CN117990481A - 一种含能材料多角度撞击安全性能测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及含能材料测试技术领域，具体公开了一种含能材料多角度撞击安全性能测试装置及方法，包括固定底板和托板，固定底板上设置有滑轨，滑轨上设置有置样机构，置样机构包括滑座，滑座与滑轨连接，滑座上设置有击柱底座，击柱底座上设置有击柱；托板位于滑轨两侧，托板一端设置有悬吊机构和升降机构，升降机构设有升降机架和伸缩电机，升降机架的上端与弹射机构的一端连接，弹射机构的另一端与悬吊机构连接；弹射机构包括弹射平台，弹射平台一侧设有水平仪，弹射平台的中部设有弹射轨道、弹射电机，弹射电机位于弹射轨道靠近升降机构的一端，弹射电机的输出端设有弹射板。能够实现受测材料多角度/多速度撞击刺激。
Description
技术领域
本发明涉及含能材料测试技术领域，具体涉及一种含能材料多角度撞击安全性能测试装置及方法。
背景技术
撞击感度是用于确定含能材料在处理、加工或运输过程中的危险性的最重要指标之一，自卡斯特(H·Kast)提出撞击感度以来，各国仍在卡斯特落锤仪的基础上进行火炸药撞击感度的测定，经过一个多世纪的不断探索和改进，相继形成了对应的测试方法及仪器，制定了相应的测试标准。当前国内外学者也设计了各种类型和规格的撞击感度测试仪，虽然在结构和传动方案上各有差别，但是他们的基本运动形式是相同的：将落锤提升到一定高度然后释放，使其自由下落到撞击装置上。对于轨道式撞击感度测试仪，导轨与落锤之间存在摩擦，且经过长时间的使用后轨道的垂直度不能保证；对于无轨式撞击感度仪，对中性不能保证。
现有技术中的撞击感度仪均是垂直作用于撞击装置上，不能测试含能材料受到不同角度刺激作用下的安全性能。在实际生产及应用过程中含能材料受到撞击不是单一竖直方向，而是多角度均存在撞击，因此，设计一种能够测试含能材料在不同角度撞击作用下安全性能的测试装置尤为重要。
发明内容
针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种含能材料多角度撞击安全性能测试装置，本装置能够实现受测材料多角度/多速度撞击刺激。
本发明的第二个目的是提供一种含能材料多角度撞击安全性能测试方法，原理简单，可根据用户需求，确定撞击角度/撞击速度甚至是撞击能量，给予待测材料刺激响应，制作、使用方便，具有更好的操作性。
本发明所采用的第一个技术方案是：一种含能材料多角度撞击安全性能测试装置，设置有固定底板和托板，，所述固定底板上设置有滑轨，所述滑轨上设置有置样机构，所述置样机构包括滑座，所述滑座与所述滑轨连接，所述滑座上设置有击柱底座，所述击柱底座上设置有击柱；
所述托板位于所述滑轨的两侧，所述托板一端设置有悬吊机构和升降机构，所述升降机构设有升降机架和伸缩电机，升降机架的上端与弹射机构的一端连接，所述弹射机构的另一端与悬吊机构连接；
所述弹射机构包括弹射平台，弹射平台一侧设有水平仪，弹射平台的中部设有弹射轨道、弹射电机，所述弹射电机位于所述弹射轨道靠近所述升降机构的一端，所述弹射电机的输出端设有弹射板。
优选的，所述弹射轨道两侧设置有多个落球存放机构，落球存放机构上存放有多个落球，落球存放机构与弹射轨道之间设置有释放挡板。
优选的，所述落球存放机构向所述弹射轨道的一侧倾斜设置。
优选的，所述弹射轨道向所述弹射电机一侧倾斜设置。
优选的，所述伸缩电机与升降机架连接，所述伸缩电机驱动升降机架沿高度方向上下移动。
优选的，还包括自动控制模块，所述自动控制模块根据预设高度参数控制伸缩电机驱动弹射机构上下运动。
优选的，所述自动控制模块还根据预设速度参数控制弹射电机撞击落球的速度。
优选的，所述水平仪为气泡水平仪或数字水平仪。
优选的，所述悬吊机构包括竖向导轨、悬臂导轨、挂钩、吊绳、摇杆机构和制动机构，所述摇杆机构控制所述悬臂导轨沿所述竖向导轨升降，所述挂钩可沿所述悬臂导轨滑动，所述吊绳的一端与所述挂钩连接，所述吊绳的另一端与所述弹射平台连接，所述制动机构锁紧所述摇杆机构。
本发明所采用的第二个技术方案是：一种含能材料多角度撞击安全性能测试方法，包括如下步骤：
S01：设定撞击角度和撞击速度，根据所述撞击角度和撞击速度计算获得弹射水平距离和弹射高度；
S02：将所述弹射水平距离和弹射高度与所述测试装置的阈值相比较，确定弹射水平距离和弹射高度；
S03：按照步骤S02中确定的弹射水平距离和弹射高度调整测试装置，装入待测样品；
S04：启动测试装置，完成测试，获得设定撞击角度和撞击速度下的安全性能测试结果。
上述技术方案的有益效果：
(1)本发明提供的含能材料多角度撞击安全性能测试装置实现了受测材料多角度/多速度撞击刺激。
(2)本发明提供的含能材料多角度撞击安全性能测试方法可根据用户需求，确定撞击角度/撞击速度甚至是撞击能量，给予待测材料刺激响应，制作、使用方便，具有更好的操作性。
附图说明
图1为本发明的一个实施例1提供的含能材料多角度撞击安全性能测试装置图；
图2为本发明的一个实施例2提供的含能材料多角度撞击安全性能测试方法流程图；
其中，1-固定底板；2-托板；3-升降机架；4-伸缩电机；5-弹射电机；6-滑轨；
7-悬吊机构；71-悬臂导轨；72-挂钩；73-挂绳；74-垂直导轨；75-制动机构；76-摇杆；
8-弹射机构；81-弹射轨道；82-落球存放机构；83-落球；84-水平仪；85-弹射底板；86-释放挡板；
9-置样机构；91-置样底座；92-击柱；93-击柱底座。
具体实施方式
下面对本申请的实施方式作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一
如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种含能材料多角度撞击安全性能测试装置，包括水平设置的固定底板1和托板2，固定底板1上设置有滑轨6，滑轨6为工字型滑轨或其他具有凹槽结构的滑轨，滑轨6上设置有可移动的置样机构9，置样机构9包括与滑轨6匹配的可移动的置样底座91、置样底座91沿滑轨6的方向移动，置样底座91上设置有击柱底座93，置样底座上设置有击柱92。由于置样机构9可移动，，能够使得待测样品移动，调整待测样品被撞击时的位置，实现不同撞击位置的调整。
托板2位于所述滑轨6的两侧，托板2的左端设置有升降机构和悬吊机构7，升降机构包括升降机架3和伸缩电机4，升降机架3顶端与弹射机构8左端固定连接，升降机架3在伸缩电机4的驱动下，能够沿着垂直方向上升或者下落。优选的，伸缩电机4上装有气缸用于控制升降机架3的升降或者其它能够控制升降机架3升降的装置，通过控制升降机架3的升降调整弹射机构8的高度，使得弹射机构8处于需要的高度，然后使用悬吊机构7配合使得弹射机构满足落球83测试所需高度。弹射机构8还包括水平测量装置，优选为水平仪84，包括气泡水平仪和数字水平仪。保证经过升降机架3和悬吊机构7调整高度后弹射机构8处于水平方向。
所述弹射机构8包括弹射平台，弹射平台一侧设有水平仪84，弹射平台的中部设有弹射轨道81、弹射电机5，弹射电机5位于弹射轨道81靠近升降机构的一端，弹射电机5的输出端设有弹射板85。弹射轨道81两侧设置有多个落球存放机构82，落球存放机构82上存放有多个落球83，落球83与弹射轨道81之间设置有释放挡板86。落球存放机构82靠近弹射轨道81较低，向弹射轨道81一端倾斜，保证释放挡板86打开后，落球83落入弹射轨道81，在弹射落球83之前所述弹射轨道81向所述弹射电机5一侧倾斜设置，保证落球83落入弹射轨道81中，向弹射电机5一侧运动，保证弹射距离，使得落球83获得初始速度。
弹射机构8右端连接有悬吊机构7。悬吊机构7包括悬臂导轨71、挂钩72、挂绳73、垂直导轨74、制动机构75和摇杆76。挂绳73与弹射机构8的右端连接，挂绳73通过挂钩72汇集，挂绳在悬臂导轨71和垂直导轨74内部穿过与制动机构75和摇杆76连接。通过摇杆76控制调整挂绳73的长度，使得弹射机构8处于水平方向。然后通过制动机构75固定挂绳长度，使得弹射机构8稳定处于水平方向。
还包括自动控制模块，自动控制模块根据预设高度参数控制伸缩电机4上下运动。还根据预设速度参数控制弹射电机5撞击落球83。使得落球83获得设定的速度和撞击角度。实现受测材料多角度/多速度撞击刺激。
实施例二
如图2所示，本发明的一个实施例提供了一种含能材料多角度撞击安全性能测试方法，包括如下步骤：
S01：设定撞击角度和撞击速度，根据撞击角度和撞击速度计算获得弹射水平距离和弹射高度；
S02：将弹射水平距离和弹射高度与所述测试装置的阈值相比较，确定弹射水平距离和弹射高度；
S03：按照步骤S02中确定的弹射水平距离和弹射高度调整测试装置，装入待测样品；
S04：启动测试装置，完成测试，获得设定撞击角度和撞击速度下的安全性能测试结果。
测试装置的阈值包括最大的装置长度和高度。
安全性能测试结果包括撞击角度、撞击速度和撞击能。
实施例三
本发明的一个实施例提供了一种含能材料多角度撞击安全性能测试方法，包括如下步骤：以撞击角度θ(撞击方向与水平方向夹角)，撞击速度v对某测试材料给予撞击刺激为例，据经典平抛运动，忽略空气阻力，经过时间t后砸至撞击装置，则对弹射水平距离x和弹射高度H有：
v0＝vcosθ；x＝v0t；
其中v0由弹射电机5输出大小控制。
根据装置长度x0和高度H0，以水平弹射距离x0，弹射高度不超过不超过H0，即
0≤x＝v0t≤x0；
计算确定弹射高度、水平距离。
以撞击角θ＝30°，撞击速度v＝20m/s为例，确定固定弹射高度H为0.804m、水平弹射距离x为1.732m；
根据上述参数调整测试装置，移动置样底座91，按照确定的水平距离x固定置样机构9；启动伸缩电机4，固定弹射机构8高度H，同时操控操作摇杆76、制动机构75，固定悬机构7，确保弹射机构8水平放置；拨动释放挡板86，落球83落入弹射轨道81中，启动弹射电机5，按照预设初速度将落球83弹射出去；落球83砸至样品，该次实验完成，记录好实验数据，根据该次撞击设置，可计算出撞击能其中m为落球质量，落球质量可调。输出安全性能测试结果，包括击角度、撞击速度和撞击能。
按照上述操作步骤进行测试即可。
本测试方法原理简单，可根据用户需求，确定撞击角度/撞击速度甚至是撞击能量，给予待测材料刺激响应，制作、使用方便，具有更好的操作性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种含能材料多角度撞击安全性能测试装置，设置有固定底板(1)和托板(2)，其特征在于，所述固定底板(1)上设置有滑轨(6)，所述滑轨(6)上设置有置样机构(9)，所述置样机构(9)包括滑座(91)，所述滑座(91)与所述滑轨(6)连接，所述滑座(91)上设置有击柱底座(93)，所述击柱底座(93)上设置有击柱(92)；
所述托板(2)位于所述滑轨(6)的两侧，所述托板(2)一端设置有悬吊机构(7)和升降机构，所述升降机构设有升降机架(3)和伸缩电机(4)，升降机架(3)的上端与弹射机构(8)的一端连接，所述弹射机构(8)的另一端与悬吊机构(7)连接；
所述弹射机构(8)包括弹射平台，弹射平台一侧设有水平仪(84)，弹射平台的中部设有弹射轨道(81)、弹射电机(5)，所述弹射电机(5)位于所述弹射轨道(81)靠近所述升降机构的一端，所述弹射电机(5)的输出端设有弹射板(85)。
2.根据权利要求1所述的含能材料多角度撞击安全性能测试装置，，其特征在于，所述弹射轨道(81)两侧设置有多个落球存放机构(82)，落球存放机构(82)上存放有多个落球(83)，落球存放机构(82)与弹射轨道(81)之间设置有释放挡板(86)。
3.根据权利要求2所述的含能材料多角度撞击安全性能测试装置，，其特征在于，所述落球(83)存放机构向所述弹射轨道的一侧倾斜设置。
4.根据权利要求2所述的含能材料多角度撞击安全性能测试装置，，其特征在于，所述弹射轨道(81)向所述弹射电机(5)一侧倾斜设置。
5.根据权利要求1所述的含能材料多角度撞击安全性能测试装置，，其特征在于，所述伸缩电机(4)与升降机架(3)连接，所述伸缩电机(4)驱动升降机架(3)沿高度方向上下移动。
6.根据权利要求1所述的含能材料多角度撞击安全性能测试装置，，其特征在于，还包括自动控制模块，所述自动控制模块根据预设高度参数控制伸缩电机(4)驱动弹射机构(8)上下运动。
7.根据权利要求6所述的含能材料多角度撞击安全性能测试装置，，其特征在于，所述自动控制模块还根据预设速度参数控制弹射电机(5)撞击落球(83)的速度。
8.根据权利要求1所述的含能材料多角度撞击安全性能测试装置，，其特征在于，所述水平仪(84)为气泡水平仪或数字水平仪。
9.根据权利要求1所述的含能材料多角度撞击安全性能测试装置，，其特征在于，所述悬吊机构包括竖向导轨(74)、悬臂导轨(71)、挂钩(72)、吊绳(73)、摇杆机构(76)和制动机构(75)，所述摇杆机构(76)控制所述悬臂导轨(71)沿所述竖向导轨(74)升降，所述挂钩(72)可沿所述悬臂导轨(71)滑动，所述吊绳(73)的一端与所述挂钩(72)连接，所述吊绳(73)的另一端与所述弹射平台连接，所述制动机构(75)锁紧所述摇杆机构(76)。
10.一种使用权利要求1～9任一项所述装置测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：设定撞击角度和撞击速度，根据所述撞击角度和撞击速度计算获得弹射水平距离和弹射高度；
S02：将所述弹射水平距离和弹射高度与所述测试装置的阈值相比较，确定弹射水平距离和弹射高度；
S03：按照步骤S02中确定的弹射水平距离和弹射高度调整测试装置，装入待测样品；
S04：启动测试装置，完成测试，获得设定撞击角度和撞击速度下的安全性能测试结果。
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