CN110530787A - 一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，该装置中上压板为圆台体，中心部位为台阶形通孔；沿上压板台阶形通孔从上至下依次安装台形击柱、锰铜传感器、数据传输线及下底板，台形击柱为台阶形圆柱体，直径较小一端与试验弹中的套筒及试样相连，直径较大一端与上压板直径较大的通孔相连；锰铜传感器一端与下底板的圆心重合；下底板为圆台体，与上压板接触的端面布设凹槽，下底板通过台型通孔与上压板连接。本发明减少了多次脉冲试验的实验装置及测试装置部件，固定了试验弹及测试装置的位置，避免了测试部件在冲击过程中因振动等原因提前破坏连接线或测试部件脱离传感器无法获得数据的现象，提高了测试成功率及数据的准确性。

Description

一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置

技术领域

本发明属于炸药装药性能参数测试领域，涉及一种炸药装药应力测试装置，特别涉及一种适用于多次脉冲试验的炸药应力测试装置。

背景技术

侵彻战斗部在侵彻多层靶时，内部炸药装药承受多次脉冲载荷作用，在多次脉冲载荷的周期性作用下，炸药装药可能出现裂纹、破损等现象，甚至发生点火，采用多次脉冲试验即可研究及评价炸药装药在多次脉冲载荷作用下的安全性。

目前，国内在炸药安全性评估领域多采用单次脉冲，两次甚至多次脉冲试验较少，屈可朋等人发明了一种“炸药装药连续多脉冲载荷加载实验装置”专利(2018年4月，ZL2015 1 0697886.4)，该专利中可实现两次脉冲，但测试部件(传感器)未详细说明，若采用王世英等人在文献“炸药装药在落锤撞击下的应力测试方法研究”(计测技术，2013年6月，第33卷第Z1期49-52页)的棱柱形应变式力传感器进行多次脉冲试验测量时，存在以下缺点：

首先，试验弹与测试装置部件较多，且试验弹内短击柱和击柱两个长度较小的击柱与传感器(高度较小)连接，在冲击过程中各部件发生横向和径向震动，较易发生相对位置的偏移，尤其是击柱与传感器柱面脱离，造成数据失真或未采集；

其次，因零部件较多且位置未固定住，冲击过程中极易发生数据线剪短，造成数据采集不全或无数据。

由此可见，传统的棱柱形应变式力传感器无法满足测试需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，通过减少多次脉冲试验中的实验装置及测试装置部件，并固定试验弹及测试装置的位置，消除了冲击过程中击柱与传感器的脱离，避免了测试部件在冲击过程中因振动等原因提前破坏连接线或测试部件脱离传感器无法获得数据的现象，提高了测试成功率及数据准确性。

本发明提供的一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，包括上压板、台形击柱和下底板，还包括锰铜传感器及传输线；上压板为圆台体，中心部位设置台阶形通孔，四周布设4个M8的通孔，沿上压板的台阶形通孔从上至下依次安装台形击柱、锰铜传感器、数据传输线及下底板；台形击柱为台阶形圆柱体，直径较小一端的外径分别与多次脉冲试验弹中套筒及上压板中心位置直径较小通孔的内径相等且以H9/g8间隙配合，直径较大一端的外径与上压板直径较大的台阶形通孔内径相等且以H9/g8间隙配合；锰铜传感器的双螺旋端与下底板的圆心位置重合，接线端与数据传输线连接；下底板为圆台体，四周均布4个M8的台形通孔，台形通孔直径较小端的下底板端面设置凹槽，锰铜传感器的接线端与数据传输线从凹槽内引出，下底板经台形通孔与上压板连接。

所述上压板台阶形通孔直径较小通孔的高度与上压板的高度之比为1～2:3。台形击柱直径较大一端的高度与台阶形圆柱体的高度之比为1～5:8。下底板台形通孔直径较小端通孔深度与下底板高度之比为1～1.2:2，凹槽宽度与锰铜传感器宽度之比为1.5～2:1，凹槽深度与下底板高度之比为1～2:10，凹槽的长度与下底板的直径之比为0.455～0.485:1，凹槽靠近下底板圆心的一侧为斜面，此斜面与下底板的端面夹角为3～10°。

基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置各部件装配完毕后，将其固定于平台上，通过快速运动的物体撞击上击柱产生的双脉冲载荷应力波，由各部件传递到台形击柱上，最终由台形击柱下的锰铜传感器捕获，在整个冲击过程中，炸药应力测试装置中的上压板及下底板将台形击柱牢牢卡住，依靠台形击柱将试验弹各部件定位，避免出现各部件的相对运动，提高了数据测试成功率及准确性。

本发明的一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，带来的技术效果体现在以下几个方面：

1)将台形击柱与测试装置进行固定，多次脉冲作用时，极大的减少了试验弹中各部件的径向振动，避免了各部件相对位置的偏移，尤其是台形击柱与传感器柱端面脱离，保证了测试数据的完整性；

2)减少了原装置中试验弹与测试部件的数量，保证了多次脉冲过程中，传感器及传输线的完整性，避免了传感器及传输线的提前破坏，极大的提高了测试成功率。

附图说明

图1是本发明的一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置结构示意图。

图2是本发明中上压板的结构示意图。

图3是本发明中台形击柱的结构示意图。

图4是本发明中锰铜压力传感器的结构示意图。

图5是本发明中下底板的结构示意图。

图中的标号分别表示：1、上压板，2、台形击柱，3、锰铜压力传感器，4、数据传输线，5、下底板，1-1、直径较小的台阶形通孔，1-2、直径较大的台阶形通孔，2-1、直径较小的台阶形击柱，2-2、直径较大的台阶形击柱，3-1、锰铜传感器的双螺旋端，3-2、锰铜传感器的接线端，5-1、台形通孔，5-2、凹槽。

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-图5所示，本实施例给出一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，包括上压板1、台形击柱2、锰铜传感器3、数据传输线4、下底板5。其中上压板1为中心部位设置台阶形通孔1-1和四周均布4个通孔1-2的圆台体，台阶形通孔1-1直径较小通孔的高度与上压板1的高度之比为1～2:3，通孔1-2为标准M8通孔；本实施例中，台阶形通孔1-1直径较小通孔的高度与上压板1的高度之比为1.5:3；所述台形击柱2为一端台阶形设计的圆柱体，台形击柱2直径较小一端的外径分别与多次脉冲试验弹中套筒及上压板1台阶形通孔直径较小通孔的内径相等且以H9/g8间隙配合，台形击柱2直径较大一端的外径与上压板1中心位置直径较大通孔1-1的内径相等且以H9/g8间隙配合,台形击柱2台阶形直径较大一端的高度与台形击柱2的高度之比为1～5:8；本实施例中，直径较大一端的高度与台阶形圆柱体2的高度之比为1:8；锰铜传感器3带有双螺旋端3-1和接线端3-2，锰铜传感器3的双螺旋端3-1与下底板5的圆心位置重合,锰铜传感器3的接线端3-2与数据传输线4连接；下底板5为四周均布台形通孔5-1和凹槽5-2的圆台体，台形通孔5-1为M8的通孔，台形通孔5-1直径较小端通孔深度与下底板5高度之比为1～1.2:2，台形通孔5-1直径较小端的下底板5端面设置凹槽5-2，凹槽5-2宽度与锰铜传感器3宽度之比为1.5～2:1，凹槽5-2深度与下底板高度之比为1～2:10，凹槽5-2的长度与下底板5的直径之比为0.455～0.485:1，凹槽5-2靠近下底板5圆心的一侧为斜面，此斜面与下底板5的端面夹角为3～10°，锰铜传感器3为双螺旋锰铜压阻传感器，阻值50±2Ω，其接线端3-2与数据传输线4从凹槽5-2内引出，下底板5经台形通孔5-1与上压板1连接；本实施例中，台形通孔5-1直径较小端通孔深度与下底板5高度之比为1:2，凹槽5-2宽度与锰铜传感器3宽度之比为1.5:1，凹槽5-2深度与下底板高度之比为1:10，凹槽5-2的长度与下底板5的直径之比为0.455:1，凹槽5-2靠近下底板5圆心的斜面与下底板5的端面夹角为5.7°。

所述上压板1为中心部位设置台阶形通孔1-1和四周均布4个通孔1-2的圆台体，上压板1的直径为325mm，高度为30mm，台阶形通孔1-1直径较小通孔的高度与上压板1的高度之比为1.5:3，通孔1-2为标准M8通孔，通孔1-2的圆心距离上压板1的圆心位置为70～100mm，本实施例中通孔1-2的圆心距离上压板1的圆心位置为84mm，台阶形通孔1-1直径较小通孔的直径为40mm，台阶形通孔1-1直径较大通孔的直径为60mm。

所述台形击柱2为一端台阶形设计的圆柱体，台形击柱2直径较小一端的外径分别与多次脉冲试验弹中套筒及上压板1台阶形通孔直径较小通孔的内径相等且以H9/g8间隙配合，台形击柱2的台形击柱直径较大一端的外径与上压板1中心位置直径较大通孔1-2的内径相等且以H9/g8间隙配合,台形击柱2直径较大一端的高度与台形击柱2的总高度之比为1～5:8；本实施例中，直径较大一端的高度与台阶形圆柱体2的总高度之比为1:8，台形击柱2直径较小一端的直径为40mm，台形击柱2直径较大一端的直径为60mm。

所述锰铜传感器3带有双螺旋端3-1和接线端3-2，锰铜传感器3的双螺旋端3-1与下底板5的圆心位置重合,锰铜传感器3的接线端3-2与数据传输线4连接。

所述下底板5为四周均布台形通孔5-1和凹槽5-2的圆台体，下底板5的直径比上压板1的直径长2～5mm，高度为30mm，四周均布4个M8的台形通孔5-1，台形通孔5-1直径较小端通孔深度与下底板5高度之比为1～1.2:2，台形通孔5-1直径较小端的平面设置凹槽5-2，凹槽5-2宽度与锰铜传感器3宽度之比为1.5～2:1，凹槽5-2深度与下底板高度之比为1～2:10，凹槽5-2的长度与下底板5的直径之比为0.455～0.485:1，凹槽5-2靠近下底板5圆心的一侧为斜面，此斜面与下底板5的端面夹角为3～10°，锰铜传感器3的接线端3-2与数据传输线4从凹槽5-2内引出，下底板5经台形通孔5-1与上压板1连接；本实施例中，底板5的直径比上压板的1的直径长2mm，台形通孔5-1直径较小端通孔深度与下底板5高度之比为1:2，凹槽5-2宽度与锰铜传感器3宽度之比为1.5:1，凹槽5-2的长度与下底板5的直径之比为0.455:1，凹槽5-2深度与下底板5高度之比为1:10，凹槽5-2靠近下底板5圆心的斜面与下底板5的端面夹角为5.7°。

本发明的使用方法及工作原理如下：安装多次脉冲试验的炸药应力测试装置各部件，并使锰铜传感器3的双螺旋端3-1位于下底板5的中心位置，调整台形击柱2直径较小一端2-1的端面与上压板1的端面，确保其均处于水平位置，测试锰铜传感器3，确保信号正常输出；整套装置装配完毕后，将其置于固定的平台上，采用快速运动的物体撞击，产生两次压力脉冲载荷，应力脉冲传递到台形击柱2，最终通过锰铜传感器3记录各压力脉冲信号。

本发明的一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，减少了“炸药装药连续多脉冲载荷加载实验装置”的实验及测试装置部件，固定了试验弹及测试装置的位置，避免了试验弹及测试部件在冲击过程中因振动等原因提前破坏连接线的现象，提高了测试成功率及数据的准确性。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，其特征在于，还包括上压板(1)、下底板(5)、台形击柱(2)、锰铜传感器(3)、数据传输线(4)；所述上压板(1)为圆台体，中心部位设置台阶形通孔(1-1)，四周均布4个通孔(1-2)，沿上压板(1)的台阶形通孔(1-1)从上至下依次安装台形击柱(2)、锰铜传感器(3)、数据传输线(4)及下底板(5)；所述台形击柱(2)为台阶形圆柱体，直径较小一端(2-1)的外径分别与多次脉冲试验弹中套筒及上压板(1)直径较小的台阶形通孔(1-1)内径相等且以H9/g8间隙配合，直径较大一端(2-2)的外径与上压板(1)直径较大的台阶形通孔(1-2)内径相等且以H9/g8间隙配合；所述锰铜传感器(3)带有双螺旋端(3-1)和接线端(3-2)，双螺旋端(3-1)与下底板(5)的圆心位置重合；所述数据传输线(4)的一端与锰铜传感器(3)的接线端(3-2)相连；所述下底板(5)为圆台体，四周均布4个M8的台形通孔(5-1)，台形通孔(5-1)直径较小端的下底板(5)端面设置凹槽(5-2)，锰铜传感器(3)的接线端(3-2)与数据传输线(4)从凹槽(5-2)内引出，下底板(5)经台形通孔(5-1)与上压板(1)连接。

2.如权利要求1所述一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，其特征在于，所述台阶形通孔直径较小通孔(1-1)的高度与上压板(1)的总高度之比为1～2:3，所述台形通孔(5-1)直径较小端通孔深度与下底板(5)总高度之比为1～1.2:2。

3.如权利要求1所述一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，其特征在于，所述台形击柱(2)直径较大一端(2-2)的高度与台阶形圆柱体(2)的总高度之比为1～5:8。

4.如权利要求1所述一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，其特征在于，凹槽(5-2)宽度与锰铜传感器(3)宽度之比为1.5～2:1，凹槽(5-2)深度与下底板(5)的总高度之比为1～2:10，凹槽(5-2)的长度与下底板5的直径之比为0.455～0.485:1。

5.如权利要求1或4所述一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，其特征在于，凹槽(5-2)靠近下底板(5)圆心的一侧为斜面，此斜面与下底板5的端面夹角为3～10°。

6.如权利要求1所述的一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，其特征在于，锰铜传感器(3)为双螺旋锰铜压阻传感器，阻值50±2Ω。

7.如权利要求1所述的一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，其特征在于，所述上压板(1)上的通孔(1-2)为标准M8通孔。

8.如权利要求1所述的一种基于多次脉冲试验的炸药应力测试装置，其特征在于，所述下底板(5)上的台形通孔(5-1)为M8的通孔。