CN108981502B - 一种内弹道高速摩擦力仿真模拟测试试验台 - Google Patents

Abstract

本发明具体为一种内弹道高速摩擦力仿真模拟测试试验台，解决了现有弹药的摩擦力测试采用计算得出存在测试精度较大的问题。套筒状模拟枪膛的外侧壁设置有标记头和高速摄影机，套筒状模拟枪膛上设置有直线轴承座，套筒状燃料腔上设置有支架I，空心油压顶杆上设置有支架II，套筒状燃料腔内设置有活塞，活塞的右端面设置有活塞顶杆，套筒状模拟枪膛的左右两端部设置有环状限位块，两个环状限位块的内侧均固定有环状毡垫，套筒状模拟枪膛内设置有空心试验弹丸，空心油压顶杆与空心试验弹丸的右端连通，空心油压顶杆的外柱面上设置有若干应变片。本发明不仅模拟了弹丸在内弹道飞行下的实际工况，而且可以直接精确的获得弹丸在内弹道下的高速摩擦力。

Description

一种内弹道高速摩擦力仿真模拟测试试验台

技术领域

本发明涉及摩擦力试验装置，具体为一种内弹道高速摩擦力仿真模拟测试试验台。

背景技术

弹药的摩擦力是制约着新型弹药研究开发的一项关键技术，若想实现该类弹药的技术突破，必须获得该类弹药的摩擦力数值。

该类弹药的摩擦力可以通过计算得出，但计算值均是在理论假设条件下得出，与实际工况有较显著区别；由于空间等问题，在实弹打靶试验中很难直接测量得到该类弹药的摩擦力。

发明内容

本发明为了解决现有弹药的摩擦力测试采用计算得出存在测试精度较大的问题，提供了一种内弹道高速摩擦力仿真模拟测试试验台。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种内弹道高速摩擦力仿真模拟测试试验台，包括工作台，工作台上方设置有套筒状模拟枪膛和位于其左右两侧的套筒状燃料腔及空心油压顶杆，套筒状模拟枪膛的外侧壁设置有标记头，且套筒状模拟枪膛的周围设置有与标记头位置对应的高速摄影机，套筒状模拟枪膛上设置有与工作台固定的直线轴承座，套筒状燃料腔上设置有与工作台固定的支架I，空心油压顶杆上设置有与工作台固定的支架II，套筒状燃料腔内设置有活塞，活塞的右端面设置有穿出套筒状燃料腔且与套筒状模拟枪膛连接的活塞顶杆，套筒状模拟枪膛的左右两端部设置有环状限位块，两个环状限位块的内侧均固定有环状毡垫，套筒状模拟枪膛内设置有空心试验弹丸，空心油压顶杆的左端伸入套筒状模拟枪膛且与空心试验弹丸的右端连通，空心油压顶杆的外柱面上设置有若干应变片。

进行内弹道低速摩擦力模拟试验时，首先将火药置于套筒状燃料腔内并与起爆线连接，其次将套筒状模拟枪膛推动到所能达到的最左端，然后向空心油压顶杆内加压至空心试验弹丸外表面紧密贴付在套筒状模拟枪膛的内表面，随后将套筒状燃料腔内的火药迅速点燃燃烧并不断膨胀，推动活塞及活塞顶杆加速前进，活塞顶杆推动套筒状模拟枪膛做轴向加速运动，此时，空心油压顶杆所受的支撑力F_N和弹丸所受的摩擦力f之差等于m_测试弹丸×α_测试弹丸，即F_N-f＝-m×a_模拟检验，那么对弹丸摩擦力的测量就转换为对空心油压顶杆应力和弹丸加速度的测量。由于套筒状模拟枪膛和空心试验弹丸的加速度数值相同，方向相反，那么a_测试弹丸＝-a_模拟检验；空心油压顶杆在支撑力F_N的作用下产生形变，即微小应变，该微小应变通过应变片捕获，那么根据广义胡克定律，应力与应变的关系有：σ＝E×ε，那么摩擦力f可表示为f＝σ×A+m×a_模拟检验，式中A为油压顶杆的截面积，至此可计算出弹药所受摩擦力f，克服了现有弹药的摩擦力测试采用计算得出存在测试精度较大的问题。

一种内弹道高速摩擦力仿真模拟测试试验台，还包括恒压泵、应变仪和起爆器；应变片的输出端与应变仪的输入端连接；套筒状燃料腔的左侧壁上设置有堵头，且起爆器上设置有穿入堵头内的起爆线，空心油压顶杆的右端与恒压泵之间设置有与两者连通的高压软管，高压软管上设置有压力表。

应变仪的设置，是将应变片捕获的微小应变经其滤波放大记录过程实现摩擦力的测量；恒压泵可以控制产生不同的压力，并通过压力表实时观测；通过设置起爆器和堵头，实现火药的合理点燃及火药的合理放置。

空心试验弹丸的右侧壁设置有与其连通的内螺纹管接头，且空心油压顶杆左端部与内螺纹管接头螺纹连接；空心油压顶杆右端与高压软管左端通过高压软管接头连接。

高压软管接头及内螺纹管接头的设置，便于实现空心试验弹丸及空心油压顶杆的更换。

本发明结构设计合理可靠，不仅模拟了弹丸在内弹道飞行下的实际工况，而且可以直接精确的获得弹丸在内弹道下的高速摩擦力，对弹药的研究发展具有举足轻重的作用，具有结构简单、加工方便且成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-工作台，2-套筒状模拟枪膛，3-套筒状燃料腔，4-空心油压顶杆，5-标记头，6-高速摄影机，7-直线轴承座，8-支架I，9-支架II，10-活塞，11-活塞顶杆，12-环状限位块，13-环状毡垫，14-空心试验弹丸，15-应变片，16-恒压泵，17-应变仪，18-起爆器，19-堵头，20-起爆线，21-高压软管，22-压力表，23-高压软管接头。

具体实施方式

一种内弹道高速摩擦力仿真模拟测试试验台，包括工作台1，工作台1上方设置有套筒状模拟枪膛2和位于其左右两侧的套筒状燃料腔3及空心油压顶杆4，套筒状模拟枪膛2的外侧壁设置有标记头5，且套筒状模拟枪膛2的周围设置有与标记头5位置对应的高速摄影机6，套筒状模拟枪膛2上设置有与工作台1固定的直线轴承座7，套筒状燃料腔3上设置有与工作台1固定的支架I8，空心油压顶杆4上设置有与工作台1固定的支架II9，套筒状燃料腔3内设置有活塞10，活塞10的右端面设置有穿出套筒状燃料腔3且与套筒状模拟枪膛2连接的活塞顶杆11，套筒状模拟枪膛2的左右两端部设置有环状限位块12，两个环状限位块12的内侧均固定有环状毡垫13，套筒状模拟枪膛2内设置有空心试验弹丸14，空心油压顶杆4的左端伸入套筒状模拟枪膛2且与空心试验弹丸14的右端连通，空心油压顶杆4的外柱面上设置有若干应变片15。

一种内弹道高速摩擦力仿真模拟测试试验台，还包括恒压泵16、应变仪17和起爆器18；应变片15的输出端与应变仪17的输入端连接；套筒状燃料腔3的左侧壁上设置有堵头19，且起爆器18上设置有穿入堵头19内的起爆线20，空心油压顶杆4的右端与恒压泵16之间设置有与两者连通的高压软管21，高压软管21上设置有压力表22；空心试验弹丸14的右侧壁设置有与其连通的内螺纹管接头，且空心油压顶杆4左端部与内螺纹管接头螺纹连接；空心油压顶杆4右端与高压软管21左端通过高压软管接头23连接。

具体实施过程中，首先将套筒状模拟枪膛2推到所能达到的最左端；其次将空心试验弹丸10通过内螺纹管接头安装到空心油压顶杆4上；再次将空心试验弹丸10和空心油压顶杆4一起插入套筒状模拟枪膛2的内部，并通过支架II7实现空心油压顶杆4固定在工作台1上；从次将高压软管15和空心油压顶杆4通过高压软管接头17实现连接，并保证恒压泵12产生的油压不泄露；接着将活塞顶杆11和套筒状模拟枪膛2连接在一起，将火药放置在套筒状燃料腔3中，并将起爆线从堵头19穿出接入起爆器，最后打开恒压泵12给空心试验弹丸10加载模拟膛压并通过压力表9实时观测加载值，打开应变仪13准备测试数据。

Claims (2)

1.一种内弹道高速摩擦力仿真模拟测试试验台，其特征在于：包括工作台(1)，工作台(1)上方设置有套筒状模拟枪膛(2)和位于其左右两侧的套筒状燃料腔(3)及空心油压顶杆(4)，套筒状模拟枪膛(2)的外侧壁设置有标记头(5)，且套筒状模拟枪膛(2)的周围设置有与标记头(5)位置对应的高速摄影机(6)，套筒状模拟枪膛(2)上设置有与工作台(1)固定的直线轴承座(7)，套筒状燃料腔(3)上设置有与工作台(1)固定的支架I(8)，空心油压顶杆(4)上设置有与工作台(1)固定的支架II(9)，套筒状燃料腔(3)内设置有活塞(10)，活塞(10)的右端面设置有穿出套筒状燃料腔(3)且与套筒状模拟枪膛(2)连接的活塞顶杆(11)，套筒状模拟枪膛(2)的左右两端部设置有环状限位块(12)，两个环状限位块(12)的内侧均固定有环状毡垫(13)，套筒状模拟枪膛(2)内设置有空心试验弹丸(14)，空心油压顶杆(4)的左端伸入套筒状模拟枪膛(2)且与空心试验弹丸(14)的右端连通，空心油压顶杆(4)的外柱面上设置有若干应变片(15)；还包括恒压泵(16)、应变仪(17)和起爆器(18)；应变片(15)的输出端与应变仪(17)的输入端连接；套筒状燃料腔(3)的左侧壁上设置有堵头(19)，且起爆器(18)上设置有穿入堵头(19)内的起爆线(20)，空心油压顶杆(4)的右端与恒压泵(16)之间设置有与两者连通的高压软管(21)，高压软管(21)上设置有压力表(22)。

2.根据权利要求1所述的一种内弹道高速摩擦力仿真模拟测试试验台，其特征在于：空心试验弹丸(14)的右侧壁设置有与其连通的内螺纹管接头，且空心油压顶杆(4)左端部与内螺纹管接头螺纹连接；空心油压顶杆(4)右端与高压软管(21)左端通过高压软管接头(23)连接。