CN104316667B - 弹体装药压缩环境模拟试验装置 - Google Patents

弹体装药压缩环境模拟试验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弹体装药压缩环境模拟试验装置，包括盖帽、定位环、弹体和底座，弹体为带有中心通孔的圆筒结构，定位环套装在弹体的一端，利用定位螺钉固定在弹体上；弹体的另一端带有外螺纹，并与底座通过螺纹连接；在弹体内腔中依次安装有传感器、样品和模拟药，模拟药紧密安装于样品两侧；弹体、定位环和盖帽台阶孔同轴设置。本发明的优点是能够真实模拟弹体装药的压缩环境，结构简单，可重复利用，成本低廉，劳动强度小。

Description

弹体装药压缩环境模拟试验装置
技术领域
本发明属于火炸药实验室试验装置技术领域，涉及一种压缩环境模拟实验装置，特别涉及一种用于模拟弹体装药服役过程压缩环境的实验装置。
背景技术
炸药装药在发射、侵彻过程中受到惯性冲击压缩作用，炸药的响应首先表现为动力学响应,进而影响其起爆性质和爆轰性能，所以如何评估炸药装药在某种冲击压缩条件下的力学响应及反应情况，已成为武器研制部门关心的重点问题之一。
目前，国内外评估炸药装药抗冲击性能的方法主要有实弹射击试验和实验室模拟实验。前者存在实验周期长、费用高、重复性差、获得测试数据难度大等缺点。因此，国内外建立了多种实验室模拟试验装置，如大型落锤加载装置、低速气炮模拟实验装置、小型后坐冲击模拟实验装置，用于研究炸药装药在冲击压缩过程中的应力响应及反应情况。这些装置的实验原理为：实验样弹均采用活塞式结构，即：将样品紧密安装于套筒内，药柱两端用活塞压紧，一端活塞固定于大质量砧体上，以确保在实验过程中不发生轴向位移，利用大型落锤或弹丸冲击药柱另一端的活塞，从而对药柱试样产生冲击压缩作用，通过安装于实验样弹上部或底部的传感器,记录炸药试样所受应力载荷历程。虽然该样弹结构能够定量评价炸药装药的抗冲击性能，然而，该类实验样弹的装药结构与真实弹体装药结构存在较大差异，真实弹体中，由于弹壳一般并不发生变形，故炸药装药并不受到直接压缩作用。其次，该方法中传感器安装于样弹外部，并不于样品直接接触，传感器记录的信号为经过多种不同阻抗材料传递后的应力曲线，已不能真实反映炸药试件的力学响应特性。再次，由于活塞与套筒紧密接触，在冲击加载后，活塞发生径向膨胀，使得整套系统难以分离，故不能重复使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种能够模拟弹体装药服役过程压缩环境的实验装置，该实验装置能够更为真实的模拟弹体装药服役过程中的压缩环境，操作简单方便。
为了解决上述技术问题，本发明的技术解决方案：一种弹体装药压缩环境模拟试验装置，包括盖帽、定位环、弹体、底座、传感器、模拟药和样品；其特征在于，弹体为带有中心通孔的圆筒结构，定位环套装在弹体的一端，利用定位螺钉固定在弹体上；弹体的另一端带有外螺纹，并与底座通过螺纹连接；在弹体内腔中依次安装有传感器、样品和模拟药，模拟药紧密安装于样品两侧；所述盖帽一端为半球形结构，另一端为圆柱体，且圆柱体一端带有法兰结构，盖帽圆柱体一端内部带有中心台阶孔，盖帽通过连接螺钉与定位环连接，所述传感器一端嵌入弹体内腔中，另一端嵌入盖帽内部的台阶孔中；盖帽、弹体和底座同轴设置。
本发明的弹体装药压缩环境模拟装置，与现有技术相比，带来的技术效果体现在以下几个方面：
1)样品安装于样弹内部，在试验过程中不直接受到压缩作用，更能真实模拟弹体装药的服役环境；
2)传感器安装于样弹头部，与模拟药直接接触，因模拟药与炸药阻抗相近，故所测应力能够代表炸药试件的力学响应特性。
3)盖帽与弹体采用法兰连接，故在样品不反应的情况下，卸下盖帽即可将传感器、样品及模拟药取出，整体试验装置均可重复利用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中盖帽的主视图。
图3为本发明中底座的主视图。
图中的标号分别表示：1.盖帽，2.传感器，3.连接螺钉，4.定位环，5.定位螺钉，6.弹体，7.模拟药，8.样品，9.底座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，需要说明的是本发明不局限于以下具体实施例，凡在本发明技术方案基础上进行的同等变换均在本发明的保护范围内。
遵从上述技术方案，如图1所示，本实施例给出一种弹体装药压缩环境模拟试验装置，包括盖帽1、定位环4、弹体6、底座9、传感器2、模拟药7和样品8；其特征在于，弹体6为带有中心通孔的圆筒结构，定位环4套装在弹体6的一端，利用定位螺钉5固定在弹体6上；弹体6的另一端带有外螺纹，并与底座9通过螺纹连接；在弹体6内腔中依次安装有传感器2、模拟药7和样品8，模拟药7紧密安装于样品8两侧；所述盖帽1一端为半球形结构，另一端为圆柱体，且圆柱体一端带有法兰结构，盖帽1圆柱体一端内部带有中心台阶孔，盖帽1通过连接螺钉3与定位环4连接；所述传感器2一端嵌入弹体6内腔中，另一端嵌入盖帽1内部的台阶孔中；盖帽1、弹体6和底座9同轴设置。
本实施例中，弹体6采用钢制圆筒结构，在弹体6靠近底座9的一端设置有用于和底座9连接的外螺纹，弹体6的内径均一，且弹体6内壁的光洁度与真实弹体内壁的光洁度一致；弹体6内安装有样品8和传感器2，样品8两侧设置有模拟药7，样品8和模拟药7均紧密安装在弹体6内。
如图2，所述的盖帽1一端为半球形结构，另一端为圆柱体，且圆柱体一端带有法兰结构，法兰上留有2个对称的圆形通孔，用于同定位环连接；盖帽1圆柱体一端的内部带有台阶孔，直径较小的台阶孔直径略大于传感器2的直径用于传感器2的定位，直径较大的台阶孔侧壁上加工有2个对称的圆形通孔，用于引出传感器2的导线。
所述定位环4为钢制圆环结构，其内径略大于弹体6的外径；定位环4的端面留有2个对称的螺纹通孔，用于同盖帽1的连接，其侧面加工有4个环形均布的螺纹通孔，用于同弹体6的连接；
如图3，所述底座9为环形内螺纹结构，用于同弹体6的连接；中心为圆柱形凸台结构，其凸台部分伸入弹体6内腔中，起定位作用。
本发明的使用方法及工作原理如下：快速运动的落锤或单弹丸撞击盖帽1，产生的冲击波通过盖帽1依次传递给传感器2、模拟药7和样品8，底座9用于约束样品7与模拟药8的轴向位移，利用传感器2记录样品8所受到的应力曲线；试验结束后，取出定位环4上的定位螺钉5，即可解除盖帽1与弹体6间的连接，将传感器2、模拟药7及样品8取出，试验装置可重复利用。

Claims (3)

1.一种弹体装药压缩环境模拟试验装置，其特征在于，包括盖帽(1)、定位环(4)、弹体(6)、底座(9)、传感器(2)、模拟药(7)和样品(8)；弹体(6)为带有中心通孔的圆筒结构，定位环(4)套装在弹体(6)的一端，利用定位螺钉(5)固定在弹体(6)上；弹体(6)的另一端带有外螺纹，并与底座(9)通过螺纹连接；在弹体(6)内腔中依次安装有传感器(2)、模拟药(7)和样品(8)，模拟药(7)紧密安装于样品(8)两侧；所述盖帽(1)一端为半球形结构，另一端为圆柱体，且圆柱体一端带有法兰结构，盖帽(1)圆柱体一端内部带有中心台阶孔，盖帽(1)通过连接螺钉(3)与定位环(4)连接；所述传感器(2)一端嵌入弹体(6)内腔中，另一端嵌入盖帽(1)内部的台阶孔中；盖帽(1)、弹体(6)和底座(9)同轴设置。
2.如权利要求1所述的弹体装药压缩环境模拟试验装置，其特征在于：所述的弹体(6)为钢制圆筒结构，在弹体(6)靠近底座(9)的一端设置有用于和底座(9)连接的外螺纹，弹体(6)的内径均一，且弹体(6)内腔壁的光洁度与真实弹体内壁的光洁度一致。
3.如权利要求1所述的弹体装药压缩环境模拟试验装置，其特征在于：所述的盖帽(1)一端为半球形结构，另一端为圆柱体，且圆柱体一端带有法兰结构，法兰上留有2个对称的圆形通孔，用于同定位环连接；盖帽(1)圆柱体一端的内部带有台阶孔，台阶孔直径较小的一端其直径略大于传感器(2)的直径，用于传感器的定位，直径较大的台阶孔侧壁上加工有2个对称的圆形通孔，用于引出传感器(2)的导线。
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