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]本發(fā)明屬于材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，特別是一種霍普金森拉桿實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置成為當(dāng)前研宄材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的一種重要實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，當(dāng)材料滿足應(yīng)力均勻時(shí)，可以獲取材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。隨著技術(shù)的進(jìn)步以及實(shí)驗(yàn)材料的需要，有必要對(duì)霍普金森實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)。
[0003]當(dāng)前學(xué)者對(duì)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(hào)對(duì)于裝置的影響且盡可能減少動(dòng)力系統(tǒng)在提供動(dòng)力過程中的能量損失。高頻信號(hào)可能來自于實(shí)驗(yàn)環(huán)境，亦可能來自于實(shí)驗(yàn)裝置本身；實(shí)驗(yàn)環(huán)境的干擾是隨機(jī)不確定的，但對(duì)于改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置從而減少對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾是可以實(shí)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(dòng)子彈運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞推動(dòng)子彈加速過程結(jié)束后必須對(duì)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(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(dòng)速率受阻，推動(dòng)子彈運(yùn)動(dòng)的作用力減弱，不利于實(shí)驗(yàn)達(dá)到更高應(yīng)變率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明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(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)型發(fā)射裝置。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(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(tái)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(dòng)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(duì)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(dòng)配合，且一端與帶中心孔活塞小孔徑段所對(duì)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(gè)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]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):
[0008](I)本發(fā)明采用緩沖氣缸對(duì)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(dú)立于實(shí)驗(yàn)裝置的支架上，從而避免了撞擊產(chǎn)生的信號(hào)由實(shí)驗(yàn)裝置本身內(nèi)部傳入貼于實(shí)驗(yàn)桿上的應(yīng)變片上。
[0009](2)本發(fā)明消除了原磁鋼圈結(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(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(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明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是本發(fā)明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(shí)施方式】
[0013]結(jié)合圖1和圖2:
[0014]本發(fā)明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(tái)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(dòng)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(duì)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(dòng)配合，且一端與帶中心孔帶中心孔活塞5小孔徑段所對(duì)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(gè)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(dú)立于試驗(yàn)裝置的支架上，從而避免了撞擊產(chǎn)生的信號(hào)由實(shí)驗(yàn)裝置本身內(nèi)部傳入貼于實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shí)驗(yàn)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(dòng)帶中心孔活塞5，帶中心孔活塞5推動(dòng)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(hào)。
[0019]在氣體推動(dòng)帶中心孔活塞5、帶中心孔活塞5推動(dòng)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(shí)，帶中心孔活塞5受到緩沖阻力并且越來越大，當(dāng)這個(gè)力大于氣體產(chǎn)生的壓力時(shí)，帶中心孔活塞5完成對(duì)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(dòng)帶中心孔活塞5反向運(yùn)動(dòng)；帶中心孔活塞5速度再次降為零后，又反向運(yùn)動(dòng)；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(xiàng)】
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(tái)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(dòng)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(duì)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(dòng)配合，且一端與帶中心孔活塞(5)小孔徑段所對(duì)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(gè)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(dú)立于試驗(yàn)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(dòng)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】本發(fā)明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(dòng)管狀子彈的過程中，當(dāng)活塞撞上緩沖氣缸活塞桿時(shí)，活塞受到緩沖阻力并且越來越大，當(dāng)這個(gè)力大于氣體產(chǎn)生的壓力時(shí)，活塞完成對(duì)管狀子彈的加速后開始減速；本發(fā)明采用緩沖氣缸對(duì)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(dú)立于實(shí)驗(yàn)裝置的支架上，從而避免了撞擊產(chǎn)生的信號(hào)由實(shí)驗(yàn)裝置本身內(nèi)部傳入貼于實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)樣品的更高應(yīng)變率加載。
【IPC分類】G01N3-02, G01N3-307
【公開號(hào)】CN104614230
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510045008
【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(qǐng)人】南京理工大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日