[發明專利]基于應力波透射加載下結構振動的高過載加載裝置

有效

• 申請號: 201810091328.7
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108387463B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 王萬軍;祝明水;付秋菠;蔣小華
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 劉興亮

本發明公開了一種基于應力波透射加載下結構振動的高過載加載裝置，包括一個上部中空的底座，底座上方通過第一固連結構固定連接有震蕩體，在震蕩體下方通過第二固連結構固定連接有待測器件，在震蕩體外側有加載源。本發明可以通過改變加載源的加載強度調整入射應力波的強度，改變進入待測器件的透射應力波的強度，從而調整待測器件的過載水平。

技術領域

本發明涉及一種高過載加載裝置，具體涉及一種基于應力波透射加載下結構振動的高過載加載裝置。

背景技術

隨著鉆地彈等侵徹類武器的廣泛應用，對彈體內部引信、火工品、裝藥等關鍵部件的抗過載性能提出了較高的要求，如果上述部件在侵徹過程中發生變形、損傷從而導致功能失效，有可能導致整個武器系統的失效。因此，關鍵部件抗過載性能是決定武器系統作用成敗的關鍵所在。

目前，常用的高過載加載技術有82mm火炮、85mm火炮、156mm火炮、平衡炮以及火箭撬等外場試驗技術，這些試驗技術存在周期長、成本高等共性問題，因此難以大量應用。Hopkinson桿、馬歇特錘擊、落錘等模擬加載技術，雖然試驗周期和成本都能大幅下降，但是存在過載持續時間較短或者峰值加速度較低的問題，其作用效果與真實的侵徹環境還存在一定差距。發明人也曾提出一種猛炸藥作用下基于應力波多次反射的高過載加載技術，但是存在結構復雜，而且加速度衰減較快的缺點。

因此發展一種成本較低、周期較短而且綜合作用效果能夠與真實侵徹環境接近的新型高過載技術，有比較重要的工程應用前景。

發明內容

為了提升抗高過載產品的研發能力，本發明提供了一種基于應力波透射加載下結構振動的高過載加載裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

基于應力波透射加載下結構振動的高過載加載裝置，包括一個上部中空的底座，底座上方通過第一固連結構固定連接有震蕩體，在震蕩體下方通過第二固連結構固定連接有待測器件。在震蕩體外側有加載源。

更進一步的方案是：

所述震蕩體為圓柱體、長方體或者梁結構。

更進一步的方案是：

所述加載源為炸藥爆轟產生的高速、高壓爆轟產物，或者是高速飛行的飛片。

更進一步的方案是：

所述震蕩體為直徑100mm、厚度20mm的圓柱體，材料為7075鋁合金。

更進一步的方案是：

所述底座材料為不銹鋼。

更進一步的方案是：

所述第一固連結構和第二固連結構為環向排布的螺柱。

更進一步的方案是：

所述高速飛行的飛片速度為50m/s。

更進一步的方案是：

所述待測器件為直徑12mm，厚度3mm的圓柱體，材料為鈦合金。

本發明的作用原理是：當加載源(炸藥爆轟產物或者高速飛片)碰撞作用于震蕩體，在震蕩體中產生壓縮應力波，壓縮應力波傳播到第二固連結構位置時，通過第二固連結構或者接觸界面透射進入待測器件，誘發待測器件的高頻振動，振動過程中在其內部產生復雜的應力波傳播和高應變率加載，形成類似于侵徹過程的過載環境。

本發明的有益效果是，本發明可以通過改變加載源的加載強度(如高速飛片的速度和飛片材料等)調整入射應力波的強度，改變進入待測器件的透射應力波的強度，從而調整待測器件的過載水平。主要有以下優勢：

1)成本低：由于該技術所有材料均可以采用不銹鋼、鋁等常見的材料，成本可降至數千元，為大量重復使用奠定了基礎；