CN208780563U - 用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置，从下到上依次设置有第一连接盘和第二连接盘，第一连接盘和第二连接盘将测试装置分成三部分；第一连接盘下面的部分为加载单元，包括液压缸；第一连接盘和第二连接盘中间为中间测试单元，中间测试单元放置有炸药样品，在第二连接盘下方安装有三个固定块，固定块上有通孔及螺钉，固定块通过通孔及螺钉安装LVDT传感器，在第一连接盘上方与固定块对应位置安装有LVDT传感器底部接触块；第二连接盘上方为上层测试单元，上层测试单元安装有光栅尺。该装置结构简单，灵活小巧，造价低廉，借助于液压控制系统，可加工多个置于温度箱中同时开展长时蠕变实验，经济实用，可大幅降低炸药长时蠕变实验占用的物资成本和时间成本，缩短实验周期。

Description

用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验测试装置，具体涉及一种用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置，属于材料实验力学领域。

背景技术

炸药的长时蠕变实验是弹药武器系统中重要的实验之一，是指测试炸药在恒定拉伸或压缩载荷长时稳定作用下材料的变形行为的实验。炸药的长时蠕变实验主要用于测试材料在不同温度下的长期强度、不同载荷水平下的稳态蠕变速率、蠕变损伤演化规律等特征以获取材料的蠕变破坏规律和本构模型。该实验在实际操作过程中面临的主要问题是测样品品种多(不同温度点、不同应力水平)，耗时长(单发以月计)、变形测试精度要求高(0.5级以上)，长时蠕变实验过程中，实验加载设备和变形测试设备的长时持续稳定可靠运行是获取客观准确的数据的关键。以往的方法是在传统的材料实验机上进行，其主要加载测试方法为将圆柱形炸药样品置于温度箱内，设定试验程序，采用液压伺服系统控制的滚珠丝杠进行载荷加载和保持，采用变形引伸计卡在样品的标距段内测试记录样品变形。上述方法采用引伸计卡在样品上的方式测试变形，这种接触式测量变形的方法存在的主要问题是由于装配预紧力的存在加之引伸计刀口较尖，不可避免地产生应力集中，在长时蠕变实验中对于炸药材料会产生明显的局部凹陷和变形，从而引入变形测试误差，而且长时蠕变变形中试验机裸露在环境中而仅将局部的样品及变形测试部分置于温度箱内，由于环境温度的波动造成机架的热胀冷缩也将在样品的变形测试中引入进一步的误差和数据波动，这种情况在蠕变变形较小的炸药长时蠕变实验中尤为明显。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用于炸药材料长时蠕变实验中长时运行稳定可靠，变形测试数据稳定精度高的实验装置。

本实用新型是这样实现的：

一种用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置，包括从下到上依次设置有第一连接盘和第二连接盘，第一连接盘和第二连接盘将测试装置分成三部分；

第一连接盘下面的部分为加载单元，包括液压缸，液压缸下部固定在托盘上，液压缸的活塞通过螺栓与第一连接盘相连接，液压缸外侧还设置有三个连杆，连杆下部与托盘固定连接，连杆上部与第一连接盘连接；

第一连接盘和第二连接盘中间为中间测试单元，中间测试单元包括位于第一连接盘上部与第二连接盘下部对称设置的炸药样品连接装置，中间测试单元也设置有三个连杆，连杆与第一连接盘和第二连接盘相连，在第二连接盘下方安装有三个固定块，固定块上有通孔及螺钉，固定块通过通孔及螺钉安装LVDT传感器，在第一连接盘上方与固定块对应位置安装有LVDT传感器底部接触块；

第二连接盘上方为上层测试单元，上层测试单元包括顶盘，顶盘与第二连接盘之间设置有三个连杆，连杆与顶盘和第二连接盘相连，在顶盘与第二连接盘之间，安装有光栅尺。

更进一步的方案是：

所述托盘、第一连接盘、第二连接盘、顶盘、连杆、固定块均为因瓦合金材料。通过使用因瓦合金材料，可最大限度避免由于装置受环境影响而引入被测样品的变形测试误差。

更进一步的方案是：

同一部分的三个连杆均成120°方向均匀分布。

更进一步的方案是：

所述的固定块在第二连接盘上也呈120°方向均匀分布。

更进一步的方案是：

所述炸药样品连接装置上设置有载荷传感器。

更进一步的方案是：

所述液压缸内含两个腔体，两个腔体各有一个进出油孔，下腔体进油压则活塞上移，进而带动台架上部上移，从而对被测样品产生压缩载荷，上腔体进油压则活塞下移，进而带动台架上部下移，从而对被测样品产生拉伸载荷。油孔连接外部的液压控制系统，油压的调节和保持依靠外部液压控制系统。

本实用新型在使用时，将炸药样品放置在第一连接盘上部与第二连接盘下部对称设置的炸药样品连接装置内，然后根据炸药样品高度调整LVDT传感器的安装长度，并通过螺钉固定，然后启动液压控制系统，通过控制进出油推动活塞运动，对炸药样品产生拉伸载荷，所述LVDT传感器是市面上成熟的主流高精度(精度达1μm)LVDT位移传感器，被测炸药样品产生变形时能够测量到台架上部下部产生相对位移，通过对三个测点的位移值进行平均再除以样品原长即可得到样品产生的应变值。所述光栅尺是市面上成熟的主流高精度位移光栅尺，用于调试安装台架上下部间距的实时测量和蠕变变形测试的辅助测量，弥补高精度LVDT位移传感器量程不足带来的不便。载荷传感器实时监测炸药样品的载荷，并反馈到外部液压控制系统，从而可以调整液压大小。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型是一种用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置，它借助外在的液压控制系统和配套的数据采集系统有效地减小了炸药材料长时蠕变实验过程中变形测试误差和数据波动。本实用新型整体体型小巧，可整体置于温度箱中，台架采用因瓦合金材料，该材料热膨胀系数极低，与传统材料试验机实验方法比较，可有效减小环境温度波动引入的热胀冷缩变形，从而减小变形测试的数据波动和系统误差。采用3个LVDT传感器通过测试样品的端面相对位移来测试材料变形，过程中不与样品接触，与传统引伸计方法相比，避免了炸药样品局部凹陷和蠕变引入的测量误差，同时，通过对三个测点的实测数据进行算术平均，客观的反映了被测样品的总体变形，减小了非对称变形引入的误差，而且LVDT位移传感器本身具有长时运行稳定可靠等优点，因此使得整个长时蠕变实验过程中的变形测试准确、稳定可靠。最后，该装置结构简单，灵活小巧，造价低廉，借助于液压控制系统，可加工多个置于温度箱中同时开展长时蠕变实验，经济实用，可大幅降低炸药长时蠕变实验占用的物资成本和时间成本，缩短实验周期。

附图说明

图1是本实用新型的装配示意图；

图2是本实用新型的LVDT安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的阐述和说明。

如图1、2所示，

一种用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置，包括从下到上依次设置有第一连接盘4和第二连接盘5，第一连接盘和第二连接盘将测试装置分成三部分；

第一连接盘4下面的部分为加载单元1，包括液压缸9，液压缸下部固定在托盘6上，液压缸的活塞通过螺栓与第一连接盘相连接，液压缸外侧还设置有三个连杆8，连杆下部与托盘固定连接，连杆上部与第一连接盘连接；

第一连接盘4和第二连接盘5中间为中间测试单元2，中间测试单元包括位于第一连接盘上部与第二连接盘下部对称设置的用于固定安装炸药样品14的炸药样品连接装置，中间测试单元也设置有三个连杆8，连杆与第一连接盘和第二连接盘相连，在第二连接盘下方安装有三个固定块12，固定块上有通孔及螺钉15，固定块通过通孔及螺钉安装LVDT传感器10，在第一连接盘上方与固定块对应位置安装有LVDT传感器底部接触块13；炸药样品连接装置上设置有载荷传感器。

第二连接盘5上方为上层测试单元3，上层测试单元包括顶盘7，顶盘与第二连接盘之间设置有三个连杆8，连杆与顶盘和第二连接盘相连，在顶盘与第二连接盘之间，安装有光栅尺11。

本实用新型中，托盘、第一连接盘、第二连接盘、顶盘、连杆、固定块均为因瓦合金材料。通过使用因瓦合金材料，可最大限度避免由于装置受环境影响而引入被测样品的变形测试误差。

同一部分的三个连杆均成120°方向均匀分布。

所述的固定块在第二连接盘上也呈120°方向均匀分布。

所述液压缸内含两个腔体，两个腔体各有一个进出油孔，下腔体进油压则活塞上移，进而带动台架上部上移，从而对被测样品产生压缩载荷，上腔体进油压则活塞下移，进而带动台架上部下移，从而对被测样品产生拉伸载荷。油孔连接外部的液压控制系统，油压的调节和保持依靠外部液压控制系统。

长时蠕变实验前，首先根据被测炸药样品长度调整台架上下部之间的距离，再安装调试LVDT传感器，然后将样品置于中间测试单元的中心处，然后将装置放入温度箱中恒温，再调整外部的液压控制系统的载荷参数和数据采集系统的参数，进行预加载和长时蠕变实验。

本实用新型中，炸药样品连接装置为常规的用于固定炸药样品的结构，比如螺栓结构、螺纹结构、锁紧结构均可，只要能够对炸药样品起到良好固定作用，满足炸药样品压缩、拉伸测试即可。本领域技术人员可以根据实际情况选择不同的炸药样品连接装置。

尽管这里参照本实用新型的解释性实施例对本实用新型进行了描述，上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (6)

1.一种用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置，其特征在于：

从下到上依次设置有第一连接盘和第二连接盘，第一连接盘和第二连接盘将测试装置分成三部分；

第一连接盘下面的部分为加载单元，包括液压缸，液压缸下部固定在托盘上，液压缸的活塞通过螺栓与第一连接盘相连接，液压缸外侧还设置有三个连杆，连杆下部与托盘固定连接，连杆上部与第一连接盘连接；

第一连接盘和第二连接盘中间为中间测试单元，中间测试单元包括位于第一连接盘上部与第二连接盘下部对称设置的炸药样品连接装置，中间测试单元也设置有三个连杆，连杆与第一连接盘和第二连接盘相连，在第二连接盘下方安装有三个固定块，固定块上有通孔及螺钉，固定块通过通孔及螺钉安装LVDT传感器，在第一连接盘上方与固定块对应位置安装有LVDT传感器底部接触块；

第二连接盘上方为上层测试单元，上层测试单元包括顶盘，顶盘与第二连接盘之间设置有三个连杆，连杆与顶盘和第二连接盘相连，在顶盘与第二连接盘之间，安装有光栅尺。

2.根据权利要求1所述用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置，其特征在于：

所述托盘、第一连接盘、第二连接盘、顶盘、连杆、固定块均为因瓦合金材料。

3.根据权利要求1所述用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置，其特征在于：

同一部分的三个连杆均成120°方向均匀分布。

4.根据权利要求1所述用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置，其特征在于：

所述的固定块在第二连接盘上呈120°方向均匀分布。

5.根据权利要求1所述用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置，其特征在于：

所述炸药样品连接装置上设置有载荷传感器。

6.根据权利要求1所述用于炸药长时蠕变实验的加载测试装置，其特征在于：

所述液压缸内含两个腔体，两个腔体各有一个进出油孔，下腔体进油压则活塞上移，进而带动台架上部上移，从而对被测样品产生压缩载荷，上腔体进油压则活塞下移，进而带动台架上部下移，从而对被测样品产生拉伸载荷，油孔连接外部的液压控制系统，油压的调节和保持依靠外部液压控制系统。