shè)有至少三個臺階，各個臺階上分別設(shè)有探測點(diǎn)；所述組合試件的材料與飛片的材料相同。本實(shí)用新型測試材料動態(tài)性能的氣體炮裝置在應(yīng)用后，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，與標(biāo)準(zhǔn)的材料參數(shù)相比，具有很高的精度，可以作為測試材料動態(tài)性能的裝置。
文檔編號G01N3/307GK201689009SQ20102015279
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者浣石, 焦楚杰, 蔣國平, 高樂 申請人:廣州大學(xué)