霍普金森拉桿發(fā)射裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種霍普金森拉桿發(fā)射裝置，包括拉伸炮管、直線滾珠導(dǎo)套、轉(zhuǎn)接塊、管狀子彈、磁鋼圈、套筒、炮管底座、活塞和入射桿；本發(fā)明將現(xiàn)有發(fā)射裝置進行改進以適應(yīng)不同實驗對桿徑的要求，安裝磁鋼圈的目的是消除活塞與炮管之間的硬性撞擊，從而避免了由于撞擊產(chǎn)生高頻型號對于信號獲取的影響。
【專利說明】霍普金森拉桿發(fā)射裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料力學(xué)性能實驗領(lǐng)域，特別是一種霍普金森拉桿發(fā)射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對于霍普金森拉桿的研究和使用，很多都旨在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)境的干擾是隨機不確定的，但對于改進實驗裝置從而減少對實驗的干擾是可以實現(xiàn)的。目前用于霍普金森拉桿發(fā)射裝置上實現(xiàn)推動子彈運動較為簡單的結(jié)構(gòu)為活塞推動，當(dāng)活塞推動子彈加速過程結(jié)束后需要對活塞進行減速。一般裝置中如，如張君發(fā)等設(shè)計的“一種基于霍普金森拉桿試驗裝置的發(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，所以提出一種簡單且有效防止撞擊的結(jié)構(gòu)是由必要的。
[0003]同時對霍普金森壓桿進行改進用于可以更為方便研究材料在高應(yīng)變率下本構(gòu)和構(gòu)件失效的試驗裝置，所以對于實驗裝置的改進應(yīng)既滿足波在桿中傳播的一維性和均勻性，又要滿足一定的徑向尺寸要求。一般情況下，對于材料的本構(gòu)研究，實驗桿直徑越小，試件直徑也越小，相對受力就會越均勻，同時也節(jié)省了試件和實驗桿材料。但有的實驗需要采用大桿徑霍普金森桿，如文獻“Georges Challita, Ramzi Othman:Finite-element analysisof SHPB tests on double-lap adhesive joints.1nternat1nal Journal of Adhes1n andAdhesives.30 (4)，236-244 (2010) ”使用霍普金森壓桿研究雙粘結(jié)試件在高應(yīng)變率下的受力及脫粘形式，為了使得粘結(jié)試件端部受力均勻，否則對于粘結(jié)試件的加工要求非常高；如果使用小桿徑實驗桿進行實驗，實驗精度會受到很大影響。文獻“李繼承，陳小偉，陳剛:921A鋼純剪切帽狀試件在SHPB實驗中的動態(tài)變形.爆炸與沖擊.V30，2010”使用25mmSHPB對材料的剪切受力進行了研究，但該研究局限于金屬加工與實驗，如果采用粘彈性材料或粘超彈材料，會使得加工困難并且實驗結(jié)果由于相對形狀的原因變的不準(zhǔn)確。在這種情況下使用大桿徑霍普金森桿就會有所改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種抗干擾能力更強，且可更換不同實驗桿徑的霍普金森拉桿發(fā)射裝置。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:
[0006]一種霍普金森拉桿發(fā)射裝置，包括拉伸炮管、直線滾珠導(dǎo)套、轉(zhuǎn)接塊、管狀子彈、磁鋼圈、套筒、炮管底座、活塞和入射桿，拉伸炮管固定設(shè)置在炮管底座上，一端帶有螺紋的套筒貫穿拉伸炮管并通過螺紋連接在拉伸炮管的進氣口端蓋，帶中心孔的活塞套在套筒上靠近拉伸炮管的進氣口的一端，活塞與套筒不接觸，兩者之間設(shè)置O型密封圈，并與拉伸炮管內(nèi)表面間隙配合，管狀子彈滑動套接在套筒上，管狀子彈的內(nèi)徑大于套筒的外徑，且一端與活塞接觸，兩個磁鋼圈分別設(shè)置在拉伸炮管的子彈出口端蓋內(nèi)壁和活塞近子彈出口的端面，且兩者位置相對應(yīng)，直線滾珠導(dǎo)套通過轉(zhuǎn)接塊設(shè)置在套筒內(nèi)壁的近子彈出口端，入射桿貫穿整個發(fā)射裝置，并與直線滾珠導(dǎo)套內(nèi)壁間隙配合，入射桿的法蘭盤端設(shè)置在近子彈出口端。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點:
[0008](I)本發(fā)明可以通過更換直線滾珠導(dǎo)套和轉(zhuǎn)接塊以允許通過不同桿徑的入射桿，從而適應(yīng)不同實驗對桿徑的要求。
[0009](2)本發(fā)明使用簡單的磁鋼圈結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了推動子彈加速后活塞的非硬性撞擊減速過程，從而完全消除了由于非實驗桿撞擊導(dǎo)致的高頻信號干擾。
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明霍普金森拉桿發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明霍普金森拉桿發(fā)射裝置的圖1的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明一種霍普金森拉桿發(fā)射裝置，包括拉伸炮管1、直線滾珠導(dǎo)套2、轉(zhuǎn)接塊3、管狀子彈4、磁鋼圈5、套筒6、炮管底座7、活塞8和入射桿9，拉伸炮管I固定設(shè)置在炮管底座7上，一端帶有螺紋的套筒6貫穿拉伸炮管I并通過螺紋連接在拉伸炮管I的進氣口端蓋，帶中心孔的活塞8套在套筒6上靠近拉伸炮管I的進氣口的一端，活塞8與套筒6不接觸，兩者之間設(shè)置O型密封圈，并與拉伸炮管I內(nèi)表面間隙配合，管狀子彈4滑動套接在套筒6上，管狀子彈4的內(nèi)徑大于套筒6的外徑，且一端與活塞8接觸，兩個磁鋼圈5分別設(shè)置在拉伸炮管I的子彈出口端蓋內(nèi)壁和活塞8近子彈出口的端面，且兩者位置相對應(yīng)，直線滾珠導(dǎo)套2通過轉(zhuǎn)接塊3設(shè)置在套筒6內(nèi)壁的近子彈出口端，入射桿9貫穿整個發(fā)射裝置，并與直線滾珠導(dǎo)套2內(nèi)壁間隙配合，入射桿9的法蘭盤端設(shè)置在近子彈出口端。
[0014]轉(zhuǎn)接塊3通過卡環(huán)固定在套筒6內(nèi)壁的近子彈出口端，直線滾珠導(dǎo)套2通過卡環(huán)固定在轉(zhuǎn)接塊3內(nèi)壁。
[0015]管狀子彈4滑動套接在套筒6上，由于接觸的面積較大，因此設(shè)計管狀子彈4的內(nèi)徑大于套筒6的外徑，管狀子彈4掛在套筒6上，減小摩擦力，滿足滑動要求；而入射桿9與直線滾珠導(dǎo)套2的接觸面積較小，因此保證較大的間隙配合即可滿足滑動要求。
[0016]在附圖中，改進型霍普金森拉桿發(fā)射裝置裝配完畢后，將炮管底座7安裝在水平臺上。下面介紹拉伸實驗的【具體實施方式】:
[0017]拉伸實驗前使用管狀子彈4將帶中心孔的活塞8推到拉伸炮管I的進氣端，使帶中心孔的活塞8與拉伸炮管I進氣口端蓋接觸。打開氣缸使氣體進入拉伸炮管1，氣體推動活塞8，活塞8推動管狀子彈4進行加速并最終從拉伸炮管I射出。隨后管狀子彈4撞擊入射桿9的法蘭盤靠近拉伸炮管I的一端產(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9上應(yīng)變片產(chǎn)生的電壓信號。
[0018]在氣體推動活塞8、活塞8推動子彈4的過程中，兩個磁鋼圈5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8完成對管狀子彈4的加速后開始減速。隨后活塞8速度降為零并反向運動；再次降為零后，反向運動；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。
[0019]需要進行不同桿徑實驗時，先將入射桿9取出，隨后從套筒6內(nèi)壁取出轉(zhuǎn)接塊3和直線滾珠導(dǎo)套2，裝配上所需實驗桿徑的轉(zhuǎn)接塊3、直線滾珠導(dǎo)套2和入射桿9。
【權(quán)利要求】
1.一種霍普金森拉桿發(fā)射裝置，其特征在于:包括拉伸炮管(I)、直線滾珠導(dǎo)套(2)、轉(zhuǎn)接塊(3)、管狀子彈(4)、磁鋼圈(5)、套筒(6)、炮管底座(7)、活塞(8)和入射桿(9)，拉伸炮管(I)固定設(shè)置在炮管底座(7)上，一端帶有螺紋的套筒(6)貫穿拉伸炮管(I)并通過螺紋連接在拉伸炮管⑴的進氣口端蓋，帶中心孔的活塞⑶套在套筒(6)上靠近拉伸炮管(I)的進氣口的一端，活塞(8)與套筒(6)不接觸，兩者之間設(shè)置O型密封圈，并與拉伸炮管(I)內(nèi)表面間隙配合，管狀子彈(4)滑動套接在套筒(6)上，管狀子彈(4)的內(nèi)徑大于套筒(6)的外徑，且一端與活塞(8)接觸，兩個磁鋼圈(5)分別設(shè)置在拉伸炮管(I)的子彈出口端蓋內(nèi)壁和活塞⑶近子彈出口的端面，且兩者位置相對應(yīng)，直線滾珠導(dǎo)套⑵通過轉(zhuǎn)接塊(3)設(shè)置在套筒(6)內(nèi)壁的近子彈出口端，入射桿(9)貫穿整個發(fā)射裝置，并與直線滾珠導(dǎo)套(2)內(nèi)壁間隙配合，入射桿(9)的法蘭盤端設(shè)置在近子彈出口端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍普金森拉桿發(fā)射裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)接塊(3)通過卡環(huán)固定在套筒(6)內(nèi)壁的近子彈出口端，直線滾珠導(dǎo)套(2)通過卡環(huán)固定在轉(zhuǎn)接塊(3) 內(nèi)壁。
【文檔編號】G01N3/10GK104034589SQ201410208218
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】趙超, 陳雄, 許進升, 鄭健, 周長省 申請人:南京理工大學(xué)