[發明專利]電引火藥頭發火能量測試方法有效
| 申請號： | 201611052159.3 | 申請日： | 2016-11-24 |
| 公開（公告）號： | CN106679516B | 公開（公告）日： | 2018-03-06 |
| 發明（設計）人： | 朱帥;劉鋒;吳紅波;張涵;何志偉;韓體飛 | 申請（專利權）人： | 安徽理工大學 |
| 主分類號： | F42C21/00 | 分類號： | F42C21/00 |
| 代理公司： | 重慶中流知識產權代理事務所(普通合伙)50214 | 代理人： | 魏鵬 |
| 地址： | 232001 *** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 引火 發火 能量 測試 方法 | ||
技術領域
本發明涉及火工品測試技術，特別涉及電引火藥頭發火能量的測試。
背景技術
常用的延期電雷管，其延期藥的點火方式為電引火藥頭受熱燃燒點火。目前，我國常用的電引火藥頭多為橋絲式、鋼片式，在其上涂有一定量的點火藥，通電后橋絲或鋼片升溫引燃點火藥，為延期藥提供起始能量。電引火藥頭產生的發火能量會使延期藥的點火時間和燃燒速度不同，從而影響延期電雷管的延期精度。所以對電引火藥頭發火能量的測試還是尤為重要的。
發明內容
本發明提供的電引火藥頭發火能量測試方法，能夠精確測量出電引火藥頭發火能量及其動態變化，可作為評估電引火藥頭性能和測量電引火藥頭發火能量對延期藥延期精度影響的一種測試手段，為提高延期電雷管精度提供理論指導。
本發明采用的技術方案是：電引火藥頭發火能量一部分轉化為周圍物體的動能，一部分轉化為熱能，使與之接觸的物體升溫；則在真空條件下，設計一個與電引火藥頭接觸的飛片，利用高速攝像機拍攝電引火藥頭發火過程中飛片在測試管中的運動軌跡，簡化成物理模型，利用數學手段處理飛片運動模型的相關數據，求解飛片的動能，即電引火藥頭發火能量轉化為動能的部分；測溫裝置測量測試管在電引火藥頭發火過程的溫度變化，求解電引火藥頭發火能量轉化為熱能的部分；動能與熱能之和即為所測電引火藥頭發火能量。
其理論推導為：
電引火藥頭發火能量轉化為動能的部分，包括轉動動能和平動動能：飛片為質量m，半徑R、厚h的均質剛性圓片，測試過程中受到沖擊，飛片在測試管中一邊以飛片中心旋轉，一邊向前運動。將該過程分解成定軸旋轉運動和沿測試管平動兩個過程，求解飛片的動能，即電引火藥頭發火能量轉化為動能的部分。
對飛片定軸旋轉過程：
將飛片看成由若干薄圓環組成，取任一半徑r、寬度dr、質量為dm的薄圓環，此薄圓環的轉動慣量dJ為：
dJ＝r2dm(1)
其中
dm＝ρdV＝ρ·2πrhdr(2)
ρ為飛片密度，dV為薄圓環的體積；將式(2)代入式(1)，整理得：
dJ＝2πr3hρdr(3)
將式(3)在飛片半徑范圍內進行積分，求解飛片繞中心軸轉動慣量J：
將式(5)代入式(4)得：
由式(6)可知：J與h無關，即飛片繞中心軸線旋轉的轉動慣量與其厚度無關；
飛片轉動動能：
式中，ER為飛片轉動動能，ω為飛片轉動角速度；
ω的求解方法：高速攝像機拍攝側面設有刻線的飛片在測試管內的轉動軌跡，采集飛片轉動角度與所對應的時間，利用數據處理系統擬合飛片轉動角度α與時間T的函數關系，其多項式方程:
α＝A0+A1T1+A2T2+A3T3+A4T4+…AnTn(8)
式(8)中，A0…An為待定系數；式(8)對時間T求導，得飛片繞中心軸線轉動角速度ω與時間T的函數關系：
通過式(9)，求解任意時刻飛片繞中心軸線旋轉的轉動角速度ω；
將式(6)、(9)代入式(7)得：
通過式(10)，求解出飛片繞圓心軸線旋轉的轉動動能及其動態變化。
對飛片沿測試管平動過程：
高速攝像機拍攝測試管內飛片平動軌跡，采集飛片平動距離與所對應的時刻，利用數據處理系統擬合飛片平動距離D與時間T的關系，其多項式方程:
D＝B0+B1T1+B2T2+B3T3+B4T4+…BnTn(11)
式(11)中：B0…Bn為待定系數，式(11)對時間T求導，得飛片平動速度v與時間T的多項式方程：
由動能定理：
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