一種適用于動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)的剪切波激發(fā)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適用于動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)的剪切波激發(fā)裝置，包括激震器、傳振器和擊錘；所述傳振器包括固定在模型加載孔中的傳振管主體；所述激震器包括穿裝在所述傳振管主體內(nèi)的牽引管，所述牽引管與所述傳振管主體滑動(dòng)連接，在所述牽引管的一端連接有封閉薄膜和擊錘主體，在所述牽引管的另一端設(shè)有端蓋；在所述牽引管內(nèi)形成封閉空間，在所述封閉空間內(nèi)填裝有炸藥，在所述炸藥內(nèi)預(yù)埋有引爆線；擊錘主體設(shè)有中空結(jié)構(gòu)，在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)固定有橫截鋼絲網(wǎng)片。本實(shí)用新型將現(xiàn)有的落錘激震和炸藥激震巧妙地結(jié)合在一起，解決了落錘激震體積大，適用范圍小的問(wèn)題，解決了炸藥激震不能產(chǎn)生單一剪切波源以及安全隱患大的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種適用于動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)的剪切波激發(fā)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)光彈法實(shí)驗(yàn)裝置，特別是一種適用于動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)的剪切波激發(fā)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)方法是研究應(yīng)力動(dòng)態(tài)傳播過(guò)程的一種有效實(shí)驗(yàn)手段，它通過(guò)等差條紋圖的分布形式把模擬波的傳播特征直觀地反映出來(lái)。動(dòng)態(tài)光彈性法同靜態(tài)光彈性法的基本原理一樣，都利用了光彈性材料的暫時(shí)雙折射性現(xiàn)象，當(dāng)光彈模型材料受力作用后，模型產(chǎn)生雙折射效應(yīng)，在圓偏振光場(chǎng)中得到代表應(yīng)力場(chǎng)變化的等差條紋圖。
[0003]現(xiàn)階段動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)中普遍采用的激震實(shí)驗(yàn)裝置包括落錘、擺錘、小口徑步槍、炸藥和電磁脈沖撞擊加載裝置等。這些激震裝置中落錘和擺錘的激振方式，其激震能量都是通過(guò)重力勢(shì)能所提供，往往需要擊錘或擺錘體積較大，質(zhì)量較大，且需要較長(zhǎng)的下落或下擺的距離以保證具有足夠的激震能量，因此擊錘或擺錘的激震方式適用的模型形狀有限，且與多火花動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)裝置配合使用時(shí)延時(shí)控制困難；小口徑步槍、炸藥加載方式具有加載能量大，加載位置準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中往往會(huì)有大量爆炸碎片飛出，存在安全隱患，且不能產(chǎn)生單一剪切波；而電磁脈沖撞擊激震裝置雖然有著可重復(fù)利用，激震位置準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，但該裝置在激震時(shí)存在不易固定，且加載時(shí)可能存在遮擋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，影響拍攝系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象拍攝的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種適用于動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)的剪切波激發(fā)裝置，該裝置能夠提供穩(wěn)定的剪切波，安全高效，適用范圍廣泛。
[0005]本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種適用于動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)的剪切波激發(fā)裝置，包括激震器、傳振器和擊錘；所述傳振器包括固定在模型加載孔中的傳振管主體，在所述傳振管主體的一端設(shè)有固定在模型一側(cè)的外翻邊I，在所述傳振管主體的另一端設(shè)有固定在模型另一側(cè)的外翻邊II，所述外翻邊I遠(yuǎn)離所述擊錘，所述外翻邊II靠近所述擊錘；所述激震器包括穿裝在所述傳振管主體內(nèi)的牽引管，所述牽引管與所述傳振管主體滑動(dòng)連接，在所述牽引管的一端連接有封閉薄膜和擊錘主體，在所述牽引管的另一端設(shè)有端蓋；所述擊錘主體與所述牽引管通過(guò)螺紋連接，所述封閉薄膜夾壓在所述擊錘主體和所述牽引管之間；在所述擊錘主體上設(shè)有與所述外翻邊II相對(duì)的擊打部；在所述牽引管內(nèi)形成封閉空間，在所述封閉空間內(nèi)填裝有炸藥，在所述炸藥內(nèi)預(yù)埋有引爆線；所述擊錘包括所述擊錘主體，所述擊錘主體設(shè)有中空結(jié)構(gòu)，在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)固定有橫截鋼絲網(wǎng)片，所述橫截鋼絲網(wǎng)片位于所述封閉薄膜的外側(cè)，所述引爆線的一端穿出所述端蓋，所述引爆線的另一端穿出所述封閉薄膜和所述橫截鋼絲網(wǎng)片，所述引爆線與所述端蓋和所述封閉薄膜分別密封連接。
[0006]在所述傳振管主體與模型之間夾設(shè)有隔振緩沖套，所述外翻邊I的外側(cè)固接有隔振緩沖環(huán)。
[0007]在所述炸藥內(nèi)預(yù)埋有延時(shí)控制線，所述延時(shí)控制線的一端穿出所述端蓋，所述延時(shí)控制線的另一端穿出所述封閉薄膜和所述橫截鋼絲網(wǎng)片，所述延時(shí)控制線與所述端蓋和所述封閉薄膜分別密封連接。
[0008]所述引爆線設(shè)置在所述封閉空間內(nèi)的線段呈螺旋狀。
[0009]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0010]一 )將現(xiàn)有的落錘激震和炸藥激震兩個(gè)激震方法巧妙地結(jié)合在一起，解決了落錘激震體積大，適用范圍小的問(wèn)題，解決了炸藥激震不能產(chǎn)生單一剪切波源以及安全隱患大的問(wèn)題。
[0011]二)鐵鉻鋁合金材質(zhì)的引爆線能使炸藥能量釋放迅速充分，低熔點(diǎn)合金材質(zhì)的延時(shí)控制線，使延時(shí)控制準(zhǔn)確。
[0012]三)通過(guò)炸藥爆炸產(chǎn)生的巨大能量推動(dòng)擊錘撞擊傳振器產(chǎn)生剪切波，并通過(guò)隔振緩沖套和隔振緩沖環(huán)有效地吸收了激震過(guò)程中產(chǎn)生的少量壓縮波，能夠避免二次撞擊波的干擾。
[0013]四)在與多火花動(dòng)態(tài)光彈性儀配合使用時(shí)，延時(shí)控制方便準(zhǔn)確，并且本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安全，能夠適用于各種形狀的光彈模型。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的激震器左視圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型的擊錘右視圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型的傳振器右視圖；
[0018]圖5為本實(shí)用新型的延時(shí)控制線與電信號(hào)發(fā)射器連接的示意圖。
[0019]圖中:1、激震器；1-1、牽引管；1-2、引爆線；1_3、延時(shí)控制線;1_4、封閉膠泥;
1-5、炸藥；1-6、端蓋；2、傳振器；2-1、隔振緩沖環(huán)；2-2、外翻邊I;2_3、傳振管主體；2_4、隔振緩沖套；2-5、外翻邊II ;3、擊錘；3-1、擊錘主體；3-2、橫截鋼絲網(wǎng)片；4、模型；5、封閉薄膜；6、電信號(hào)發(fā)射器；7、電源。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0021]請(qǐng)參閱圖1?圖5，一種適用于動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)的剪切波激發(fā)裝置，包括激震器1、傳振器2和擊錘3。
[0022]所述傳振器2包括固定在模型4加載孔中的傳振管主體2-3，在所述傳振管主體
2-3的一端設(shè)有固定在模型4一側(cè)的外翻邊I 2-2，在所述傳振管主體2-3的另一端設(shè)有固定在模型另一側(cè)的外翻邊II 2-5，所述外翻邊I 2-2遠(yuǎn)離所述擊錘3，所述外翻邊II 2-5靠近所述擊錘3。
[0023]所述激震器1包括穿裝在所述傳振管主體2-3內(nèi)的牽引管1-1，所述牽引管1-1與所述傳振管主體2-3滑動(dòng)連接，在所述牽引管1-1的一端連接有封閉薄膜5和擊錘主體3-1，在所述牽引管1-1的另一端設(shè)有端蓋1-6。
[0024]所述擊錘主體3-1與所述牽引管1-1通過(guò)螺紋連接，所述封閉薄膜5夾壓在所述擊錘主體1-1和所述牽引管1-1之間；在所述擊錘主體1-1上設(shè)有與所述外翻邊II 2-5相對(duì)的擊打部。
[0025]在所述牽引管1-1內(nèi)形成封閉空間，在所述封閉空間內(nèi)填裝有炸藥1-5，在所述炸藥1-5內(nèi)預(yù)埋有引爆線1-2。在本實(shí)施例中，引爆線1-2的材質(zhì)為鐵鉻鋁合金。
[0026]所述擊錘3包括所述擊錘主體3-1，所述擊錘主體3-1設(shè)有中空結(jié)構(gòu)，在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)固定有橫截鋼絲網(wǎng)片3-2，所述橫截鋼絲網(wǎng)片3-2位于所述封閉薄膜5的外側(cè)。
[0027]所述引爆線1-2的一端穿出所述端蓋1-6，所述引爆線1-6的另一端穿出所述封閉薄膜5和所述橫截鋼絲網(wǎng)片3-2，所述引爆線1-2與所述端蓋1-6和所述封閉薄膜5分別密封連接。
[0028]在本實(shí)施例中，在所述傳振管主體2-3與模型4之間夾設(shè)有隔振緩沖套2-4，用于吸收爆炸過(guò)程中產(chǎn)生的少量壓縮波。在所述外翻邊I 2-2的外側(cè)固接有隔振緩沖環(huán)2-1，用于吸收二次撞擊產(chǎn)生的干擾波。為了解決多火花動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)裝置延時(shí)控制困難的問(wèn)題，將本實(shí)用新型用于多火花動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，在所述炸藥1-5內(nèi)預(yù)埋有延時(shí)控制線1-3，所述延時(shí)控制線1-3的一端穿出所述端蓋1-6，所述延時(shí)控制線1-6的另一端穿出所述封閉薄膜5和所述橫截鋼絲網(wǎng)片3-2，所述延時(shí)控制線1-3與所述端蓋1-6和所述封閉薄膜5分別密封連接。在本實(shí)施例中，端蓋1-6的密封采用其上固定封閉膠泥1-4的形式實(shí)現(xiàn)。使用時(shí)，將延時(shí)控制線1-3跨接在實(shí)驗(yàn)裝置的電信號(hào)發(fā)射器6的兩端，作為電信號(hào)發(fā)射器6的短路線，直接連在電源7的兩端。所述延時(shí)控制線1-3的熔點(diǎn)應(yīng)當(dāng)高于炸藥的引爆溫度，使爆炸產(chǎn)生的熱量將所述延時(shí)控制線1-3熔斷。所述延時(shí)控制線1-3最好采用熔點(diǎn)為400?500°的低熔點(diǎn)合金。
[0029]為了使炸藥1-5充分點(diǎn)燃，使所述引爆線1-2設(shè)置在所述封閉空間內(nèi)的線段呈螺旋狀。
[0030]開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前，在光彈材料模型4澆制前將傳振器2置于模具設(shè)定位置，模型冷卻定型后與傳振器2緊密結(jié)合。實(shí)驗(yàn)時(shí)，使引爆線1-2通電，引爆線1-2迅速達(dá)到紅熱狀態(tài)，從而迅速充分地引爆炸藥1-5。裝置的延時(shí)控制是通過(guò)由低熔點(diǎn)合金制成的延時(shí)控制線1-3、電信號(hào)發(fā)射器6和延時(shí)控制器完成，在炸藥1-5未點(diǎn)燃時(shí)低熔點(diǎn)合金材質(zhì)的延時(shí)控制線1-3將電信號(hào)發(fā)射器6短路，在炸藥1-5爆炸時(shí)，巨大的熱能將延時(shí)控制線熔斷，電信號(hào)發(fā)射器6工作，向延時(shí)控制器發(fā)射電信號(hào)，在經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)好的延時(shí)時(shí)間后，延時(shí)控制器觸發(fā)裝置觸發(fā)電火花光源，從而啟動(dòng)多火花系統(tǒng)產(chǎn)生多火花。剪切波的激發(fā)是由爆炸產(chǎn)生的巨大能量從鋼絲網(wǎng)片3-1內(nèi)側(cè)瞬間釋放，推動(dòng)牽引管1-1帶動(dòng)擊錘3迅速撞擊傳振器2，從而產(chǎn)生剪切波。爆炸過(guò)程中產(chǎn)生的少量壓縮波由傳振器2和模型之間的隔振緩沖套吸收，而固接在所述外翻邊I外側(cè)的隔振緩沖環(huán)2-1則能有效吸收二次撞擊產(chǎn)生的干擾波；爆炸可能產(chǎn)生的碎片由鋼絲網(wǎng)片3-2攔截，保證了裝置實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全。
[0031]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)的剪切波激發(fā)裝置，其特征在于，包括激震器、傳振器和擊錘； 所述傳振器包括固定在模型加載孔中的傳振管主體，在所述傳振管主體的一端設(shè)有固定在模型一側(cè)的外翻邊I，在所述傳振管主體的另一端設(shè)有固定在模型另一側(cè)的外翻邊II，所述外翻邊I遠(yuǎn)離所述擊錘，所述外翻邊II靠近所述擊錘； 所述激震器包括穿裝在所述傳振管主體內(nèi)的牽引管，所述牽引管與所述傳振管主體滑動(dòng)連接，在所述牽引管的一端連接有封閉薄膜和擊錘主體，在所述牽引管的另一端設(shè)有端蓋; 所述擊錘主體與所述牽引管通過(guò)螺紋連接，所述封閉薄膜夾壓在所述擊錘主體和所述牽引管之間；在所述擊錘主體上設(shè)有與所述外翻邊II相對(duì)的擊打部； 在所述牽引管內(nèi)形成封閉空間，在所述封閉空間內(nèi)填裝有炸藥，在所述炸藥內(nèi)預(yù)埋有引爆線； 所述擊錘包括所述擊錘主體，所述擊錘主體設(shè)有中空結(jié)構(gòu)，在所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)固定有橫截鋼絲網(wǎng)片，所述橫截鋼絲網(wǎng)片位于所述封閉薄膜的外側(cè)， 所述引爆線的一端穿出所述端蓋，所述引爆線的另一端穿出所述封閉薄膜和所述橫截鋼絲網(wǎng)片，所述引爆線與所述端蓋和所述封閉薄膜分別密封連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)的剪切波激發(fā)裝置，其特征在于，在所述傳振管主體與模型之間夾設(shè)有隔振緩沖套，所述外翻邊I的外側(cè)固接有隔振緩沖環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)的剪切波激發(fā)裝置，其特征在于，在所述炸藥內(nèi)預(yù)埋有延時(shí)控制線，所述延時(shí)控制線的一端穿出所述端蓋，所述延時(shí)控制線的另一端穿出所述封閉薄膜和所述橫截鋼絲網(wǎng)片，所述延時(shí)控制線與所述端蓋和所述封閉薄膜分別密封連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于動(dòng)態(tài)光彈性實(shí)驗(yàn)的剪切波激發(fā)裝置，其特征在于，所述引爆線設(shè)置在所述封閉空間內(nèi)的線段呈螺旋狀。
【文檔編號(hào)】G01N3/30GK204188471SQ201420561553
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】柳國(guó)環(huán), 高云起 申請(qǐng)人:天津大學(xué)