Shpb新型爆炸動力源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種能夠精準控制沖擊能量且易于操作、使用安全的用于甜PB (分離 式化pkinson壓桿）裝置的的新型爆炸動力源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] SWB實驗裝置是研究材料動載荷的特性的理想工具。甜PB動力源裝置是甜ro實 驗裝置發(fā)射桿動力驅(qū)動提供機構(gòu)。
[0003] 現(xiàn)在甜ro動力源裝置分兩類；一類是用炸藥等化學(xué)物質(zhì)燃燒爆炸產(chǎn)生的沖擊沖 擊子彈，產(chǎn)生撞擊效果，該種裝置好處是能量大，撞擊強度強，缺點是能量不宜控制，忽大忽 小，安全系數(shù)很低，污染環(huán)境。第二種是用采用高壓氣體做驅(qū)動撞擊，該種方式的好處是撞 擊能量能可得到較好控制，安全系數(shù)高，但缺點是提供的沖擊能量低，可獲得最大材料變形 速度受限，操作不方便，需另外配用高壓氣源，能量提供也不易精準控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種安全、清潔、可控，W金屬烙絲瞬間 爆炸升華產(chǎn)生高壓氣體作為動力源的甜ro爆炸動力源裝置。
[0005] 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] SWB新型爆炸動力源裝置，包括缸體、缸帽、導(dǎo)電桿、導(dǎo)線。其特征在于；所述缸 帽通過螺栓固定在缸體上；缸帽的中屯、有設(shè)有子彈發(fā)射桿，子彈發(fā)射桿與缸帽為一體設(shè)計； 所述缸帽上子彈發(fā)射桿的兩側(cè)對稱開有兩個錐形通孔，錐形通孔內(nèi)配裝橡皮塞；所述導(dǎo)電 桿插在橡皮塞上；所述兩個導(dǎo)電桿位于缸體外側(cè)一端分別通過導(dǎo)線連接電源控制系統(tǒng)，位 于缸體內(nèi)部的一端連接在一根爆炸烙絲上。
[0007] 進一步的，所述導(dǎo)電桿位于缸體內(nèi)部的一端也可連接金屬巧。
[000引進一步的，所述橡皮塞的大口位于缸帽的內(nèi)側(cè)，小口位于缸帽的外側(cè)，防止缸體內(nèi) 金屬絲烙斷后產(chǎn)生的高壓氣體將橡皮塞頂出，使缸內(nèi)氣壓因漏氣下降或傷害周圍人員。
[0009] 進一步的，所述導(dǎo)電桿的外表面加工有外螺紋結(jié)構(gòu)，可W增加橡皮塞和導(dǎo)電桿之 間的摩擦力，防止缸體內(nèi)金屬絲烙斷后產(chǎn)生的高壓氣體將導(dǎo)電桿頂出，使缸內(nèi)氣壓下降或 傷害周圍人員。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是：該甜ro新型爆炸動力源裝置，利用爆炸烙絲瞬間爆炸、升 華產(chǎn)生高壓氣體做甜ro驅(qū)動動力源。通過控制起爆電流、烙絲材料和烙絲長度改變氣壓壓 強，可使甜ro實驗獲得更高的沖擊速度和更精準的沖擊能量控制，且安全性高、操作簡單。
【附圖說明】
[0011] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0012] 圖1為本發(fā)明甜ro新型爆炸動力源裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2為本發(fā)明甜ro新型爆炸動力源裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖3為本發(fā)明甜ro新型爆炸動力源裝置的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖4為與本發(fā)明甜ro新型爆炸動力源裝置連接的電源控制系統(tǒng)示意圖；
[0016] 圖5為本發(fā)明SWB新型爆炸動力源裝置使用時的結(jié)構(gòu)示意圖
[0017] 圖中，1、缸體，2、缸帽，3、螺栓，4、橡皮塞，5、導(dǎo)電桿，6、爆炸烙絲，7、導(dǎo)線，，8、子彈 發(fā)射桿，9、支架，10、新型爆炸裝置，1U220V交流電，12、直流高壓源，13、充電模塊開關(guān)，14、 充電模塊電阻，15、防反向擊穿二極管，16、放電電容，17、放電模塊開關(guān)，18、儲能電感，19、 滑動變阻器，20、子彈，21、入射桿，22、試件，23、應(yīng)變片，24、透射桿，25、吸收桿，26、緩沖裝 置，27、動態(tài)應(yīng)變儀，28、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，29、計算機。
【具體實施方式】
[0018] 附圖1-4為本發(fā)明的一種具體實施例。該發(fā)明甜ro新型爆炸動力源裝置，包括缸 體1、缸帽2、兩個導(dǎo)電桿5、導(dǎo)線7,其特征在于；所述缸帽2通過螺栓3固定在缸體1上，缸 帽2的中屯、有設(shè)有子彈發(fā)射桿8,子彈發(fā)射桿8與缸帽2為一體設(shè)計，所述缸帽2上子彈發(fā) 射桿8的兩側(cè)對稱開有兩個錐形通孔，通孔內(nèi)有橡皮塞4,所述導(dǎo)電桿5插在橡皮塞4上，所 述兩個導(dǎo)電桿5位于缸體1外側(cè)一端分別連接有導(dǎo)線7,導(dǎo)線7連接外部交流電流源，位于 缸體1內(nèi)部的一端通過導(dǎo)線7連接在一爆炸烙絲6上，橡皮塞4的大口位于缸帽2的里側(cè)， 小口位于缸帽2的外側(cè)，導(dǎo)電桿5外表面加工有螺紋結(jié)構(gòu)增加橡皮塞4和導(dǎo)電桿5之間摩 擦力，防止缸體1內(nèi)爆炸烙絲6烙斷后產(chǎn)生的高壓氣體將橡皮塞4或?qū)щ姉U5頂出，傷害到 周圍人員。
[0019] 本發(fā)明使用時連接電源控制系統(tǒng)，此電源控制系統(tǒng)包括兩個模塊；充電模塊和放 電模塊。充電模塊主要包括直流高壓源12、開關(guān)13、限流電阻14、防反向擊穿二極管15 ;放 電模塊由放電電容16、控制開關(guān)17、儲能電感18和回路滑動變阻器19構(gòu)成。系統(tǒng)的工作 原理是：直流高壓源12將220V交流電11轉(zhuǎn)換成高壓直流，通過防反向擊穿二極管15和限 流電阻14給放電電容16充電。當(dāng)電容器充電達到到理想電壓時，調(diào)節(jié)滑動變阻器19到相 應(yīng)強度電流的阻值，關(guān)閉直流高壓源12,閉合控制開關(guān)17,使其導(dǎo)通，電容器16通過儲能電 感18、滑動變阻器19給電爆炸烙絲放電。
[0020] 使用時，將本裝置放置在支架9上，接通開關(guān)17,爆炸烙絲6通入強烈的電流后會 在極短的時間內(nèi)經(jīng)歷固態(tài)加熱、烙化、液態(tài)加勢、氣化膨脹、電弧擊穿等過程。金屬絲急速氣 化膨脹在周圍介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生沖擊波，沖擊波的強度可按點源或線源瞬時釋能所產(chǎn)生的球面或 柱面沖擊波強度來計算。
[0021] 本發(fā)明通過對處于狹小密閉空間缸體1的金屬爆炸烙絲6通入高強度的電流，使 里面爆炸烙絲6瞬間升華，產(chǎn)生高壓氣體，驅(qū)動子彈20從子彈發(fā)射桿8中W-定速度射出， 撞擊入射桿21，在入射桿中形成一個壓力脈沖，即入射波（由貼在入射桿上的電阻應(yīng)變片 23測得），壓力脈沖在入射桿中向前傳播，當(dāng)傳至入射桿與試件22界面時，由于試件材料和 透射桿材料的慣性效應(yīng)，整個試件將被壓縮。同時，由于桿21與試件22之間的波阻抗差 異，入射波被部分反射為反射波重新返回入射桿21，而另一部分則透過試件22作為透射波 進入透射桿24。反射波還由貼在入射桿21上的電阻應(yīng)變片23測得，透射波由透射桿24上 電阻應(yīng)變片23測得，由測得的入射波、反射波和透射波就可W通過動態(tài)應(yīng)變儀27和數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)28輸送給計算機29處理，從而得到材料的變形和破壞情況，獲得材料的動態(tài)力學(xué)性 能數(shù)據(jù)。
[0022] 本裝置在強電流的作用下爆炸烙絲得W充分爆炸，在知道爆炸的高溫、高密度的 金屬絲氣態(tài)產(chǎn)物質(zhì)量為Ml,被推單向運動的拋射體質(zhì)量為M，工作氣體中的聲速為K 時，通過Li址it等人提出的電爆炸沖擊速度計算公式：
[0023]
【主權(quán)項】
1. 一種SHPB新型爆炸動力源裝置，包括：缸體（1)、缸帽（2)、螺栓（3)、導(dǎo)電桿（5)、導(dǎo) 線（7)，其特征在于：所述缸帽（2)通過螺栓（3)固定在缸體（1)上；缸帽（2)的中心設(shè)有子 彈發(fā)射桿（8)，子彈發(fā)射桿（8)與缸帽（2)為一體設(shè)計；所述缸帽（2)上子彈發(fā)射桿（8)的 兩側(cè)對稱開有兩個錐形通孔，通孔內(nèi)配裝橡皮塞（4)，所述導(dǎo)電桿（5)插在橡皮塞（4)上，所 述兩個導(dǎo)電桿（5)位于缸體（1)外側(cè)一端分別通過導(dǎo)線（7)連接電源控制系統(tǒng)，位于缸體 (1)內(nèi)部的一端連接在一根爆炸熔絲（6)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SHPB新型爆炸動力源裝置，其特征在于：所述導(dǎo)電桿（5)位 于缸體（1)內(nèi)部的一端也可連接金屬箔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SHPB新型爆炸動力源裝置，其特征在于：所述橡皮塞（4)的 大口位于缸帽（2)的內(nèi)側(cè)，小口位于缸帽（2)的外側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SHPB新型爆炸動力源裝置，所述導(dǎo)電桿（5)的外表面加工有 外螺紋結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種能夠進行精準沖擊速度/能量控制的SHPB（分離式Hopkinson壓桿）爆炸動力源裝置。該SHPB新型爆炸動力源裝置，包括缸體、缸帽、導(dǎo)電桿、導(dǎo)線，其特征在于：所述缸帽通過螺栓固定在缸體上；缸帽的中心有設(shè)有子彈發(fā)射桿，子彈發(fā)射桿與缸帽為一體設(shè)計；所述缸帽上子彈發(fā)射桿的兩側(cè)對稱開有兩個錐形通孔，錐形通孔內(nèi)配裝橡皮塞；所述導(dǎo)電桿插在橡皮塞上；所述兩個導(dǎo)電桿位于缸體外側(cè)一端分別通過導(dǎo)線連接電源控制系統(tǒng)，位于缸體內(nèi)部的一端連接在一根爆炸熔絲上；工作時，通過導(dǎo)線給爆炸熔絲通入強大電流使其熔化升華，產(chǎn)生高壓氣體推動子彈高速射出，可以通過控制通電電流、爆炸熔絲材料、長度等參數(shù)精確爆炸能量從而精確控制子彈的沖擊速度。
【IPC分類】G01N3-313, G01N3-02
【公開號】CN204330477
【申請?zhí)枴緾N201420817615
【發(fā)明人】蘇國勝, 郭延闊, 杜勁
【申請人】齊魯工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月22日