霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于材料力學(xué)性能實驗領(lǐng)域，特別是一種霍普金森拉桿實驗裝置的改進(jìn)型發(fā)射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]基于一維應(yīng)力波理論的分離式霍普金森實驗裝置成為當(dāng)前研宄材料動態(tài)力學(xué)性能的一種重要實驗實驗設(shè)備，當(dāng)材料滿足應(yīng)力均勻時，可以獲取材料的動態(tài)力學(xué)性能。隨著技術(shù)的進(jìn)步以及實驗材料的需要，有必要對霍普金森實驗裝置進(jìn)行改進(jìn)。
[0003]當(dāng)前學(xué)者對于霍普金森拉桿的研宄和使用，很多都集中于消除高頻信號對于裝置的影響且盡可能減少動力系統(tǒng)在提供動力過程中的能量損失。高頻信號可能來自于實驗環(huán)境，亦可能來自于實驗裝置本身；實驗環(huán)境的干擾是隨機(jī)不確定的，但對于改進(jìn)實驗裝置從而減少對實驗的干擾是可以實現(xiàn)的。目前霍普金森拉桿發(fā)射裝置上多采用比較簡單的活塞來推動子彈運(yùn)動，當(dāng)活塞推動子彈加速過程結(jié)束后必須對活塞進(jìn)行減速以防止活塞與炮管的硬接觸。一般裝置中，如趙超等設(shè)計的“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，不利于實驗達(dá)到更高應(yīng)變率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種減少氣體能量損失且抗干擾能力更強(qiáng)的霍普金森拉桿實驗裝置的改進(jìn)型發(fā)射裝置。
[0005]實現(xiàn)本實用新型目的的技術(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)氣口端蓋固連，帶中心孔活塞中心孔分兩段，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，帶中心孔活塞與拉伸炮管內(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，帶中心孔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，且一端與帶中心孔活塞小孔徑段所對應(yīng)的端面相接觸，子彈出口端蓋周向?qū)ΨQ設(shè)置開孔，緩沖氣缸的活塞桿垂直于子彈出口端蓋沿開孔伸入拉伸炮管，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，入射桿貫穿整個發(fā)射裝置與直線滾珠導(dǎo)套內(nèi)壁間隙配合，在近子彈出口端蓋的一端固定設(shè)置法蘭盤。
[0007]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點:
[0008](I)本實用新型采用緩沖氣缸對活塞進(jìn)行緩沖減速，有效防止活塞與炮管的撞擊；緩沖氣缸安裝在獨立于實驗裝置的支架上，從而避免了撞擊產(chǎn)生的信號由實驗裝置本身內(nèi)部傳入貼于實驗桿上的應(yīng)變片上。
[0009](2)本實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可以達(dá)到更高的速度，從而實現(xiàn)實驗樣品的更高應(yīng)變率加載。
[0010]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實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。
[0012]圖2是本實用新型霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0013]結(jié)合圖1和圖2:
[0014]本實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11，一端帶螺紋的套筒10，拉伸炮管3，進(jìn)氣口端蓋6，子彈出口端蓋2，管狀子彈4，拉伸炮管3兩端分別固定設(shè)置有子彈出口端蓋和進(jìn)氣口端蓋，套筒10穿過子彈出口端蓋2伸入拉伸炮管3，并通過螺紋與進(jìn)氣口端蓋6固連，帶中心孔活塞5中心孔分兩段，一段孔徑與套筒10的外表面滑動密封配合，另一段孔徑大于套筒10的外徑，帶中心孔帶中心孔活塞5與拉伸炮管3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3進(jìn)氣口端蓋6的內(nèi)表面相接觸，帶中心孔帶中心孔活塞5與套筒10所形成的空腔與進(jìn)氣口連通，管狀子彈4套在套筒10上，與套筒10滑動配合，且一端與帶中心孔帶中心孔活塞5小孔徑段所對應(yīng)的端面相接觸，子彈出口端蓋2周向?qū)ΨQ設(shè)置開孔，緩沖氣缸I的活塞桿垂直于子彈出口端蓋2沿開孔伸入拉伸炮管3，轉(zhuǎn)接塊9通過卡環(huán)固定在套筒10內(nèi)壁的近子彈出口端，直線滾珠導(dǎo)套8通過卡環(huán)固定在轉(zhuǎn)接塊9內(nèi)壁，入射桿7貫穿整個發(fā)射裝置與直線滾珠導(dǎo)套8內(nèi)壁間隙配合，在近子彈出口端蓋2的一端固定設(shè)置法蘭盤。
[0015]緩沖氣缸I固定設(shè)置在獨立于試驗裝置的支架上，從而避免了撞擊產(chǎn)生的信號由實驗裝置本身內(nèi)部傳入貼于實驗桿上的應(yīng)變片上。
[0016]帶中心孔帶中心孔活塞5與套筒10滑動配合的內(nèi)圓周面上設(shè)置有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有O型密封圈。
[0017]工作原理:
[0018]拉伸實驗前使用管狀子彈4將帶中心孔活塞5推到拉伸炮管3的進(jìn)氣端，使帶中心孔活塞5與拉伸炮管進(jìn)氣口端蓋6接觸。打開氣缸使氣體進(jìn)入拉伸炮管3，氣體推動帶中心孔活塞5，帶中心孔活塞5推動管狀子彈4進(jìn)行加速并最終從拉伸炮管3射出。隨后管狀子彈4撞擊入射桿7靠近子彈出口端蓋2端的法蘭盤，繼而產(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7上應(yīng)變片產(chǎn)生的電壓信號。
[0019]在氣體推動帶中心孔活塞5、帶中心孔活塞5推動管狀子彈4的過程中，當(dāng)帶中心孔活塞5撞上緩沖氣缸I活塞桿時，帶中心孔活塞5受到緩沖阻力并且越來越大，當(dāng)這個力大于氣體產(chǎn)生的壓力時，帶中心孔活塞5完成對管狀子彈4的加速后開始減速。隨后帶中心孔活塞5速度降為零，緩沖氣缸I回程并推動帶中心孔活塞5反向運(yùn)動；帶中心孔活塞5速度再次降為零后，又反向運(yùn)動；如此反復(fù)直至停止。拉伸炮管3內(nèi)的氣體逐漸由零件間縫隙泄出。
【主權(quán)項】
1.一種霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置，其特征在于:包括被配置用于固定在水平臺上的炮管底座(11)，一端帶螺紋的套筒(10)，拉伸炮管(3)，進(jìn)氣口端蓋(6)，子彈出口端蓋(2)，管狀子彈(4)，拉伸炮管(3)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(10)穿過子彈出口端蓋(2)伸入拉伸炮管(3)，并通過螺紋與進(jìn)氣口端蓋(6)固連，帶中心孔活塞(5)中心孔分兩段，一段孔徑與套筒(10)的外表面滑動密封配合，另一段孔徑大于套筒(10)的外徑，帶中心孔活塞(5)與拉伸炮管(3)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(3)進(jìn)氣口端蓋(6)的內(nèi)表面相接觸，帶中心孔活塞(5)與套筒(10)所形成的空腔與進(jìn)氣口連通，管狀子彈(4)套在套筒(10)上，與套筒(10)滑動配合，且一端與帶中心孔活塞(5)小孔徑段所對應(yīng)的端面相接觸，子彈出口端蓋(2)周向?qū)ΨQ設(shè)置開孔，緩沖氣缸(I)的活塞桿垂直于子彈出口端蓋(2)沿開孔伸入拉伸炮管(3)，轉(zhuǎn)接塊(9)通過卡環(huán)固定在套筒(10)內(nèi)壁的近子彈出口端，直線滾珠導(dǎo)套(8)通過卡環(huán)固定在轉(zhuǎn)接塊(9)內(nèi)壁，入射桿(7)貫穿整個發(fā)射裝置與直線滾珠導(dǎo)套(8)內(nèi)壁間隙配合，在近子彈出口端蓋(2)的一端固定設(shè)置法蘭盤。
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:所述的緩沖氣缸(I)固定設(shè)置在獨立于試驗裝置的支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置，其特征在于:所述的帶中心孔活塞(5)與套筒(10)滑動配合的內(nèi)圓周面上設(shè)置有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有O型密封圈。
【專利摘要】本實用新型公開了一種霍普金森拉桿的改進(jìn)型發(fā)射裝置，子彈出口端蓋周向?qū)ΨQ設(shè)置開孔，緩沖氣缸的活塞桿垂直于子彈出口端蓋沿開孔伸入拉伸炮管；活塞推動管狀子彈的過程中，當(dāng)活塞撞上緩沖氣缸活塞桿時，活塞受到緩沖阻力并且越來越大，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后開始減速；本實用新型采用緩沖氣缸對活塞進(jìn)行緩沖減速，有效防止活塞與炮管的撞擊；緩沖氣缸安裝在獨立于實驗裝置的支架上，從而避免了撞擊產(chǎn)生的信號由實驗裝置本身內(nèi)部傳入貼于實驗桿上的應(yīng)變片上；且消除了原磁鋼圈結(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可以達(dá)到更高的速度，從而實現(xiàn)實驗樣品的更高應(yīng)變率加載。
【IPC分類】G01N3-02, G01N3-307
【公開號】CN204422318
【申請?zhí)枴緾N201520062071
【發(fā)明人】賈登, 許進(jìn)升, 余家泉, 王鴻麗, 周長省, 陳雄, 鄭健
【申請人】南京理工大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年1月28日