CN212964439U - 一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，包括：试验平台以及安装于试验平台上的发射单元、炮口直径转换器、靶前滑轨测速组件、靶室单元、子弹回收箱、组合子弹和靶后滑轨测速组件；所述炮口直径转换器加装在发射单元的炮口处，组合子弹推入炮口直径转换器中，且能够在发射单元的驱动下发射；靶室单元设置在炮口直径转换器之后，其中安装有靶板，靶前滑轨测速组件和靶后滑轨测速组件分别设置在靶板前后，用于对组合子弹的飞行轨迹限位，并能够检测组合子弹穿靶前后的速度；子弹回收箱设置在靶后滑轨测速组件和靶室单元之后，用于回收穿靶后的组合子弹。

Description

一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置

技术领域

本实用新型涉及材料冲击动力学实验技术领域，具体涉及一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置。

背景技术

侵彻是指弹体高速撞击靶体产生破坏效应的动作，若弹体穿透金属靶体，人们又习惯称为穿甲，侵彻和穿甲一直是防护和兵器工程中研究的重点，在冲击和碰撞动力学领域也属于热点问题。目前，用于研究侵彻问题的实验装置种类繁多，比如用火药爆炸驱动子弹的弹道炮/枪发射平台，可以通过调节火药用量、子弹直径和重量来改变发射速度，能实现100～1500 m/s一般-高速侵彻；一、二级轻气炮，在安全性和实验可重复性上优于弹道炮，可实现1500～ 5000m/s高-超高速侵彻，脉冲激光器、平板冲击夯等也能实现高/超高速碰撞、侵彻，以上设备安全可靠精度高，可在实验室内进行，用于高速/超高速碰撞、侵彻测试技术经济上最优。对于100m/s以下的低速碰撞、侵彻实验装置，常用大型重力落锤实验机实现，但该装置垂直机架高(>10m)，在室内难以实现。分离式霍普金森压杆装置广泛用于材料动态力学性能测试中，通过调节气室气压和子弹重量能在室内实现40m/s的可重复性冲击加载，但是不能直接用于侵彻和碰撞试验研究。同时，低速侵彻、碰撞问题，在交通、建筑和材料等领域日益突出，因此，设计一整套技术经济合理、操控方便、安全可靠的室内低速侵彻实验装置成了亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，在不改变分离式霍普金森压杆安装座组件的基础上，以分离式霍普金森压杆安装座组件为平台，采用模块化设计，拆装方便、成本低，既能够填补低速侵彻、碰撞试验的技术空白，又能够增大分离式霍普金森压杆装置的试验范围，解决材料低速侵彻、碰撞性能测试问题。

本实用新型的技术方案为：一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，包括：试验平台以及安装于试验平台上的发射单元、炮口直径转换器、靶前滑轨测速组件、靶室单元、子弹回收箱、组合子弹和靶后滑轨测速组件；

所述炮口直径转换器加装在发射单元的炮口处，组合子弹推入炮口直径转换器中，且能够在发射单元的驱动下发射；靶室单元设置在炮口直径转换器之后，其中安装有靶板，靶前滑轨测速组件和靶后滑轨测速组件分别设置在靶板前后，用于对组合子弹的飞行轨迹限位，并能够检测组合子弹穿靶前后的速度；子弹回收箱设置在靶后滑轨测速组件和靶室单元之后，用于回收穿靶后的组合子弹。

优选地，所述炮口直径转换器包括：变径炮管、炮管夹具和炮口支座；

所述炮口支座底部卡装在发射单元所在端的试验平台上，其与试验平台滑动配合，炮口支座底部设置支座限位口，当炮口支座滑动至设定位置后，通过在支座限位口中插入限位件能够将炮口支座锁定在设定位置处；所述炮管夹具安装在炮口支座顶部的一端，变径炮管为喇叭状结构，其外周固定于炮管夹具中，大端与发射单元的炮口螺纹对接，小端与靶前滑轨测速组件连接；初始状态时，组合子弹一端设置于变径炮管的小端内部，另一端朝向靶前滑轨测速组件，并能够在发射单元的驱动下沿靶前滑轨测速组件中的靶前滑轨向靶板发射；其中，靶前滑轨包括两个沿上下方向相对扣合的半管，且两个半管的凹面相对。

优选地，所述靶前滑轨测速组件包括：滑轨支架Ⅰ、滑轨高度调节阀Ⅰ、靶前滑轨支座、滑轨支座限位卡槽Ⅰ、滑轨支座限位块Ⅰ和滑轨支架Ⅱ；

所述滑轨支架Ⅰ固定在炮口支座顶部的另一端，并套装在靶前滑轨一端的外周，靶前滑轨另一端通过滑轨支架Ⅱ支撑在靶前滑轨支座顶部，滑轨支架Ⅰ和滑轨支架Ⅱ上分别设置滑轨高度调节阀Ⅰ，用于调节靶前滑轨的水平度和高度；其中，靶前滑轨支座的底部卡装在试验平台上，并能够与试验平台滑动配合；

所述靶前滑轨支座底部设置滑轨支座限位卡槽Ⅰ和滑轨支座限位块Ⅰ，滑轨支座限位块Ⅰ用于为靶前滑轨支座沿试验平台纵向滑动导向，且对滑动过程中的横向晃动限位；将靶前滑轨支座调整到设定位置后，在滑轨支座限位卡槽Ⅰ中插入限位件能够将靶前滑轨支座锁定于设定位置处。

优选地，所述滑轨支架Ⅰ与炮口支座之间设置滑轨支座垫块，用于调节滑轨支架Ⅰ的高度。

优选地，所述靶后滑轨测速组件包括：锥形防护罩、滑轨支架Ⅲ、靶后滑轨支座、滑轨支座限位卡槽Ⅱ、滑轨支座限位块Ⅱ、靶后滑轨、滑轨支架Ⅳ和滑轨高度调节阀Ⅱ；

所述靶后滑轨支座的底部卡装在试验平台上，并能够与试验平台滑动配合，其顶部设计为T字型支撑台，且T字型支撑台的水平段与试验平台的纵向平行，靶后滑轨支座底部设有滑轨支座限位卡槽Ⅱ和滑轨支座限位块Ⅱ，滑轨支座限位块Ⅱ用于为靶后滑轨支座沿试验平台纵向滑动导向，且对滑动过程中的横向晃动限位，将靶后滑轨支座调整到设定位置后，在滑轨支座限位卡槽Ⅱ中插入限位件能够将靶后滑轨支座锁定于设定位置处；

所述靶后滑轨两端分别通过滑轨支架Ⅲ和滑轨支架Ⅳ支撑在T字型支撑台水平段的两端，且滑轨支架Ⅲ和滑轨支架Ⅳ上分别设置有滑轨高度调节阀Ⅱ，用于调节靶后滑轨的水平度和高度，以确保组合子弹穿靶后顺利进入靶后滑轨；同时，靶后滑轨与靶前滑轨测速组件相对的一端设置为“V”字型开口，且其外周套装有锥形防护罩，用于为组合子弹进入靶后滑轨导向。

优选地，所述靶室单元包括：靶室底座Ⅰ、靶前板枕块、靶前夹板、靶后支架、靶前支架、靶前支架连接卡座、靶后支座连接卡座、靶室防护盖板Ⅰ和防护盖板卡槽Ⅰ；

所述靶室底座Ⅰ安装在试验平台上，其纵向与试验平台的纵向一致，靶前支架和靶后支架沿纵向固定在靶室底座Ⅰ上，靶前夹板通过靶前板枕块与靶前支架卡紧；其中，靶前夹板平行设置在靶前支架和靶后支架之间；

所述靶前夹板和靶后支架用于夹持靶板，靶前支架连接卡座的一端铰接在靶前支架上，另一端沿纵向设置三个以上通孔，两个靶后支座连接卡座设置在靶后支架顶部的横向两端，每个靶后支座连接卡座上设置两个螺纹孔，当靶后支架沿着靶室底座Ⅰ的纵向滑动到与靶前支架之间的距离为设定值时，靶前支架连接卡座上两个对应通孔与靶后支座连接卡座上的两个螺纹孔相对并通过螺栓紧固为一体；两个靶前支架连接卡座相对的端面上分别设置一个防护盖板卡槽Ⅰ，每个靶前支架连接卡座与靶室底座Ⅰ横向对应侧的相对面上分别设置一个防护盖板卡槽Ⅰ，三个靶室防护盖板Ⅰ能够分别插入三对防护盖板卡槽Ⅰ中并锁死。

优选地，所述子弹回收箱包括：回收箱箱体和回收箱盖板53；

所述回收箱箱体为半封闭型长方体结构，回收箱箱体的底部固定在靶后滑轨测速组件之后的试验平台上，且朝向靶后滑轨测速组件的一端预留有子弹入射口51，用于回收穿靶后的子弹；回收箱箱体的横向两侧及顶部分别预留有侧门，每个侧门上预留有侧门卡槽，回收箱盖板53能够卡装在侧门卡槽中以实现封堵；使用时，回收箱箱体内装满缓冲材料。

优选地，所述组合子弹包括：弹头和转接块；所述弹头的尾部和转接块的一端螺纹连接，头部伸入靶前滑轨测速组件中；其中，所述弹头头部为半球状或圆柱状或圆锥状。

优选地，所述组合子弹还包括：空腔块和调节块，所述空腔块与转接块的另一端螺纹连接，用于搭载设定功能的传感器；所述调节块与空腔块螺纹连接，用于调节该组合子弹的重量和长度。

优选地，还包括：变角度靶板夹具，其作为备用侵彻试验单元，能够替换靶室单元，实现变角度侵彻，所述变角度靶板夹具包括：靶室底座Ⅱ、变角度靶后夹杆、变角度靶前夹杆、防护盖板卡槽Ⅱ、靶室防护盖板Ⅱ、靶夹板限位柱和限位卡槽；

所述靶室底座Ⅱ包括两个平行设置的L型支架，两个L型支架水平段的相对面上设置限位卡槽，靶室底座Ⅱ通过限位卡槽与试验平台滑动配合，并能够在滑动到设定位置后通过螺栓紧固于试验平台上；

靶板的横向两侧分别夹在变角度靶后夹杆和变角度靶前夹杆之间，其倾斜角度能够随着变角度靶后夹杆和变角度靶前夹杆相对靶室底座Ⅱ的角度变化而变化；其中，变角度靶后夹杆的两端分别通过滑块与L型支架的竖直段和水平段滑动配合，并能够在滑动到设定位置后通过螺钉紧固；两个L型支架水平段的滑块上分别安装一个靶夹板限位柱，使靶夹板限位柱能够随着滑块的滑动而沿着L型支架水平段纵向滑动，变角度靶前夹杆一端固定在靶夹板限位柱上，另一端固定在L型支架竖直段的滑块上，变角度靶后夹杆和变角度靶前夹杆能够随着L型支架竖直段和水平段的滑块的滑动而调整角度；L型支架上焊接三对相互平行的防护盖板卡槽Ⅱ，用于插装三个靶室防护盖板Ⅱ，试验时三个靶室防护盖板Ⅱ能够锁死在设定位置处。

有益效果：

1、本实用新型的低速侵彻实验装置，在不改变分离式霍普金森压杆安装座组件(包括试验平台和通过支架固定于试验平台纵向一端的发射单元)的基础上，以分离式霍普金森压杆安装座组件为平台，将炮口直径转换器、靶前滑轨测速组件、靶后滑轨测速组件、靶室单元和子弹回收箱以模块化形式搭载其上，相比现有技术，能够补足低速侵彻、碰撞试验的技术空白，充分利用分离式霍普金森压杆装置成熟的发射单元和高精度的试验平台，采用其中的氮气加压驱动子弹，相对于原有的火药驱动的弹道炮、飞片撞击试验安全性更高；进行相同速度侵彻实验时，相比大型重力落锤试验装置体积更小、操控性和可重复性更高，且对实验室空间要求低，试验可控性、可重复性和安全性高，相比于一、二级轻气炮单次冲击成本也更低，具有显著的实用性和经济性。

2、本实用新型中炮口直径转换器的具体设置，能够在不更换发射单元炮管的前提下发射不同直径的组合子弹，可实现3～100m/s的单次或多次可重复性冲击加载。

3、本实用新型中靶前滑轨测速组件的具体设置，能够对组合子弹穿靶前的飞行轨迹限位，并能够检测组合子弹穿靶前的速度。

4、本实用新型中靶后滑轨测速组件的具体设置，能够对组合子弹穿靶后的飞行轨迹限位，并能够检测组合子弹穿靶后的速度。

5、本实用新型中靶室单元的具体设置，能够有效固定靶板和防止组合子弹侵彻穿靶后碎屑飞射。

6、本实用新型中子弹回收箱的具体设置，保证其与发射单元、炮口直径转换器和靶前后滑轨等水平度及同轴度的同时，能够准确回收穿靶后的组合子弹。

7、本实用新型中组合子弹的具体设置，能实现不同形状弹头的冲击试验。

8、本实用新型中的组合子弹还设置空腔块和调节块，空腔块能够搭载设定功能的传感器，用于测量加速度、速度、力等，调节块能够调节该组合子弹的重量和长度。

9、本实用新型还设置变角度靶板夹具，其作为备用侵彻试验单元，能够替换靶室单元，实现变角度侵彻。

附图说明

图1为本实用新型低速侵彻实验装置的结构示意图；

图2为本实用新型中炮口直径转换器的结构示意图；

图3为本实用新型中滑轨测速单元(包括靶前滑轨测速组件和靶后滑轨测速组件)的结构示意图；

图4为本实用新型中靶室单元的结构示意图；

图5为本实用新型中子弹回收箱的结构示意图；

图6为本实用新型中组合子弹的结构示意图；

图7为本实用新型中变角度靶板夹具的结构示意图。

其中，1-发射单元、2-炮口直径转换器、3-靶前滑轨测速组件、4-靶室单元、5-子弹回收箱、6-组合子弹、7-变角度靶板夹具、8-靶后滑轨测速组件、21-变径炮管、22-炮管夹具、23- 夹具固定螺栓、24-炮口支座、25-支座限位口、31-滑轨支座垫块、32-滑轨支架Ⅰ、33-滑轨高度调节阀Ⅰ、34-靶前滑轨、35-激光测速探头支架Ⅰ、36-靶前滑轨支座、37-滑轨支座限位卡槽Ⅰ、38-滑轨支座限位块Ⅰ、39-滑轨支架Ⅱ，41-靶室底座Ⅰ、42-靶前板枕块、43-靶前夹板、44-靶板、45-靶后支架、46-靶前支架、47-靶前支架连接卡座、48-靶后支座连接卡座、 49-靶室防护盖板Ⅰ、40-防护盖板卡槽Ⅰ、51-子弹入射口、52-回收箱固定螺栓、53-回收箱盖板、61-弹头、62-转接块、63-空腔块、64-调节块、71-靶室底座Ⅱ、72-变角度靶后夹杆、73-变角度靶前夹杆、74-防护盖板卡槽Ⅱ、75-靶室观察窗Ⅱ、76-靶室防护盖板Ⅱ、77-限位卡槽、78-靶夹板限位柱、81-锥形防护罩、82-激光测速探头支架Ⅱ、83-滑轨支架Ⅲ、84-靶后滑轨支座、85-滑轨支座限位卡槽Ⅱ、86-滑轨支座限位块Ⅱ，87-靶后滑轨，88-滑轨支架Ⅳ， 89-滑轨高度调节阀Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实施例提供了一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，在不改变分离式霍普金森压杆安装座组件的基础上，以分离式霍普金森压杆安装座组件为平台，采用模块化设计，拆装方便、成本低，既能够填补低速侵彻、碰撞试验的技术空白，又能够增大分离式霍普金森压杆装置的试验范围，解决材料低速侵彻、碰撞性能测试问题。

如图1所示，该低速侵彻实验装置包括：分离式霍普金森压杆安装座组件以及沿分离式霍普金森压杆安装座组件的纵向安装其上的炮口直径转换器2、滑轨测速单元、靶室单元4 和子弹回收箱5；其中，分离式霍普金森压杆安装座组件包括：试验平台和通过支架固定于试验平台纵向一端的发射单元1(用于驱动组合子弹6)；滑轨测速单元用于对组合子弹6的飞行轨迹限位，并能够检测组合子弹6穿靶前后的速度，包括：靶前滑轨测速组件3和靶后滑轨测速组件8；如图2所示，炮口直径转换器2用于在不更换发射单元1炮管的前提下发射不同直径的组合子弹6，包括：变径炮管21、炮管夹具22和炮口支座24；如图3所示，靶前滑轨测速组件3包括：滑轨支架Ⅰ32、滑轨高度调节阀Ⅰ33、靶前滑轨34、靶前滑轨支座36、滑轨支座限位卡槽Ⅰ37、滑轨支座限位块Ⅰ38和滑轨支架Ⅱ39；靶后滑轨测速组件8 包括：锥形防护罩81、滑轨支架Ⅲ83、靶后滑轨支座84、滑轨支座限位卡槽Ⅱ85、滑轨支座限位块Ⅱ86、靶后滑轨87、滑轨支架Ⅳ88和滑轨高度调节阀Ⅱ89；如图4所示，靶室单元4 包括：靶室底座Ⅰ41、靶前板枕块42、靶前夹板43、靶后支架45、靶前支架46、靶前支架连接卡座47、靶后支座连接卡座48、靶室防护盖板Ⅰ49和防护盖板卡槽Ⅰ40；如图5所示，子弹回收箱5用于回收穿靶后的组合子弹6，包括：回收箱箱体、回收箱固定螺栓52和回收箱盖板53；如图6所示，组合子弹6包括：弹头61和转接块62；

该低速侵彻实验装置的连接关系为：炮口支座24底部卡装在发射单元1对应端的试验平台上，其与试验平台滑动配合，炮口支座24底部设置支座限位口25，当炮口支座24滑动至设定位置后，通过在支座限位口25中插入限位件(如螺栓)能够将炮口支座24锁定在设定位置处；炮管夹具22通过夹具固定螺栓23安装在炮口支座24顶部的一端，变径炮管21为喇叭状结构，其外周固定于炮管夹具22中，大端与发射单元1的炮口螺纹对接，小端与靶前滑轨34同轴对接；初始状态时，组合子弹6一端设置于变径炮管21的小端内部，另一端朝向靶前滑轨34，并能够在发射单元1的驱动下沿靶前滑轨34向靶板41发射，变径炮管21 的形状设置有利于保证在不更换炮管的前提下能适应不同直径的组合子弹6(变径炮管21小端的内径能够与组合子弹6相适应而变化)，从而能够为不同直径的组合子弹6提供瞬间加速；其中，靶前滑轨34包括两个沿上下方向相对扣合的角钢管，且两个角钢管的凹面相对，使组合子弹6与靶前滑轨34呈线接触，便于降低摩擦损耗，中间空隙方便组合子弹6测速和装填；

滑轨支架Ⅰ32通过螺栓紧固在炮口支座24顶部的另一端，并套装在靶前滑轨34一端的外周，靶前滑轨34另一端通过滑轨支架Ⅱ39支撑在靶前滑轨支座36顶部，滑轨支架Ⅰ32和滑轨支架Ⅱ39上分别设置滑轨高度调节阀Ⅰ33，用于调节靶前滑轨34的水平度和高度；其中，靶前滑轨支座36的底部卡装在试验平台上，并能够与试验平台滑动配合；

靶前滑轨支座36底部设置滑轨支座限位卡槽Ⅰ37和滑轨支座限位块Ⅰ38，滑轨支座限位块Ⅰ38用于为靶前滑轨支座36沿试验平台纵向滑动导向，且对滑动过程中的横向晃动限位；将靶前滑轨支座36调整到设定位置后，在滑轨支座限位卡槽Ⅰ37中插入限位件能够将靶前滑轨支座36锁定于设定位置处；

靶后滑轨支座84的底部卡装在试验平台上，并能够与试验平台滑动配合，其顶部设计为 T字型支撑台，且T字型支撑台的水平段与试验平台的纵向平行，靶后滑轨支座84底部设有滑轨支座限位卡槽Ⅱ85和滑轨支座限位块Ⅱ86，滑轨支座限位块Ⅱ86用于为靶后滑轨支座 84沿试验平台纵向滑动导向，且对滑动过程中的横向晃动限位，将靶后滑轨支座84调整到设定位置后，在滑轨支座限位卡槽Ⅱ85中插入限位件能够将靶后滑轨支座84锁定于设定位置处；

靶后滑轨87两端分别通过滑轨支架Ⅲ83和滑轨支架Ⅳ88支撑在T字型支撑台水平段的两端，且滑轨支架Ⅲ83和滑轨支架Ⅳ88上分别设置有滑轨高度调节阀Ⅱ89，用于调节靶后滑轨87的水平度和高度，以确保组合子弹6穿靶后顺利进入靶后滑轨87；同时，靶后滑轨87 与靶前滑轨34相对的一端设置为“V”字型开口，且其外周套装有锥形防护罩81，用于为组合子弹6进入靶后滑轨87导向；其中，靶后滑轨87与靶前滑轨34形状相似；

靶板44设置在靶前滑轨测速组件3和靶后滑轨测速组件8之间，靶室单元4用于固定靶板44和防止组合子弹6侵彻穿靶后碎屑飞射，起固定靶板44和穿靶防护作用，靶室底座Ⅰ 41安装在试验平台上，其纵向与试验平台的纵向一致，靶前支架46和靶后支架45沿纵向固定在靶室底座Ⅰ41上，靶前夹板43通过靶前板枕块42与靶前支架46卡紧；其中，靶前夹板43平行设置在靶前支架46和靶后支架45之间；

靶板44夹持在靶前夹板43和靶后支架45之间，靶前支架连接卡座47的一端铰接在靶前支架46上，另一端沿纵向设置三个以上通孔，两个靶后支座连接卡座48设置在靶后支架 45顶部的横向两端，每个靶后支座连接卡座48上设置两个螺纹孔，当靶后支架45沿着靶室底座Ⅰ41的纵向滑动到与靶前支架46之间的距离为设定值时，靶前支架连接卡座47上两个对应通孔与靶后支座连接卡座48上的两个螺纹孔相对并通过螺栓紧固为一体；两个靶前支架连接卡座47相对的端面上分别设置一个防护盖板卡槽Ⅰ40，每个靶前支架连接卡座47与靶室底座Ⅰ41横向对应侧的相对面上分别设置一个防护盖板卡槽Ⅰ40，实验前将三个靶室防护盖板Ⅰ49分别插入三对防护盖板卡槽Ⅰ40中并锁死，三个靶室防护盖板Ⅰ49分别为一个顶板和两个侧板，每个防护盖板49上设有靶室观察窗Ⅰ，用于观察组合子弹6侵彻、碰撞靶板44的试验过程，并保证人员设备的安全；

子弹回收箱5的回收箱箱体为半封闭型长方体结构，回收箱箱体的底部通过回收箱固定螺栓52固定在靶后滑轨测速组件8之后的试验平台上，且朝向靶后滑轨测速组件8的一端预留有子弹入射口51，用于回收穿靶后的子弹；回收箱箱体的横向两侧及顶部分别预留有侧门，每个侧门上预留有侧门卡槽，回收箱盖板53能够卡装在侧门卡槽中以实现封堵；使用时，回收箱箱体内装满缓冲材料(如吸能海绵块)；

弹头61的尾部和转接块62的一端螺纹连接形成组合子弹6，使用时，将组合子弹6转接块62所在端推入与其外径相耦合的炮口直径转换器2的变径炮管21中，弹头61的头部伸入靶前滑轨测速组件3的靶前滑轨34中，以便于调整滑轨34的高度和水平度；

进一步地，还包括：变角度靶板夹具7，其作为备用侵彻试验单元，可用于替换靶室单元4，实现变角度侵彻，如图7所示，变角度靶板夹具7包括：靶室底座Ⅱ71、变角度靶后夹杆72、变角度靶前夹杆73、防护盖板卡槽Ⅱ74、靶室观察窗Ⅱ75、靶室防护盖板Ⅱ76、靶夹板限位柱78和限位卡槽77；

靶室底座Ⅱ71包括两个平行设置的L型支架，两个L型支架水平段的相对面上设置限位卡槽77，靶室底座Ⅱ71通过限位卡槽77与试验平台滑动配合，并能够在滑动到设定位置后通过螺栓紧固于试验平台上；

靶板44的横向两侧分别夹在变角度靶后夹杆72和变角度靶前夹杆73之间，其倾斜角度能够随着变角度靶后夹杆72和变角度靶前夹杆73相对靶室底座Ⅱ71的角度变化而变化；其中，变角度靶后夹杆72的两端分别通过滑块与L型支架的竖直段和水平段滑动配合，并能够在滑动到设定位置后通过螺钉紧固；两个L型支架水平段的滑块上分别安装一个靶夹板限位柱78，使靶夹板限位柱78能够随着滑块的滑动而沿着L型支架水平段纵向滑动，变角度靶前夹杆73一端通过卡扣固定在靶夹板限位柱78上，另一端固定在L型支架竖直段的滑块上，变角度靶后夹杆72和变角度靶前夹杆73能够随着L型支架竖直段和水平段的滑块的滑动，灵活调整角度；靶室底座Ⅱ71的L型支架上焊接三对相互平行的防护盖板卡槽Ⅱ74(每个L 型支架上焊接三个防护盖板卡槽Ⅱ74)，用于插装三个靶室防护盖板Ⅱ76，三个靶室防护盖板Ⅱ76与靶室底座Ⅱ71和靶夹板限位柱78共同形成变角度靶板夹具7的外壳，三个靶室防护盖板Ⅱ76分别为一个顶板和两个侧板，试验时三个靶室防护盖板Ⅱ76能够锁死在设定位置处，作为两个侧板的靶室防护盖板Ⅱ76上设置靶室观察窗Ⅱ75，以便于观测试验过程和靶板 44的倾斜角度；

进一步地，靶前滑轨支座36和靶后滑轨支座84相对的端部分别设置激光测速探头支架Ⅰ35和激光测速探头支架Ⅱ82，分别用于安装激光测速仪，以便于测量组合子弹6穿靶前后的速度；

进一步地，弹头61头部为半球状、圆柱状或圆锥状等形状；

进一步地，变径炮管21采用高强度、易加工的、低成本的材料加工而成；

进一步地，滑轨支架Ⅰ32与炮口支座24之间设置滑轨支座垫块31，用于垫高滑轨支架Ⅰ32，以便于调节滑轨支架Ⅰ32的高度；

进一步地，子弹回收箱5由3～5mm厚的钢板焊接而成；

进一步地，组合子弹6还包括：空腔块63，其与转接块62的另一端螺纹连接，用于搭载设定功能的传感器，以便于测量加速度、速度、力等；

进一步地，组合子弹6还包括：调节块64，其与空腔块63螺纹连接，用于调节该组合子弹6的重量和长度，以满足不同侵彻实验需求；

进一步地，组合子弹6由硬质合金加工而成。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，包括：试验平台以及安装于试验平台上的发射单元(1)、炮口直径转换器(2)、靶前滑轨测速组件(3)、靶室单元(4)、子弹回收箱(5)、组合子弹(6)和靶后滑轨测速组件(8)；

所述炮口直径转换器(2)加装在发射单元(1)的炮口处，组合子弹(6)推入炮口直径转换器(2)中，且能够在发射单元(1)的驱动下发射；靶室单元(4)设置在炮口直径转换器(2)之后，其中安装有靶板(44)，靶前滑轨测速组件(3)和靶后滑轨测速组件(8)分别设置在靶板(44)前后，用于对组合子弹(6)的飞行轨迹限位，并能够检测组合子弹(6)穿靶前后的速度；子弹回收箱(5)设置在靶后滑轨测速组件(8)和靶室单元(4)之后，用于回收穿靶后的组合子弹(6)。

2.如权利要求1所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述炮口直径转换器(2)包括：变径炮管(21)、炮管夹具(22)和炮口支座(24)；

所述炮口支座(24)底部卡装在发射单元(1)所在端的试验平台上，其与试验平台滑动配合，炮口支座(24)底部设置支座限位口(25)，当炮口支座(24)滑动至设定位置后，通过在支座限位口(25)中插入限位件能够将炮口支座(24)锁定在设定位置处；所述炮管夹具(22)安装在炮口支座(24)顶部的一端，变径炮管(21)为喇叭状结构，其外周固定于炮管夹具(22)中，大端与发射单元(1)的炮口螺纹对接，小端与靶前滑轨测速组件(3)连接；初始状态时，组合子弹(6)一端设置于变径炮管(21)的小端内部，另一端朝向靶前滑轨测速组件(3)，并能够在发射单元(1)的驱动下沿靶前滑轨测速组件(3)中的靶前滑轨(34)向靶板(44)发射；其中，靶前滑轨(34)包括两个沿上下方向相对扣合的半管，且两个半管的凹面相对。

3.如权利要求2所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述靶前滑轨测速组件(3)包括：滑轨支架Ⅰ(32)、滑轨高度调节阀Ⅰ(33)、靶前滑轨支座(36)、滑轨支座限位卡槽Ⅰ(37)、滑轨支座限位块Ⅰ(38)和滑轨支架Ⅱ(39)；

所述滑轨支架Ⅰ(32)固定在炮口支座(24)顶部的另一端，并套装在靶前滑轨(34)一端的外周，靶前滑轨(34)另一端通过滑轨支架Ⅱ(39)支撑在靶前滑轨支座(36)顶部，滑轨支架Ⅰ(32)和滑轨支架Ⅱ(39)上分别设置滑轨高度调节阀Ⅰ(33)，用于调节靶前滑轨(34)的水平度和高度；其中，靶前滑轨支座(36)的底部卡装在试验平台上，并能够与试验平台滑动配合；

所述靶前滑轨支座(36)底部设置滑轨支座限位卡槽Ⅰ(37)和滑轨支座限位块Ⅰ(38)，滑轨支座限位块Ⅰ(38)用于为靶前滑轨支座(36)沿试验平台纵向滑动导向，且对滑动过程中的横向晃动限位；将靶前滑轨支座(36)调整到设定位置后，在滑轨支座限位卡槽Ⅰ(37)中插入限位件能够将靶前滑轨支座(36)锁定于设定位置处。

4.如权利要求3所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述滑轨支架Ⅰ(32)与炮口支座(24)之间设置滑轨支座垫块(31)，用于调节滑轨支架Ⅰ(32)的高度。

5.如权利要求2所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述靶后滑轨测速组件(8)包括：锥形防护罩(81)、滑轨支架Ⅲ(83)、靶后滑轨支座(84)、滑轨支座限位卡槽Ⅱ(85)、滑轨支座限位块Ⅱ(86)、靶后滑轨(87)、滑轨支架Ⅳ(88)和滑轨高度调节阀Ⅱ(89)；

所述靶后滑轨支座(84)的底部卡装在试验平台上，并能够与试验平台滑动配合，其顶部设计为T字型支撑台，且T字型支撑台的水平段与试验平台的纵向平行，靶后滑轨支座(84)底部设有滑轨支座限位卡槽Ⅱ(85)和滑轨支座限位块Ⅱ(86)，滑轨支座限位块Ⅱ(86)用于为靶后滑轨支座(84)沿试验平台纵向滑动导向，且对滑动过程中的横向晃动限位，将靶后滑轨支座(84)调整到设定位置后，在滑轨支座限位卡槽Ⅱ(85)中插入限位件能够将靶后滑轨支座(84)锁定于设定位置处；

所述靶后滑轨(87)两端分别通过滑轨支架Ⅲ(83)和滑轨支架Ⅳ(88)支撑在T字型支撑台水平段的两端，且滑轨支架Ⅲ(83)和滑轨支架Ⅳ(88)上分别设置有滑轨高度调节阀Ⅱ(89)，用于调节靶后滑轨(87)的水平度和高度，以确保组合子弹(6)穿靶后顺利进入靶后滑轨(87)；同时，靶后滑轨(87)与靶前滑轨测速组件(3)相对的一端设置为“V”字型开口，且其外周套装有锥形防护罩(81)，用于为组合子弹(6)进入靶后滑轨(87)导向。

6.如权利要求2所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述靶室单元(4)包括：靶室底座Ⅰ(41)、靶前板枕块(42)、靶前夹板(43)、靶后支架(45)、靶前支架(46)、靶前支架连接卡座(47)、靶后支座连接卡座(48)、靶室防护盖板Ⅰ(49)和防护盖板卡槽Ⅰ(40)；

所述靶室底座Ⅰ(41)安装在试验平台上，其纵向与试验平台的纵向一致，靶前支架(46)和靶后支架(45)沿纵向固定在靶室底座Ⅰ(41)上，靶前夹板(43)通过靶前板枕块(42)与靶前支架(46)卡紧；其中，靶前夹板(43)平行设置在靶前支架(46)和靶后支架(45) 之间；

所述靶前夹板(43)和靶后支架(45)用于夹持靶板(44)，靶前支架连接卡座(47)的一端铰接在靶前支架(46)上，另一端沿纵向设置三个以上通孔，两个靶后支座连接卡座(48)设置在靶后支架(45)顶部的横向两端，每个靶后支座连接卡座(48)上设置两个螺纹孔，当靶后支架(45)沿着靶室底座Ⅰ(41)的纵向滑动到与靶前支架(46)之间的距离为设定值时，靶前支架连接卡座(47)上两个对应通孔与靶后支座连接卡座(48)上的两个螺纹孔相对并通过螺栓紧固为一体；两个靶前支架连接卡座(47)相对的端面上分别设置一个防护盖板卡槽Ⅰ(40)，每个靶前支架连接卡座(47)与靶室底座Ⅰ(41)横向对应侧的相对面上分别设置一个防护盖板卡槽Ⅰ(40)，三个靶室防护盖板Ⅰ(49)能够分别插入三对防护盖板卡槽Ⅰ(40)中并锁死。

7.如权利要求2所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述子弹回收箱(5)包括：回收箱箱体和回收箱盖板(53)；

所述回收箱箱体为半封闭型长方体结构，回收箱箱体的底部固定在靶后滑轨测速组件(8)之后的试验平台上，且朝向靶后滑轨测速组件(8)的一端预留有子弹入射口(51)，用于回收穿靶后的子弹；回收箱箱体的横向两侧及顶部分别预留有侧门，每个侧门上预留有侧门卡槽，回收箱盖板(53)能够卡装在侧门卡槽中以实现封堵；使用时，回收箱箱体内装满缓冲材料。

8.如权利要求1所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述组合子弹(6)包括：弹头(61)和转接块(62)；所述弹头(61)的尾部和转接块(62)的一端螺纹连接，头部伸入靶前滑轨测速组件(3)中；其中，所述弹头(61)头部为半球状或圆柱状或圆锥状。

9.如权利要求8所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，所述组合子弹(6)还包括：空腔块(63)和调节块(64)，所述空腔块(63)与转接块(62)的另一端螺纹连接，用于搭载设定功能的传感器；所述调节块(64)与空腔块(63)螺纹连接，用于调节该组合子弹(6)的重量和长度。

10.如权利要求2所述的基于分离式霍普金森压杆的低速侵彻实验装置，其特征在于，还包括：变角度靶板夹具(7)，其作为备用侵彻试验单元，能够替换靶室单元(4)，实现变角度侵彻，所述变角度靶板夹具(7)包括：靶室底座Ⅱ(71)、变角度靶后夹杆(72)、变角度靶前夹杆(73)、防护盖板卡槽Ⅱ(74)、靶室防护盖板Ⅱ(76)、靶夹板限位柱(78)和限位卡槽(77)；

所述靶室底座Ⅱ(71)包括两个平行设置的L型支架，两个L型支架水平段的相对面上设置限位卡槽(77)，靶室底座Ⅱ(71)通过限位卡槽(77)与试验平台滑动配合，并能够在滑动到设定位置后通过螺栓紧固于试验平台上；

靶板(44)的横向两侧分别夹在变角度靶后夹杆(72)和变角度靶前夹杆(73)之间，其倾斜角度能够随着变角度靶后夹杆(72)和变角度靶前夹杆(73)相对靶室底座Ⅱ(71)的角度变化而变化；其中，变角度靶后夹杆(72)的两端分别通过滑块与L型支架的竖直段和水平段滑动配合，并能够在滑动到设定位置后通过螺钉紧固；两个L型支架水平段的滑块上分别安装一个靶夹板限位柱(78)，使靶夹板限位柱(78)能够随着滑块的滑动而沿着L型支架水平段纵向滑动，变角度靶前夹杆(73)一端固定在靶夹板限位柱(78)上，另一端固定在L型支架竖直段的滑块上，变角度靶后夹杆(72)和变角度靶前夹杆(73)能够随着L型支架竖直段和水平段的滑块的滑动而调整角度；L型支架上焊接三对相互平行的防护盖板卡槽Ⅱ(74)，用于插装三个靶室防护盖板Ⅱ(76)，试验时三个靶室防护盖板Ⅱ(76)能够锁死在设定位置处。

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