專利名稱:霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置，其拉伸炮管殼體上靠近子彈出口處的水平對稱位置開孔，孔內(nèi)分別設(shè)置有激光電珠與感光接收器，在中心孔活塞推動管狀子彈的過程中，永磁鐵吸引電磁線圈中的鐵芯，故而活塞加速運(yùn)動推動子彈加速，當(dāng)活塞運(yùn)動至感光接收器的位置擋住激光電珠所發(fā)出的激光時，電磁線圈通電產(chǎn)生磁力，與永磁鐵相斥，兩者之間的作用力逐漸增大，當(dāng)這個力大于氣體產(chǎn)生的壓力時，活塞完成對管狀子彈的加速過程后開始減速；本實(shí)用新型既能避免活塞與炮管撞擊產(chǎn)生高頻干擾信號，又能不阻礙活塞運(yùn)動速度。
【專利說明】霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于材料動態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研宄領(lǐng)域，特別是一種霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]分離式霍普金森試驗(yàn)裝置作為當(dāng)前研宄材料動態(tài)力學(xué)性能的一種重要手段，基于一維應(yīng)力波的理論，在實(shí)驗(yàn)材料滿足應(yīng)力均勻的條件下獲得材料的動態(tài)力學(xué)行為。隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展以及研宄材料的廣泛性，實(shí)驗(yàn)裝置得到進(jìn)一步的改良。
[0003]目前，活塞推動結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于霍普金森拉桿發(fā)射裝置以實(shí)現(xiàn)子彈運(yùn)動。然而，如果活塞撞擊炮管端蓋會產(chǎn)生高頻信號，干擾應(yīng)變片采集有效信號。因此，很多學(xué)者研宄使用霍普金森拉桿，意在消除高頻信號對于實(shí)驗(yàn)裝置的影響，并盡可能的減少動力系統(tǒng)在提供動力過程中的能量損失。活塞推動結(jié)構(gòu)雖然具有簡單有效的優(yōu)點(diǎn)，但必須在活塞推動子彈加速過程結(jié)束后，對活塞進(jìn)行減速以保證不產(chǎn)生硬性撞擊從而消除高頻信號。一般裝置中，如張君發(fā)等設(shè)計(jì)的“一種基于霍普金森拉桿試驗(yàn)裝置的發(fā)射裝置”采用橡膠墊等材料或液壓緩沖器防止活塞與炮管發(fā)生硬性接觸，但由于減速距離短，上述減速方式依然不能完全消除由于撞擊產(chǎn)生的干擾信號；而趙超等設(shè)計(jì)的“改進(jìn)型霍普金森拉桿發(fā)射裝置”采用磁鋼圈磁性相斥來避免活塞與炮管發(fā)生硬性接觸，但由于磁性一開始就存在，所以活塞運(yùn)動速率受阻，推動子彈運(yùn)動的作用力減弱，不利于實(shí)驗(yàn)達(dá)到更高應(yīng)變率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種既能避免活塞與炮管撞擊產(chǎn)生高頻干擾信號，又能不阻礙活塞運(yùn)動速度的霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置。
[0005]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為:
[0006]一種霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置，包括被配置用于固定在水平臺上的炮管底座，一端帶螺紋的套筒，拉伸炮管，進(jìn)氣口端蓋，子彈出口端蓋，管狀子彈，拉伸炮管兩端分別固定設(shè)置有子彈出口端蓋和進(jìn)氣口端蓋，套筒穿過子彈出口端蓋伸入拉伸炮管，并通過螺紋與進(jìn)氣口端蓋相連接，帶中心孔的活塞中心孔分兩段，一段孔徑與套筒的外表面滑動密封配合，另一段孔徑大于套筒的外徑，活塞與拉伸炮管內(nèi)表面間隙配合，且大孔徑段所對應(yīng)的端面與拉伸炮管進(jìn)氣口端蓋的內(nèi)表面相接觸，活塞與套筒所形成的空腔與進(jìn)氣口連通，管狀子彈套在套筒上，與套筒滑動配合，且一端與活塞小孔徑段所對應(yīng)的端面相接觸，永磁鐵鑲嵌在活塞近子彈出口端面，永磁鐵沿活塞的軸心均勻分布，電磁線圈套在鐵芯上，并設(shè)置在子彈出口端蓋的內(nèi)端面，與永磁鐵的位置相對應(yīng)，轉(zhuǎn)接塊通過卡環(huán)固定在套筒內(nèi)壁的近子彈出口端，直線滾珠導(dǎo)套通過卡環(huán)固定在轉(zhuǎn)接塊內(nèi)壁；拉伸炮管殼體上靠近子彈出口處的水平對稱位置開孔，孔內(nèi)分別設(shè)置有激光電珠與感光接收器。
[0007]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):
[0008](I)本實(shí)用新型使用永磁鐵、電磁線圈、激光電珠與感光接收器實(shí)現(xiàn)了活塞推動子彈加速后，減速以避免與炮管端蓋硬性撞擊的過程，從而完全消除了由于非實(shí)驗(yàn)桿撞擊導(dǎo)致的高頻信號干擾。
[0009](2)本實(shí)用新型消除了原磁鋼圈結(jié)構(gòu)從開始就存在的磁性阻力作用，使子彈受活塞加速后達(dá)到更高的速度，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)樣品的更高應(yīng)變率加載。
[0010]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0011]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

【附圖說明】

[0012]圖1是本實(shí)用新型霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置圖1的A-A剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]結(jié)合圖1和圖2:
[0015]本實(shí)用新型一種霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置，包括被配置用于固定在水平臺上的炮管底座，一端帶螺紋的套筒，拉伸炮管，進(jìn)氣口端蓋，子彈出口端蓋，管狀子彈，拉伸炮管兩端分別固定設(shè)置有子彈出口端蓋和進(jìn)氣口端蓋，套筒穿過子彈出口端蓋伸入拉伸炮管，并通過螺紋與進(jìn)氣口端蓋相連接，帶中心孔的活塞7中心孔分兩段，一段孔徑與套筒9的外表面滑動密封配合，另一段孔徑大于套筒9的外徑，活塞7與拉伸炮管I內(nèi)表面間隙配合，且大孔徑段所對應(yīng)的端面與拉伸炮管I進(jìn)氣口端蓋的內(nèi)表面相接觸，活塞7與套筒9所形成的空腔與進(jìn)氣口連通，管狀子彈5套在套筒9上，與套筒9滑動配合，且一端與活塞7小孔徑段所對應(yīng)的端面相接觸，永磁鐵6鑲嵌在活塞7近子彈出口端面，永磁鐵6沿活塞7的軸心均勻分布，電磁線圈2套在鐵芯3上，并設(shè)置在子彈出口端蓋的內(nèi)端面，與永磁鐵6的位置相對應(yīng)，轉(zhuǎn)接塊11通過卡環(huán)固定在套筒9內(nèi)壁的近子彈出口端，直線滾珠導(dǎo)套10通過卡環(huán)固定在轉(zhuǎn)接塊11內(nèi)壁，其特征在于:拉伸炮管I殼體上靠近子彈出口處的水平對稱位置開孔，孔內(nèi)分別設(shè)置有激光電珠13與感光接收器4。
[0016]活塞7與套筒9滑動配合的內(nèi)壁上開有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有環(huán)形密封圈。
[0017]永磁鐵6為環(huán)形永磁鐵，環(huán)形永磁鐵的與活塞7同軸。
[0018]本實(shí)用新型的工作原理和實(shí)施方式如下:
[0019]拉伸實(shí)驗(yàn)前使用管狀子彈5將活塞7推到拉伸炮管I的進(jìn)氣端，使活塞7與拉伸炮管I進(jìn)氣口端蓋接觸。打開氣缸使氣體通過軟管進(jìn)入活塞7與套筒9所形成的空腔內(nèi)，氣體通過推動活塞7對管狀子彈5進(jìn)行加速并最終從拉伸炮管I中射出。隨后管狀子彈5撞擊入射桿12法蘭盤產(chǎn)生壓縮波，壓縮波在法蘭盤另一端反射形成拉伸波，數(shù)據(jù)采集卡收集入射桿12上應(yīng)變片產(chǎn)生的電壓信號。
[0020]在氣體推動帶中心孔活塞7從而使帶中心孔活塞7推動管狀子彈5的過程中，永磁鐵6吸引電磁線圈2中的鐵芯3，故而活塞7加速運(yùn)動推動子彈5加速，當(dāng)活塞運(yùn)動至感光接收器4的位置擋住激光電珠13所發(fā)出的激光時，電磁線圈2通電產(chǎn)生磁力，與永磁鐵6相斥，兩者之間的作用力逐漸增大，當(dāng)這個力大于氣體產(chǎn)生的壓力時，活塞7完成對管狀子彈5的加速過程后開始減速。隨后活塞7速度降為零并反向運(yùn)動；再次經(jīng)過感光接收器4的位置擋住激光電珠13所發(fā)出的激光時，電磁線圈2斷電，磁力消失，鐵芯3和永磁鐵6相互吸引，當(dāng)再次降為零后，反向運(yùn)動；如此反復(fù)直至停止。拉伸炮管I內(nèi)的氣體逐漸由零件間縫隙泄出。
【權(quán)利要求】
1.一種霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置，包括被配置用于固定在水平臺上的炮管底座(8)，一端帶螺紋的套筒(9)，拉伸炮管(I)，進(jìn)氣口端蓋，子彈出口端蓋，管狀子彈(5)，拉伸炮管(I)兩端分別固定設(shè)置有子彈出口端蓋和進(jìn)氣口端蓋，套筒(9)穿過子彈出口端蓋伸入拉伸炮管(I)，并通過螺紋與進(jìn)氣口端蓋相連接，帶中心孔的活塞(7)中心孔分兩段，一段孔徑與套筒(9)的外表面滑動密封配合，另一段孔徑大于套筒(9)的外徑，活塞(7)與拉伸炮管(I)內(nèi)表面間隙配合，且大孔徑段所對應(yīng)的端面與拉伸炮管(I)進(jìn)氣口端蓋的內(nèi)表面相接觸，活塞(7)與套筒(9)所形成的空腔與進(jìn)氣口連通，管狀子彈(5)套在套筒(9)上，與套筒(9)滑動配合，且一端與活塞(7)小孔徑段所對應(yīng)的端面相接觸，永磁鐵(6)鑲嵌在活塞(7)近子彈出口端面，永磁鐵(6)沿活塞(7)的軸心均勻分布，電磁線圈(2)套在鐵芯(3)上，并設(shè)置在子彈出口端蓋的內(nèi)端面，與永磁鐵￠)的位置相對應(yīng)，轉(zhuǎn)接塊(11)通過卡環(huán)固定在套筒(9)內(nèi)壁的近子彈出口端，直線滾珠導(dǎo)套(10)通過卡環(huán)固定在轉(zhuǎn)接塊(11)內(nèi)壁，其特征在于:拉伸炮管(I)殼體上靠近子彈出口處的水平對稱位置開孔，孔內(nèi)分別設(shè)置有激光電珠(13)與感光接收器(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置，其特征在于:所述的活塞(7)與套筒(9)滑動配合的內(nèi)壁上開有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有環(huán)形密封圈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置，其特征在于:所述的永磁鐵(6)為環(huán)形永磁鐵，環(huán)形永磁鐵的與活塞(7)同軸。
【文檔編號】G01N3-317GK204302124SQ201420748911
【發(fā)明者】蔣晶, 陳雄, 許進(jìn)升, 張中水, 余家泉, 賈登 [申請人]南京理工大學(xué)