霍普金森拉桿的改進型發(fā)射裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于材料動態(tài)力學性能實驗研宄領域，特別是一種霍普金森拉桿的改進型發(fā)射裝置。
【背景技術】
[0002]分離式霍普金森試驗裝置作為當前研宄材料動態(tài)力學性能的一種重要手段，基于一維應力波的理論，在實驗材料滿足應力均勻的條件下獲得材料的動態(tài)力學行為。隨著實驗技術的發(fā)展以及研宄材料的廣泛性，實驗裝置得到進一步的改良。
[0003]目前，活塞推動結構廣泛應用于霍普金森拉桿發(fā)射裝置以實現(xiàn)子彈運動。然而，如果活塞撞擊炮管端蓋會產生高頻信號，干擾應變片采集有效信號。因此，很多學者研宄使用霍普金森拉桿，意在消除高頻信號對于實驗裝置的影響，并盡可能的減少動力系統(tǒng)在提供動力過程中的能量損失。活塞推動結構雖然具有簡單有效的優(yōu)點，但必須在活塞推動子彈加速過程結束后，對活塞進行減速以保證不產生硬性撞擊從而消除高頻信號。一般裝置中，如張君發(fā)等設計的“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生的干擾信號；而趙超等設計的“改進型霍普金森拉桿發(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，所以活塞運動速率受阻，推動子彈運動的作用力減弱，不利于實驗達到更高應變率。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種既能避免活塞與炮管撞擊產生高頻干擾信號，又能不阻礙活塞運動速度的霍普金森拉桿的改進型發(fā)射裝置。
[0005]實現(xiàn)本實用新型目的的技術解決方案為:
[0006]一種霍普金森拉桿的改進型發(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置有子彈出口端蓋和進氣口端蓋，套筒穿過子彈出口端蓋伸入拉伸炮管，并通過螺紋與進氣口端蓋相連接，帶中心孔的活塞中心孔分兩段，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，活塞與拉伸炮管內表面間隙配合，且大孔徑段所對應的端面與拉伸炮管進氣口端蓋的內表面相接觸，活塞與套筒所形成的空腔與進氣口連通，管狀子彈套在套筒上，與套筒滑動配合，且一端與活塞小孔徑段所對應的端面相接觸，永磁鐵鑲嵌在活塞近子彈出口端面，永磁鐵沿活塞的軸心均勻分布，電磁線圈套在鐵芯上，并設置在子彈出口端蓋的內端面，與永磁鐵的位置相對應，轉接塊通過卡環(huán)固定在套筒內壁的近子彈出口端，直線滾珠導套通過卡環(huán)固定在轉接塊內壁；拉伸炮管殼體上靠近子彈出口處的水平對稱位置開孔，孔內分別設置有激光電珠與感光接收器。
[0007]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點:
[0008](I)本實用新型使用永磁鐵、電磁線圈、激光電珠與感光接收器實現(xiàn)了活塞推動子彈加速后，減速以避免與炮管端蓋硬性撞擊的過程，從而完全消除了由于非實驗桿撞擊導致的高頻信號干擾。
[0009](2)本實用新型消除了原磁鋼圈結構從開始就存在的磁性阻力作用，使子彈受活塞加速后達到更高的速度，從而實現(xiàn)實驗樣品的更高應變率加載。
[0010]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
[0011]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型霍普金森拉桿的改進型發(fā)射裝置的結構示意圖。
[0013]圖2是本實用新型霍普金森拉桿的改進型發(fā)射裝置圖1的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0014]結合圖1和圖2:
[0015]本實用新型一種霍普金森拉桿的改進型發(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置有子彈出口端蓋和進氣口端蓋，套筒穿過子彈出口端蓋伸入拉伸炮管，并通過螺紋與進氣口端蓋相連接，帶中心孔的活塞7中心孔分兩段，一段孔徑與套筒9的外表面滑動密封配合，另一段孔徑大于套筒9的外徑，活塞7與拉伸炮管I內表面間隙配合，且大孔徑段所對應的端面與拉伸炮管I進氣口端蓋的內表面相接觸，活塞7與套筒9所形成的空腔與進氣口連通，管狀子彈5套在套筒9上，與套筒9滑動配合，且一端與活塞7小孔徑段所對應的端面相接觸，永磁鐵6鑲嵌在活塞7近子彈出口端面，永磁鐵6沿活塞7的軸心均勻分布，電磁線圈2套在鐵芯3上，并設置在子彈出口端蓋的內端面，與永磁鐵6的位置相對應，轉接塊11通過卡環(huán)固定在套筒9內壁的近子彈出口端，直線滾珠導套10通過卡環(huán)固定在轉接塊11內壁，其特征在于:拉伸炮管I殼體上靠近子彈出口處的水平對稱位置開孔，孔內分別設置有激光電珠13與感光接收器4。
[0016]活塞7與套筒9滑動配合的內壁上開有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內設置有環(huán)形密封圈。
[0017]永磁鐵6為環(huán)形永磁鐵，環(huán)形永磁鐵的與活塞7同軸。
[0018]本實用新型的工作原理和實施方式如下:
[0019]拉伸實驗前使用管狀子彈5將活塞7推到拉伸炮管I的進氣端，使活塞7與拉伸炮管I進氣口端蓋接觸。打開氣缸使氣體通過軟管進入活塞7與套筒9所形成的空腔內，氣體通過推動活塞7對管狀子彈5進行加速并最終從拉伸炮管I中射出。隨后管狀子彈5撞擊入射桿12法蘭盤產生壓縮波，壓縮波在法蘭盤另一端反射形成拉伸波，數據采集卡收集入射桿12上應變片產生的電壓信號。
[0020]在氣體推動帶中心孔活塞7從而使帶中心孔活塞7推動管狀子彈5的過程中，永磁鐵6吸引電磁線圈2中的鐵芯3，故而活塞7加速運動推動子彈5加速，當活塞運動至感光接收器4的位置擋住激光電珠13所發(fā)出的激光時，電磁線圈2通電產生磁力，與永磁鐵6相斥，兩者之間的作用力逐漸增大，當這個力大于氣體產生的壓力時，活塞7完成對管狀子彈5的加速過程后開始減速。隨后活塞7速度降為零并反向運動；再次經過感光接收器4的位置擋住激光電珠13所發(fā)出的激光時，電磁線圈2斷電，磁力消失，鐵芯3和永磁鐵6相互吸引，當再次降為零后，反向運動；如此反復直至停止。拉伸炮管I內的氣體逐漸由零件間縫隙泄出。
【主權項】
1.一種霍普金森拉桿的改進型發(fā)射裝置，包括被配置用于固定在水平臺上的炮管底座(8)，一端帶螺紋的套筒(9)，拉伸炮管(I)，進氣口端蓋，子彈出口端蓋，管狀子彈(5)，拉伸炮管(I)兩端分別固定設置有子彈出口端蓋和進氣口端蓋，套筒(9)穿過子彈出口端蓋伸入拉伸炮管(I)，并通過螺紋與進氣口端蓋相連接，帶中心孔的活塞(7)中心孔分兩段，一段孔徑與套筒(9)的外表面滑動密封配合，另一段孔徑大于套筒(9)的外徑，活塞(7)與拉伸炮管(I)內表面間隙配合，且大孔徑段所對應的端面與拉伸炮管(I)進氣口端蓋的內表面相接觸，活塞(7)與套筒(9)所形成的空腔與進氣口連通，管狀子彈(5)套在套筒(9)上，與套筒(9)滑動配合，且一端與活塞(7)小孔徑段所對應的端面相接觸，永磁鐵(6)鑲嵌在活塞(7)近子彈出口端面，永磁鐵(6)沿活塞(7)的軸心均勻分布，電磁線圈(2)套在鐵芯(3)上，并設置在子彈出口端蓋的內端面，與永磁鐵￠)的位置相對應，轉接塊(11)通過卡環(huán)固定在套筒(9)內壁的近子彈出口端，直線滾珠導套(10)通過卡環(huán)固定在轉接塊(11)內壁，其特征在于:拉伸炮管(I)殼體上靠近子彈出口處的水平對稱位置開孔，孔內分別設置有激光電珠(13)與感光接收器(4)。
2.根據權利要求1所述的霍普金森拉桿的改進型發(fā)射裝置，其特征在于:所述的活塞(7)與套筒(9)滑動配合的內壁上開有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內設置有環(huán)形密封圈。
3.根據權利要求1所述的霍普金森拉桿的改進型發(fā)射裝置，其特征在于:所述的永磁鐵(6)為環(huán)形永磁鐵，環(huán)形永磁鐵的與活塞(7)同軸。
【專利摘要】本實用新型公開了一種霍普金森拉桿的改進型發(fā)射裝置，其拉伸炮管殼體上靠近子彈出口處的水平對稱位置開孔，孔內分別設置有激光電珠與感光接收器，在中心孔活塞推動管狀子彈的過程中，永磁鐵吸引電磁線圈中的鐵芯，故而活塞加速運動推動子彈加速，當活塞運動至感光接收器的位置擋住激光電珠所發(fā)出的激光時，電磁線圈通電產生磁力，與永磁鐵相斥，兩者之間的作用力逐漸增大，當這個力大于氣體產生的壓力時，活塞完成對管狀子彈的加速過程后開始減速；本實用新型既能避免活塞與炮管撞擊產生高頻干擾信號，又能不阻礙活塞運動速度。
【IPC分類】G01N3-317
【公開號】CN204302124
【申請?zhí)枴緾N201420748911
【發(fā)明人】蔣晶, 陳雄, 許進升, 張中水, 余家泉, 賈登
【申請人】南京理工大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月2日