CN112857142B - 一种穿靶实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种穿靶实验装置，属于冲击实验技术领域，能够解决现有穿靶实验装置成本较高，实验次数受限，不利于验证信号识别系统是否达标的问题。所述穿靶实验装置，包括发射平台、冲击体和靶板；靶板位于发射平台的发射侧的前方；发射平台用于向靶板发射冲击体，以使冲击体冲击靶板；发射平台发射的冲击体速度小于预设阈值；冲击体前端为锥体。本发明用于穿靶实验。

Description

一种穿靶实验装置
技术领域
本发明涉及一种穿靶实验装置，属于冲击实验技术领域。
背景技术
目前，高速冲击目标物时的信号识别系统安装前需要进行测试，只有信号识别系统能够实时且迅速地处理好连续不断的电信号，即达到能够及时识别冲击体穿过每层目标物的时长、能够及时识别冲击体在每两层目标物间的飞行时长，以及能够及时计算冲击体穿过的目标物层数，该信号识别系统才能达到使用要求。
所以信号识别系统安装前，会先用模拟实验来模拟实际工况，测试信号识别系统能否实时且迅速地处理好连续不断的电信号，符不符合使用要求。现有的模拟实验装置，通常使冲击体达到800m/s以上的高速后，再冲击多层靶板，同时用信号识别系统识别实验中产生的连续不断的电信号，来验证信号识别系统处理连续不断的电信号的能力。在现有技术中的模拟实验装置，一般使用火炮或火箭撬作为发射平台来发射冲击体，基于火炮或火箭撬的发射平台的成本较高；同时利用火炮或火箭撬作为发射平台时的发射速度较高，为保证识别冲击体穿层信号的电子部件稳定运行，电子部件需要做复杂的安全防护，这样会进一步增加整个实验装置的成本。由于现有的穿靶实验装置成本较高，从而实验次数受限，不利于验证信号识别系统是否达标。
发明内容
本发明提供了一种穿靶实验装置，解决了现有穿靶实验装置成本较高，实验次数受限，不利于验证信号识别系统是否达标的问题。
本发明提供了一种穿靶实验装置，包括发射平台、冲击体和靶板；所述靶板位于所述发射平台的发射侧的前方；所述发射平台用于向所述靶板发射所述冲击体，以使所述冲击体冲击所述靶板；所述发射平台发射的所述冲击体速度小于预设阈值；所述冲击体前端为锥体。
可选的，所述发射平台为空气炮发射平台。
可选的，所述靶板为多个，多个所述靶板平行设置，所述靶板表面垂直于所述冲击体的运动方向。
可选的，每个所述靶板厚度分别为对应原始靶板厚度的1/100～3/100。
可选的，靠近所述发射平台的靶板为第一层靶板，所述冲击体前端的锥体的高度为所述第一层靶板厚度的1～5倍。
可选的，相邻两个所述靶板之间的间距为0.2m～0.4m。
可选的，多个所述靶板的厚度沿靠近所述发射平台到远离所述发射平台的方向递减。
可选的，所述靶板所用材料的强度为250MPa～350MPa。
可选的，所述靶板所用材料为铝合金。
可选的，所述发射平台发射的所述冲击体速度为200m/s～300m/s。
本发明能产生的有益效果包括：
本发明提供的穿靶实验装置，通过利用发射平台发射前端为锥形的冲击体，以使冲击体以小于预设阈值的低速冲击靶板，由于冲击体前端为锥体，相较于现有技术中前端为卵形的冲击体，锥体前端的冲击体更易穿透靶板，这样即使以较低速度运动时，冲击体也可以较为快速地穿透靶板，而且穿透靶板后，在靶板上形成较大的破口，之后整个冲击体与靶板的破口边缘没有大面积的相互接触，从而产生较为明显的突变穿层信号，以此得到与现有的高速穿靶实验装置效果相同的突变穿层信号。由于本发明用成本较低的空气炮等低速发射平台代替了现有技术中成本较高的火炮或火箭撬等高速发射平台，因而降低了整个穿靶实验装置的成本；另外，本发明提供的穿靶实验中由于发射平台发射的冲击体的运行速度较低，因而用于识别冲击体穿层信号的电子部件不需要进行复杂的安全防护，这样会进一步降低整个实验装置的成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的穿靶实验装置结构示意图；
图2为本发明实施例提供的穿靶实验装置中冲击体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的穿靶实验装置的突变穿层信号效果图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明实施例提供了一种穿靶实验装置，如图1所示，包括发射平台、冲击体1和靶板2；靶板2位于发射平台的发射侧的前方；发射平台用于向靶板2发射冲击体1，以使冲击体1冲击靶板2；发射平台发射的冲击体1速度小于预设阈值；冲击体1前端为锥体。
其中，发射平台包括高压气室3和发射管4，靶板2位于发射平台的发射侧的前方，具体的，靶板2位于发射管4的前方。发射平台为低速发射平台，发射的冲击体速度小于预设阈值，本申请中的预设阈值小于或等于500m/s。发射平台可以为空气炮发射平台、落锤装置等，本发明对此不做限定。
在实际应用中，冲击体1可以采用45钢、40钢、50钢、以及40Mn钢等材料制作而成，本发明实施例对此不做限定。优选的，使用45钢制作而成，因为45钢为常见材料，且易加工，可以降低实验成本。
靶板2可以采用钢材、铝合金等材料制作而成，本发明对靶板2所用材料不做限定。
如图2所示，冲击体1前端为锥体，当冲击体1初始速度小于预设阈值时，有利于冲击体1快速地穿透靶板2，而且穿透靶板2后，在靶板2上形成较大的破口，之后整个冲击体1与靶板2的破口边缘没有大面积的相互接触，能产生较为明显的突变穿层信号。冲击体1后部为圆柱状，圆柱半径与椎体底面半径相同。
本发明提供的穿靶实验装置，通过利用发射平台发射前端为锥形的冲击体，以使冲击体以小于预设阈值的低速冲击靶板，由于冲击体前端为锥体，相较于现有技术中前端为卵形的冲击体，锥体前端的冲击体更易穿透靶板，这样即使以较低速度运动时，冲击体也可以较为快速地穿透靶板，而且穿透靶板后，在靶板上形成较大的破口，之后整个冲击体与靶板的破口边缘没有大面积的相互接触，从而产生较为明显的突变穿层信号，以此得到与现有的高速穿靶实验装置效果相同的突变穿层信号。由于本发明用成本较低的空气炮等低速发射平台代替了现有技术中成本较高的火炮或火箭撬等高速发射平台，因而降低了整个穿靶实验装置的成本；另外，本发明提供的穿靶实验中由于发射平台发射的冲击体的运行速度较低，因而用于识别冲击体穿层信号的电子部件不需要进行复杂的安全防护，这样会进一步降低整个实验装置的成本。
优选的，发射平台为空气炮发射平台。空气炮发射平台喷出的压缩气体推动冲击体1运动，使冲击体1产生小于预设阈值的初始速度。优选的，空气炮发射平台可以使冲击体产生小于500m/s的速度，可以满足实验所需的初始速度，同时使用空气炮发射平台成本低。
在实际应用中，如图1所示，本申请的穿靶实验装置的靶板2为多个，多个靶板2平行设置，靶板2表面垂直于冲击体1的运动方向。靶板2的数量设置为多个，在每次实验时，冲击体1冲击多个靶板2时产生的电信号较多，可使验证的信号识别系统更精确。优选的，靶板2数量设置为5～9个。多个靶板2平行设置，靶板2的表面垂直于冲击体1运动方向，以便更好的模拟出现有穿靶实验装置达到的效果。
每个靶板2厚度分别为对应原始靶板厚度的1/100～3/100。原始靶板组为采用高速发射平台发射冲击体时使用的多个靶板集合，其中，高速发射平台发射的冲击体速度大于或等于800m/s，为现有的穿靶实验装置中常用的发射平台，如火箭或火箭撬发射平台。本申请的实验装置中每个靶板2厚度分别为对应原始靶板厚度的1/100～3/100，可以更好地模拟以及得到与现有的穿靶实验装置效果相同的突变穿层信号。
靠近发射平台的靶板2为第一层靶板，冲击体1前端的锥体的高度为第一层靶板厚度的1～5倍，可以避免冲击体1前端的锥体过长，冲击靶板2时产生的突变穿层信号不明显；也可以避免冲击体1前端的锥体过短，冲击体1和靶板2在冲击接触的前期产生的接触面积过大，冲击体1无法将应力集中于靶板2中心的小范围，影响了冲击体1的破坏能力。
相邻两个靶板2之间的间距为0.2m～0.4m。该间距设定，可在达到实验需求的基础上，减少靶板间的距离，缩小实验所需的空间，节约实验成本。相邻两个靶板2之间可以设为等间距，也可以设为不等间距，本发明对此不做限定。
多个靶板2的厚度沿靠近发射平台到远离发射平台的方向递减，可以更好地模拟以及得到与现有的穿靶实验装置效果相同的突变穿层信号。
靶板2所用材料的强度为250MPa～350MPa，可以使冲击体1冲击靶板2时产生明显的突变穿层信号。
实际应用中，靶板2所用材料为铝合金，可在达到实验需求的基础上，满足靶板材料需要的强度，减少靶板间的距离，缩小实验所需的空间。优选的，靶板2使用2A01、2A11、2A12、以及2B16等硬铝合金材料制作而成，可以更好地满足实验靶板材料需要的强度。更优选的，靶板2使用2Al2铝合金材料制作而成，2Al2铝合金加工性能较好，而且材料常见，容易购买，能节约实验成本。
优选的，发射平台发射的冲击体速度为200m/s～300m/s，可以更好地模拟以及得到与现有的穿靶实验装置效果相同的突变穿层信号。
本申请的穿靶实验装置，能得到与现有的高速穿靶实验装置效果相同的突变穿层信号，得到的突变穿层信号经处理后绘制的示意图如图3所示。
以上，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (4)

1.一种穿靶实验装置，其特征在于，包括发射平台、冲击体和靶板；
所述靶板位于所述发射平台的发射侧的前方；所述靶板为多个，多个所述靶板平行设置，所述靶板表面垂直于所述冲击体的运动方向；相邻两个所述靶板之间的间距为0.2m~0.4m；
所述发射平台用于向所述靶板发射所述冲击体，以使所述冲击体冲击所述靶板；
所述发射平台发射的所述冲击体速度小于预设阈值；
所述冲击体前端为锥体；
每个所述靶板厚度分别为对应原始靶板组的第一靶板厚度的1/100~3/100；所述原始靶板组为采用高速发射平台发射第一冲击体时使用的多个第一靶板集合；其中，所述高速发射平台发射的第一冲击体速度大于或等于800m/s；
靠近所述发射平台的靶板为第一层靶板，所述冲击体前端的锥体的高度为所述第一层靶板厚度的1~5倍；
多个所述靶板的厚度沿靠近所述发射平台到远离所述发射平台的方向递减；
所述发射平台发射的所述冲击体速度为200m/s~300m/s，可以模拟得到与采用高速发射平台发射第一冲击体时效果相同的突变穿层信号。
2.根据权利要求1所述的穿靶实验装置，其特征在于，所述发射平台为空气炮发射平台。
3.根据权利要求1所述的穿靶实验装置，其特征在于，所述靶板所用材料的强度为250MPa~350MPa。
4.根据权利要求3所述的穿靶实验装置，其特征在于，所述靶板所用材料为铝合金。
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