[發(fā)明專利]一種粘彈性材料圍壓加載試驗(yàn)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710776047.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN107389453B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申志彬;張亮;李奕飛;職世君;宋先村
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 厲田

本發(fā)明公開了一種粘彈性材料圍壓加載試驗(yàn)系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括圍壓罩、圍壓加載裝置以及用于加載粘彈性試件的單軸加載裝置，圍壓罩內(nèi)部設(shè)有圍壓腔，單軸加載裝置裝設(shè)在圍壓腔內(nèi)，圍壓加載裝置位于圍壓罩外部并與圍壓腔連通。方法包括以下步驟：S1：充氣增壓；S2：單軸試驗(yàn)；S3：試驗(yàn)結(jié)束。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、操作方便、適用范圍廣、能逼真地模擬壓力結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境壓力的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及圍壓試驗(yàn)技術(shù)，尤其涉及一種粘彈性材料圍壓加載試驗(yàn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

粘彈性材料因其獨(dú)特物理性能，進(jìn)行力學(xué)性能研究時(shí)應(yīng)考慮其所處的環(huán)境壓力。固體推進(jìn)劑是粘彈性材料中的一種，以它為例說明試驗(yàn)研究中環(huán)境壓力的必要性以及實(shí)現(xiàn)方法。在武器裝備研究中，藥柱結(jié)構(gòu)完整性的研究手段除了數(shù)值仿真之外還有試驗(yàn)研究。由于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后，內(nèi)部氣壓劇增，因此對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部藥柱的試驗(yàn)研究應(yīng)考慮環(huán)境壓力。

由于藥柱尺寸大、形狀多樣，且澆鑄在金屬殼體內(nèi)壁，無法直接加裝在試驗(yàn)設(shè)備用于研究，因此采用以固體推進(jìn)劑試件代替藥柱進(jìn)行試驗(yàn)研究。試驗(yàn)研究中加壓技術(shù)遭遇瓶頸和儀器設(shè)備受限，目前絕大部分固體推進(jìn)劑的力學(xué)試驗(yàn)不考慮環(huán)境壓力，個(gè)別考慮了環(huán)境壓力的固體推進(jìn)劑力學(xué)試驗(yàn)是通過液體加壓方式實(shí)現(xiàn)高壓環(huán)境。這均不能模擬藥柱所處的高壓氣體環(huán)境，導(dǎo)致力學(xué)試驗(yàn)中固體推進(jìn)劑載荷狀態(tài)與藥柱實(shí)際載荷狀態(tài)存在較大差異。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、操作方便、適用范圍廣、能逼真地模擬壓力結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境壓力的粘彈性材料圍壓加載試驗(yàn)系統(tǒng)及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種粘彈性材料圍壓加載試驗(yàn)系統(tǒng)，包括圍壓罩、圍壓加載裝置以及用于加載粘彈性試件的單軸加載裝置，所述圍壓罩內(nèi)部設(shè)有圍壓腔，所述單軸加載裝置裝設(shè)在所述圍壓腔內(nèi)，所述圍壓加載裝置位于圍壓罩外部并與圍壓腔連通。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述圍壓加載裝置包括壓縮機(jī)、進(jìn)氣管和排氣管，所述壓縮機(jī)通過進(jìn)氣管與圍壓腔連通，所述排氣管連通圍壓腔和外部。

所述進(jìn)氣管上裝設(shè)有進(jìn)氣閥，所述排氣管上裝設(shè)有排氣閥。

所述單軸加載裝置包括伺服電機(jī)、固定橫梁、活動(dòng)橫梁和滾珠絲桿，所述伺服電機(jī)固裝在圍壓腔底部，所述滾珠絲桿與伺服電機(jī)連接并位于伺服電機(jī)兩側(cè)，所述活動(dòng)橫梁裝設(shè)在兩側(cè)的滾珠絲桿之間，所述固定橫梁固裝在滾珠絲杠頂端，所述粘彈性試件裝設(shè)在固定橫梁與活動(dòng)橫梁之間。

所述圍壓罩包括圓柱罩體、承載底板和鎖緊螺栓，所述圓柱罩體通過鎖緊螺栓緊固在承載底板上并與其圍合形成所述圍壓腔。

一種粘彈性材料圍壓加載試驗(yàn)方法，用上述的粘彈性材料圍壓加載試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行，包括以下步驟：

S1：充氣增壓：啟動(dòng)壓縮機(jī)，通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣管和排氣管氣量大小使圍壓腔內(nèi)氣壓增至試驗(yàn)所需大??；

S2：單軸試驗(yàn)：啟動(dòng)伺服電機(jī)，將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到滾珠絲桿，滾珠絲桿帶動(dòng)活動(dòng)橫梁按恒定速度向上或向下直線運(yùn)動(dòng)對(duì)粘彈性試件進(jìn)行加載；

S3：試驗(yàn)結(jié)束：活動(dòng)橫梁位移達(dá)到設(shè)定值后停止伺服電機(jī)，打開排氣管排氣，結(jié)束試驗(yàn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：