透光材料的撞擊面及自由面的質(zhì)點速度測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種主要用于平板撞擊實驗的質(zhì)點速度測量系統(tǒng)，屬于材料測試裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在工程應(yīng)用領(lǐng)域，如武器設(shè)計、防具優(yōu)化等領(lǐng)域中，材料、結(jié)構(gòu)在動高壓下的材料動態(tài)力學(xué)性能十分重要，平板撞擊實驗裝置是測試動高壓下材料動態(tài)力學(xué)性能的一種有效實驗手段。
[0003]目前，在平板撞擊實驗中，有機(jī)玻璃等透光材料常作為靶板的背板來輔助測量靶板的自由面的質(zhì)點速度，但是，由于不同壓力下透明材料的折射率存在微小變化，因此借助此背板及激光多普勒測速儀測得的靶板的自由面的質(zhì)點速度并不準(zhǔn)確，且不能同時測量靶板的撞擊面的質(zhì)點速度，無法有效研宄沖擊加載下材料撞擊面的損傷演化、材料內(nèi)部的響應(yīng)、應(yīng)力波的傳播和能量耗散規(guī)律。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有平板撞擊實驗裝置不能準(zhǔn)確測得靶板的自由面的質(zhì)點速度，且不能同時測量靶板的撞擊面的質(zhì)點速度的問題，本發(fā)明提供一種透光材料的撞擊面及自由面的質(zhì)點速度測量系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種透光材料的撞擊面及自由面的質(zhì)點速度測量系統(tǒng)，包括發(fā)射裝置、撞擊物、靶板，靶架、全光纖激光多普勒測速儀，所述撞擊物由發(fā)射裝置發(fā)射，所述靶板由透光材料制成，靶板的撞擊面鍍有全反射膜，靶板的自由面鍍有半反射膜，靶板固定在靶架上，且正對撞擊物，所述全光纖激光多普勒測速儀的激光鏡頭正對設(shè)置在靶板的鍍有半反射膜的一偵牝且距半反射膜一定距離，所述激光鏡頭通過光纖與全光纖激光多普勒測速儀的主體部分連接，所述激光鏡頭用于將全光纖激光多普勒測速儀的主體部分輸出的基頻激光照射到靶板上，并收集自由面的半反射膜與撞擊面的全發(fā)射膜反射的反射光，將反射光通過光纖傳輸?shù)饺饫w激光多普勒測速儀的主體部分。
[0007]為更好地收集自由面的半反射膜與撞擊面的全發(fā)射膜反射的反射光，優(yōu)選地，所述激光鏡頭為自聚焦透鏡。
[0008]優(yōu)選地，所述發(fā)射裝置為輕氣炮或電磁炮，所述撞擊物為彈丸，所述彈丸置于炮膛內(nèi)。
[0009]優(yōu)選地，所述靶架的一端設(shè)置有靶環(huán)，所述靶板通過環(huán)氧樹脂固定在靶架的靶環(huán)上。
[0010]為很好地回收彈丸，確保安全，優(yōu)選地，所述靶架設(shè)置在靶箱內(nèi)，所述炮膛與靶箱密封連接，所述靶箱的出射端與真空艙密封插接，所述真空艙內(nèi)設(shè)置有回收艙，該回收艙位于所述激光鏡頭遠(yuǎn)離靶板的一側(cè)，且距激光鏡頭一定距離，回收艙內(nèi)設(shè)置有緩沖材料。
[0011]優(yōu)選地，所述緩沖材料為橡膠或/和泡沫材料。
[0012]為在盡可能短的距離內(nèi)耗散掉彈丸的動能，實現(xiàn)彈丸的安全回收，優(yōu)選地，所述回收艙遠(yuǎn)離靶板的一端緊挨耗能裝置。
[0013]優(yōu)選地，所述耗能裝置包括重塊和液壓彈簧，所述重塊的一端與回收艙緊挨，重塊的另一端與液壓彈簧的一端連接，液壓彈簧的另一端固定。
[0014]優(yōu)選地，所述透光材料為有機(jī)玻璃、無機(jī)玻璃或藍(lán)寶石。
[0015]優(yōu)選地，所述彈丸由圓柱形彈托和粘貼固定在圓柱形彈托前端的平面飛板組成。
[0016]本發(fā)明通過采用透光材料制成的靶板，并在靶板的撞擊面鍍?nèi)瓷淠ぃ诎邪宓淖杂擅驽儼敕瓷淠?，從而在撞擊物撞擊靶板時，利用全光纖激光多普勒測速儀的同一個激光鏡頭既可收集到靶板自由面的半反射膜反射的發(fā)生了多普勒頻移的外反射光，又可收集到靶板撞擊面的全發(fā)射膜反射的發(fā)生了多普勒頻移的內(nèi)反射光，進(jìn)而利用全光纖激光多普勒測速儀的主體部分準(zhǔn)確測得靶板的自由面的質(zhì)點速度，并測得靶板的撞擊面的質(zhì)點速度，利用準(zhǔn)確測得的自由面質(zhì)點速度，可對測得的撞擊面質(zhì)點速度進(jìn)行校正，解決了現(xiàn)有平板撞擊實驗裝置不能準(zhǔn)確測得靶板的自由面的質(zhì)點速度，且不能同時測量靶板的撞擊面的質(zhì)點速度的問題，具有測量結(jié)果準(zhǔn)確、精度高、不易受環(huán)境干擾的優(yōu)點，為研宄沖擊加載下材料撞擊面的損傷演化、材料內(nèi)部的響應(yīng)、應(yīng)力波的傳播和能量耗散規(guī)律提供了有效的實驗手段。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1簡化的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0019]圖中:1、高壓氣腔；2、膜片；3、彈托；4、飛板；5、靶架；6、靶環(huán)；7、靶板；71、全反射膜；72、半反射膜；8、回收艙；9、重塊；10、液壓彈簧；11、真空艙；12、靶箱；13、炮膛；14、擊發(fā)裝置；15、尾架；16、自聚焦透鏡；17、主體部分;A、充氣口 ；B、充/排氣口 ；C、抽氣口。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1?2所示，本實施例的透光材料的撞擊面及自由面的質(zhì)點速度測量系統(tǒng)包括一級輕氣炮，彈丸，靶板7，靶架5、靶箱12、全光纖激光多普勒測速儀、回收艙8和真空艙
Ilo
[0022]彈丸由圓柱形彈托3和粘貼固定在圓柱形彈托3前端的平面飛板4組成。平面飛板4可為圓形、五角星形等。
[0023]彈丸置于一級輕氣炮的炮膛13內(nèi)，且由一級輕氣炮發(fā)射。
[0024]靶板7由透光材料(如有機(jī)玻璃、無機(jī)玻璃或藍(lán)寶石等)制成，靶板7的撞擊面鍍有全反射膜71，靶板7的自由面鍍有半反射膜72。
[0025]靶架5的一端設(shè)置有靶環(huán)6，靶板7通過環(huán)氧樹脂固定在靶架5的靶環(huán)6上，且正對彈丸。
[0026]全光纖激光多普勒測速儀的自聚焦透鏡16正對設(shè)置在靶板7的鍍有半反射膜72的一側(cè)，且距半反射膜72 —定距離，自聚焦透鏡16通過光纖與全光纖激光多普勒測速儀的主體部分17連接，自聚焦透鏡16用于將全光纖激光多普勒測速儀的主體部分17輸出的基頻激光照射到靶板7上，并收集自由面的半反射膜72與撞擊面的全發(fā)射膜71反射的反射光，將反射光通過光纖傳輸?shù)饺饫w激光多普勒測速儀的主體部分17。
[0027]靶架5設(shè)置在靶箱12內(nèi)，一級輕氣炮的炮膛13與靶箱12密封連接，靶箱12的出射端與真空艙11密封插接，真空艙11內(nèi)設(shè)置有回收艙8，回收艙8位于自聚焦透鏡16遠(yuǎn)離靶板7的一側(cè)，且距自聚焦透鏡16 —定距離，回收艙8內(nèi)設(shè)置有緩沖材料，緩沖材料可采用橡膠、泡沫材料等，回收艙8遠(yuǎn)離靶板7的一端緊挨耗能裝置，耗能裝置設(shè)置在真空艙11內(nèi)。
[0028]耗