專利名稱：電爆炸加載驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于動(dòng)態(tài)加載技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬橋箔電爆炸驅(qū)動(dòng)彈體的電爆炸加載驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)60年代發(fā)明的飛片電爆炸加載技術(shù)(電炮)，在各種沖擊波物理與爆轟物理試驗(yàn)中得到了廣泛的應(yīng)用。飛片電爆炸加載裝置，由能源系統(tǒng)和橋箔-飛片組件兩部分組成。能源系統(tǒng)包括儲(chǔ)能電容、充電回路和主放電回路及其控制系統(tǒng)，其主要作用是向金屬橋箔提供其電爆炸所需的能量。橋箔-飛片組合件包括金屬橋箔、塑料薄片和有機(jī)玻璃炮筒，其主要作用是電爆炸產(chǎn)生高溫高壓金屬氣體，推動(dòng)由炮筒切割絕緣塑料薄片形成的飛片，通過炮筒導(dǎo)引加速，最終實(shí)現(xiàn)較高速度的加載。飛片電爆炸加載技術(shù)操作簡單，時(shí)間同 步性好，對(duì)飛片的加載速度最高可達(dá)幾十千米每秒。該技術(shù)的局限性在于，加載的飛片較薄，加載的最低速度也只能到千米每秒的水平，無法滿足某些中低速小型撞擊試驗(yàn)的要求。為降低電爆炸加載的速度，必須提高加載對(duì)象的質(zhì)量。但是，若依靠增加塑料薄片的厚度的方式，會(huì)存在有機(jī)玻璃炮筒切割飛片困難的問題；若將塑料薄片直接更換為密度更高的金屬彈體，又會(huì)存在高壓放電造成金屬彈體局部燒蝕的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，為了將現(xiàn)有的電爆炸加載速度拓展到中低速加載范圍，本發(fā)明提出了一種高密度彈體電爆炸加載技術(shù)，該技術(shù)可在小于 ο μ S時(shí)間漂移下，實(shí)現(xiàn)100 1000m/s速度范圍內(nèi)高密度彈體的加載，從而設(shè)計(jì)了一種新型的電爆炸加載驅(qū)動(dòng)裝置。本發(fā)明解決加載問題的基本思路是組建儲(chǔ)能達(dá)幾十千焦的能源系統(tǒng)，設(shè)計(jì)尺寸匹配的金屬橋箔元件和高密度彈體，加工用于高密度彈體加速導(dǎo)引的炮筒，在金屬橋箔與高密度彈體間粘接絕緣薄片，完成加載各組件的緊密裝配，利用金屬電爆炸在較短時(shí)間內(nèi)形成的高壓氣體，通過炮筒切割塑料薄片，形成高密度彈體的絕緣保護(hù)層和閉氣墊片(等同于飛片)，實(shí)現(xiàn)高密度彈體100 1000m/s的中低速加載。本發(fā)明解決加載問題的具體技術(shù)方案是一種電爆炸加載驅(qū)動(dòng)裝置，包括炮筒、緊貼于炮筒底部的絕緣薄片、緊貼于絕緣薄片下表面的金屬橋箔，金屬橋箔兩端接有電傳輸線，其特征在于在炮筒中裝有高密度彈體，且高密度彈體粘接在絕緣薄片上表面。本發(fā)明中，炮筒常為有機(jī)玻璃炮筒，絕緣薄片常為電絕緣塑料薄片，高密度彈體常為金屬彈體。本發(fā)明的有益效果是，設(shè)計(jì)合理的金屬橋箔、高密度彈體和絕緣薄片，利用電爆炸快速釋放的能量，實(shí)現(xiàn)對(duì)高密度彈體中低速范圍的加載，克服了絕緣薄片增厚造成的飛片切割困難和高壓放電造成的彈體局部燒蝕等問題。本發(fā)明保留了電爆炸加載操作簡單、時(shí)間漂移小等特性，還具備了加載高密度彈體結(jié)構(gòu)完整、飛行姿態(tài)平穩(wěn)不旋轉(zhuǎn)、中低速范圍內(nèi)速度穩(wěn)定可控等優(yōu)點(diǎn)，適用于時(shí)間同步要求較高、速度要求不高的小型撞擊試驗(yàn)。


圖I是本發(fā)明的能源系統(tǒng)示意圖。圖2是本發(fā)明的加載裝置示意圖。圖3是本發(fā)明的加載金屬彈體實(shí)驗(yàn)測得的時(shí)間速度信號(hào)關(guān)系圖。圖中1.儲(chǔ)能器(電容器)，2.高壓開關(guān)，3.電傳輸線，4.金屬橋箔，5.絕緣薄片，
6.高密度彈體，7.炮筒。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
如圖I和圖2，一種電爆炸加載驅(qū)動(dòng)裝置，包括炮筒7、緊貼于炮筒7底部的絕緣薄片5、緊貼于絕緣薄片5下表面的金屬橋箔4，金屬橋箔4兩端接有電傳輸線3，其特征在于在炮筒7中裝有高密度彈體6，且高密度彈體6粘接在絕緣薄片5上表面。其中圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)布局圖，本發(fā)明利用電容器I儲(chǔ)存的能量，一般為幾十千焦，經(jīng)串聯(lián)回路放電，通過金屬橋箔4電爆炸驅(qū)動(dòng)金屬彈體6，將電容器I的電能轉(zhuǎn)化為金屬彈體6的動(dòng)能。該系統(tǒng)的時(shí)間同步性好，一般小于10μ S。圖I中，儲(chǔ)能的電容器I、高壓開關(guān)2、電傳輸線3和金屬橋箔4依次串接，金屬橋箔4中頸縮方形橋區(qū)為工作區(qū)，方形橋區(qū)的寬度一般在10 20mm之間，厚度一般為50 μ m,非頸縮的橋墩兩端與電傳輸線3可靠電接觸，金屬橋箔4附著在一塊絕緣基板上，其中儲(chǔ)能電容器I先充電到預(yù)定電壓，電壓一般為IOkV,高壓開關(guān)2閉合后儲(chǔ)能電容器I快速放電使金屬橋箔4電爆炸。在圖2中，金屬橋箔4上電絕緣粘接塑料薄片5，電絕緣塑料薄片5上粘接金屬彈體6并與有機(jī)玻璃炮筒7配合,金屬彈體6的質(zhì)量一般為Ig左右，金屬彈體6的外徑略小于有機(jī)玻璃炮筒7內(nèi)徑，確保粘接牢固，其中金屬橋箔4電爆炸產(chǎn)生的高壓金屬氣體，通過有機(jī)玻璃炮筒7切割塑料薄片5，形成金屬彈體6的絕緣保護(hù)層和閉氣墊片(等同于飛片)，金屬彈體6和切割后的塑料薄片5，經(jīng)過有機(jī)玻璃炮筒7的導(dǎo)引，完成一定速度的加載。圖3給出了激光干涉速度儀測量得到的加載速度隨時(shí)間變化的曲線，加載整個(gè)過程時(shí)間一般不超過 ο μ S，保證了撞擊試驗(yàn)中對(duì)加載時(shí)間同步性的控制。具體的金屬彈體6的加載過程為在高壓開關(guān)2閉合下電容器I開始放電，約2 μ s后金屬橋箔4發(fā)生電爆炸，電爆炸前金屬彈體速度為零；電爆炸后，金屬橋箔4轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏旱牡入x子體推動(dòng)等同于飛片的金屬彈體6，金屬彈體6經(jīng)過4 μ s快速加載后，速度趨于平穩(wěn)，一般的峰值速度約為300m/s。
權(quán)利要求
1.一種電爆炸加載驅(qū)動(dòng)裝置，包括炮筒(7)、緊貼于炮筒(7)底部的絕緣薄片(5)、緊貼于絕緣薄片(5)下表面的金屬橋箔(4)，金屬橋箔(4)兩端接有電傳輸線(3)，其特征在于在炮筒(7)中裝有高密度彈體￠)，且高密度彈體(6)粘接在絕緣薄片(5)上表面。
全文摘要
一種電爆炸加載驅(qū)動(dòng)裝置，包括炮筒(7)、緊貼于炮筒(7)底部的絕緣薄片(5)、緊貼于絕緣薄片(5)下表面的金屬橋箔(4)，金屬橋箔(4)兩端接有電傳輸線(3)，其特征在于在炮筒(7)中裝有高密度彈體(6)，且高密度彈體(6)粘接在絕緣薄片(5)上表面。本發(fā)明保留了電爆炸加載操作簡單、時(shí)間漂移小等特性，還具備了加載高密度彈體結(jié)構(gòu)完整、飛行姿態(tài)平穩(wěn)不旋轉(zhuǎn)、中低速范圍內(nèi)速度穩(wěn)定可控等優(yōu)點(diǎn)，適用于時(shí)間同步要求較高、速度要求不高的小型撞擊試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01M7/08GK102865991SQ201210342968
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者李濤, 傅華, 李強(qiáng), 唐孝容, 龔晏青 申請(qǐng)人:中國工程物理研究院流體物理研究所