[發明專利]基于負泊松比結構的爆炸沖擊波能量無源測量傳感器

在審

• 申請號: 202010598917.1
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111707402A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 張玉武;林玉亮;孟祎;陳榮;李志斌;彭永;梁民族;李翔宇;盧芳云
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01L5/14
• 分類號: G01L5/14
• 代理公司: 長沙中科啟明知識產權代理事務所(普通合伙) 43226
• 代理人: 匡治兵

1.一種基于負泊松比結構的爆炸沖擊波能量無源測量傳感器，其特征在于本發明由封裝殼體(1)、驅動滑塊(2)、負泊松比吸能構件(3)、固壁止位板(5)、活動螺栓(6)、密封擋環(7)組成；定義密封擋環(7)所在的一端為左端，定義固壁止位板(5)所在的一端為右端；驅動滑塊(2)、負泊松比吸能構件(3)位于封裝殼體(1)內，且驅動滑塊(2)、負泊松比吸能構件(3)、封裝殼體(1)同軸安裝；驅動滑塊(2)緊貼負泊松比吸能構件(3)的左端面；固壁止位板(5)緊貼負泊松比吸能構件(3)的右端面，通過活動螺栓(6)固定在封裝殼體(1)右端，對封裝殼體(1)右端面進行密封；密封擋環(7)通過活動螺栓(6)固定在封裝殼體(1)左端；

封裝殼體(1)為圓筒形，外直徑為D₁，壁厚為t₁，內直徑d₁＝D₁-2t₁，長度為L₁；封裝殼體(1)采用金屬材料或者有機玻璃制成；封裝殼體(1)的側壁挖有陣列泄氣孔(4)；在封裝殼體(1)外側壁沿軸向刻制或布置長度刻度尺(10)；

驅動滑塊(2)為圓柱形，直徑為D₂，厚度為L₂；驅動滑塊(2)采用合金材料制成，材料和厚度要求滿足驅動滑塊(2)在爆炸沖擊波作用下不產生塑性變形；驅動滑塊(2)在封裝殼體(1)內自由無摩擦滑動，用于將空氣中沖擊波能量轉換為自身的初始動能；驅動滑塊(2)的兩端面平行，且與封裝殼體(1)的軸線OO’垂直；

負泊松比吸能構件(3)為由2n根斜肋(35)鉸接而成的桁架結構，將驅動滑塊(2)的動能轉換為負泊松比吸能構件(3)的塑性鉸耗散能；負泊松比吸能構件(3)長度L₃＝L₁-L₂，單根斜肋(35)的長度為L₄，內凹角為β；兩斜肋連接處(31)鉸接成為一個鉸，鉸的數量為n，相鄰兩鉸之間距離為L₅；斜肋(35)的橫截面(32)為矩形或圓形；2n根斜肋(35)鉸接成n個鉸后關于封裝殼體(1)軸線OO’等角度均勻對稱分布；負泊松比吸能構件(3)采用金屬材料制成，要求負泊松比吸能構件(3)產生的塑性鉸不可恢復且塑性鉸不發生斷裂破壞；

陣列泄氣孔(4)為圓形通孔，陣列泄氣孔(4)沿封裝殼體(1)環向和軸向均勻分布，陣列泄氣孔(4)總面積為封裝殼體(1)外表面面積的10％～50％；

固壁止位板(5)為圓形薄板，直徑為D₄，厚度為t₂；材料采用硬質合金，滿足負泊松比吸能構件(3)變形時固壁止位板(5)不產生塑性變形；固壁止位板(5)通過活動螺栓(6)固定在封裝殼體(1)的右端面；固壁止位板(5)上挖有圓形泄氣孔(41)，圓形泄氣孔(41)中軸線位置與固壁止位板(5)的中軸線重合；固壁止位板(5)通過活動螺栓(6)進行固定和拆卸；

密封擋環(7)為圓環形，用于確保將驅動滑塊(2)、負泊松比吸能構件(3)約束在封裝殼體(1)內，保證驅動滑塊(2)不會從封裝殼體(1)左端滑出，并保證在沖擊波載荷下驅動滑塊(2)向壓縮負泊松比構件3方向移動；密封擋環(7)外直徑為D₅，內直徑為d₂，厚度為t₃，采用硬質合金制成。

2.如權利要求1所述的基于負泊松比結構的爆炸沖擊波能量無源測量傳感器，其特征在于所述封裝殼體(1)外直徑D₁滿足0.01mD₁0.3m，壁厚t₁滿足0.001mt₁0.1m，長度L₁滿足0.01mL₁1m。