CN103323491B - 一种炸药撞击与热力复合试验装置 - Google Patents

一种炸药撞击与热力复合试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种炸药撞击与热力复合试验装置，包括：底座；击砧，所述击砧的底部内嵌于底座中，击砧上用于放置炸药药片；击杆，设置在击砧的上方；落锤，设置在击杆的上方；还设置有可对底座加热的加热装置。本装置设置有可对底座加热的加热装置，该加热装置可将热量传递给炸药药片，进而可以将炸药药片的温度进行设定，然后利用落锤撞击进行不同高度的撞击试验，进而获得炸药药片在不同温度下的撞击感度，为炸药在高温条件下的安全性提供评价手段。

Description

一种炸药撞击与热力复合试验装置
技术领域
本发明属于含能材料热学、力学复合安全性评价领域，具体涉及一种可测定含能材料在撞击和高温的复合条件下的安全性能测试的装置，特别涉及一种炸药撞击与热力复合试验装置。
背景技术
当武器长时间在大气层中高速飞行时，气动加热效应非常明显，其内部战斗部的外表面环境温度可能高达150℃～200℃左右，战斗部内装药温度也会明显高于常温。高温不仅会引起炸药物理稳定性、力学性能、化学稳定性的变化，而且会导致其安全性能降低，这将给高温条件下炸药装药安全性带来严酷的考验。在高温条件下，人们对炸药撞击安全缺乏认识，也缺乏合适的加载手段，现有的炸药撞击感度测试方法无法满足武器用炸药耐热性能评价需求，设计相关试验装置并建立相关试验方法，可为耐热炸药设计与安全性评价提供重要支撑。
传统的落锤撞击感度试验中粉状炸药药量仅为30mg～50mg，药片撞击感度药量也仅为50mg～100mg，在压力作用下炸药会向四周的缝隙流动；而实际使用的炸药件为成型装药，药量大，因此传统的粉状及药片炸药的落锤撞击感度难以表征炸药实际应用时的安全性。炸药柱的Susan试验、滑道试验等试验成本高、周期长、药量也比较大达到百克以上量级。在传统落锤撞击感度和炸药柱撞击感度之间建立一种克量级的撞击感度试验是必要的也是可行的，而且这些传统试验只能表征常温下炸药的撞击安全性，无法获知炸药在不同温度条件下的撞击安全性。利用本发明炸药药片撞击热力复合试验装置则不仅可以得到克量级炸药常温下的撞击安全性，还可以得到不同温度下的炸药撞击安全性数据，为炸药的筛选、使用和评估提供了又一技术支撑。
发明内容
传统炸药撞击感度中，要么只能测试毫克级的粉状或薄片状炸药的撞击感度，与炸药实际使用环境相差甚远，要么是百克以上量级炸药药柱的感度，试验成本高，试验药量大，而且这些试验只能在常温下进行。为了获得不同环境温度下且与实际使用状态接近的炸药撞击安全性，本发明提供了一种炸药撞击与热力复合试验装置，可对该装置中克量级的大药片炸药进行加热，获得不同的温度环境，利用落锤撞击获得炸药的撞击感度数据，从而可以评价克量级成型炸药在不同温度下的撞击安全性。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
一种炸药撞击与热力复合试验装置，包括：底座；击砧，所述击砧的底部内嵌于底座中，击砧上用于放置炸药药片；击杆，设置在击砧的上方；落锤，设置在击杆的上方；还设置有可对底座加热的加热装置。
进一步的技术方案是：所述的加热装置包括加热块和加热套，加热套包覆在加热块的外周，底座的底部内嵌于加热块中，加热套的热量通过加热块传递给底座，然后传递给击砧，最后传递给炸药药片。
为了能测试炸药药片在不同温度下的安全性，所述的加热块和击砧上连接有温度控制系统，可对炸药药片的温度进行调节达到试验的预设温度。
为了防止炸药药片在撞击时分散并防止炸药与击杆之间的剪切作用，所述的炸药药片安装在惰性环中，进而测试与实际使用状态接近的炸药撞击安全性。
根据本发明的一个实施例，优选的是：炸药药片的直径为Φ20mm～Φ40mm，厚度4mm～10mm。
进一步的技术方案是：所述的惰性环的厚度与炸药药片的厚度相同。
进一步的技术方案是：所述的击砧和击杆用导向套连接，可以对击砧5、击杆1和炸药药片2之间起到定位作用，且可以对炸药药片2起到约束限制作用。
进一步的技术方案是：所述的击砧和击杆的材质为T10A。
进一步的技术方案是：所述的击杆的杆体为圆柱体，顶部为球形。
进一步的技术方案是：所述的击砧的直径不低于28mm；击杆的杆体的直径不低于28mm。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
（1）本装置设置有可对底座加热的加热装置，该加热装置可将热量传递给炸药药片，进而可以将炸药药片的温度进行设定，然后利用落锤撞击进行不同高度的撞击试验，进而获得炸药药片在不同温度下的撞击感度，为炸药在高温条件下的安全性提供评价手段。
（2）炸药药片成型后安装在惰性环中，不仅可避免炸药药片在撞击时分散，并且与实际使用状态下的炸药状态想接近，可以较真实的测试实际使用状态下炸药的撞击安全性。
（3）击砧和击杆用导向套连接，可以对击砧、击杆和炸药药片之间起到定位作用，且可以对炸药药片起到约束限制作用。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的的附图和实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
图1示出了本发明一个实施例的结构示意图，从图中可以看出，一种炸药撞击与热力复合试验装置，包括底座6；击砧5的底座内嵌于底座6中；击砧5上放置炸药药片2，为了防止炸药药片2在撞击时分散，炸药药片2安装在惰性环3中，惰性环3的厚度与炸药药片2的厚度相同；炸药药片2的上方设置有击杆1；击杆1的上方设置有落锤10，落锤10与击杆1之间的距离可以调节，进而可以测定不同高度下炸药的撞击感度。为了测定不同温度下炸药的撞击感度，本装置设置有可对底座6加热的加热装置，根据本发明的一个优选实施例，所述的加热装置包括加热块7和加热套8，加热套8包覆在加热块7的外周，底座6的底部内嵌于加热块7中，加热块7可迅速传递加热套8产生的热量，使热量能够稳定的传递到底座6和炸药药品2上，从而使炸药样品的温度达到一个恒定的预设值以获得一定温度下炸药的撞击安全性。同时为了能调控炸药药片2的温度，加热块7和击砧5上连接有温度控制系统，具体的为：温度控制系统的温度传感器9安装在加热块7和击砧5中，温度传感器9将加热块7和击砧5监测到的温度反馈给温度控制系统，温度控制系统通过调节电流或电压值来控制加热的功率，实现对炸药药片2加热温度的控制。
击砧5和击杆1用导向套4连接，可以对击砧5、击杆1和炸药药片2之间起到定位作用，且可以对炸药药片2起到约束限制作用，导向套为传热较好的金属材料，长度为30mm～50mm、内径比击砧和击杆直径略大，两者之间有0.2mm～0.3mm的配合公差，壁厚3mm～4mm。根据本发明的一个实施例，导向套4的材质为45钢。
根据本发明的一个实施例，击砧5为圆柱体结构，材料为T10A，直径不低于28mm；击杆1杆体部位为圆柱体，顶部为球形，材料为T10A，击杆1杆体的直径不低于28mm。
进行炸药撞击感度测试时，炸药药片2是先安装在惰性环3中然后放置于击砧5上，惰性环3的材料力学性能应与炸药相近、性能稳定且能够耐高温；炸药药片2可采用等静压、浇注、熔铸、模压等方式成型，根据本发明的一个实施例，炸药药片2的直径为Φ20mm～Φ40mm，厚度4mm～10mm。通过温度控制系统对炸药药片2加热至预设温度并恒温一段时间后，将落锤10提升至预设高度，通过电磁释放装置释放落锤10通过撞击击杆1撞击炸药药片2，可获得炸药药片在一定温度下的50%临界落高或爆炸百分数，从而对炸药在热与撞击复合作用下的安全性进行评估。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (7)

1.一种炸药撞击与热力复合试验装置，其特征在于包括：底座(6)；击砧(5)，所述击砧(5)的底部内嵌于底座(6)中，击砧(5)上用于放置炸药药片(2)；击杆(1)，设置在击砧(5)的上方；落锤(10)，设置在击杆(1)的上方；还设置有可对底座(6)加热的加热装置；
所述的加热装置包括加热块(7)和加热套(8)，加热套(8)包覆在加热块(7)的外周，底座(6)的底部内嵌于加热块(7)中；
所述的加热块(7)和击砧(5)上连接有温度控制系统；
所述的炸药药片(2)安装在惰性环(3)中。
2.根据权利要求1所述的一种炸药撞击与热力复合试验装置，其特征在于所述的炸药药片(2)的直径为Φ20mm～Φ40mm，厚度4mm～10mm。
3.根据权利要求2所述的一种炸药撞击与热力复合试验装置，其特征在于所述的惰性环(3)的厚度与炸药药片(2)的厚度相同。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种炸药撞击与热力复合试验装置，其特征在于所述的击砧(5)和击杆(1)用导向套(4)连接。
5.根据权利要求4所述的一种炸药撞击与热力复合试验装置，其特征在于所述的击砧(5)和击杆(1)的材质为T10A。
6.根据权利要求4所述的一种炸药撞击与热力复合试验装置，其特征在于所述的击杆(1)的杆体为圆柱体，顶部为球形。
7.根据权利要求5所述的一种炸药撞击与热力复合试验装置，其特征在于所述的击砧(5)的直径不低于28mm；击杆(1)的杆体的直径不低于28mm。
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