专利名称：一种测试材料动态性能的气体炮装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种测试材料动态性能的气体炮装置，属于材料测试装置的领域。
背景技术：
近年来，国内外纷纷对高强混凝土和钢纤维高强混凝土进行抗常规武器侵彻和爆炸的试验研究。材料状态方程主要通过试验得到，这方面的试验还很不够。气体炮是当前实验用的冲击加载装置，气体炮可以高速发射弹丸与试验材料撞击来进行加载。90年代，Grady等就已经开始利用气体炮得到冲击压縮下的Hugoniot数据，严少华(高强混凝土及钢纤维高强混凝土高压状态方程的实验研究，解放军理工大学学报，2000， 1(6) :49—53.)等进行平板撞击实验。气体炮试验通常要求撞击后，通常要求冲击波在一维的状态下进行传播，同时，本试验为了数据处理方便，希望能采用对称碰撞，因此，设计需要对冲击的弹与试块进行设计。

发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种测试材料动态性能的气体炮装置，该种装置能够测试材料动态性能。 本发明解决技术问题可以通过采取如下技术方案
一种测试材料动态性能的气体炮装置，其特征是包括的弹与飞片的组合，以及组合试件，弹与飞片的组合、组合试件两者分离；弹与飞片的组合包括弹体和飞片，弹体和飞片分别为圆柱体，弹体的前端设有飞片座，该飞片座由弹体的前端面的中部向内凹进形成，飞片置于飞片座内，飞片座的大小与飞片大小相匹配，飞片与飞片座的侧壁紧配合；组合试件在同一方向上依次设有至少三个台阶，各个台阶上分别设有探测点；所述组合试件的材料与飞片的材料相同。 本发明解决技术问题还可以进一步采取以下改进
弹体的下端面的中部向内凹进。
弹体的侧面设有径向向内凹进的环形凹槽，凹槽内设有使弹体与炮管紧配合的橡胶环。 所述飞片座的侧壁设有环形凹槽，凹槽内设有使飞片与飞片座紧配合的橡胶环。
各探测点分别设有探针。 还包括耙环，组合试件穿过耙环，组合试件通过环氧树脂与耙环连接。本发明具有以下技术效果
本发明装置进行实验应用时，探针安装在台阶靠内处，弹与飞片的组合通过气体炮驱动与组合试件碰撞后，冲击波在被测材料即组合试件中传播，通过读取探针位置的脉冲起跳时间，(速度=位移/时间)得到冲击波的速度。经过实验表明，与标准的材料参数相比，具有很高的精度，结果表明该装置可以作为测试材料动态性能的装置。


图1是本发明装置示意图。 图2是本发明装置应用安装示意图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体描述。 如图1、图2所示，测试材料动态性能的气体炮装置，包括的弹与飞片的组合1，以及组合试件2，弹与飞片的组合1、组合试件2两者分离。弹与飞片的组合1包括弹体3和飞片4，弹体3和飞片4分别为圆柱体，弹体3的前端设有飞片座，该飞片座由弹体3的前端面的中部向内凹进形成，飞片座的大小与飞片4大小相匹配，飞片4置于飞片座内，飞片4与飞片座的侧壁紧配合。为了实现紧配合，所述飞片座的侧壁设有环形凹槽，凹槽内设有使飞片与飞片座紧配合的橡胶环5。飞片安装于飞片座后要求与弹体前端表面平齐或略高。弹体的侧面设有径向向内凹进的环形凹槽，凹槽内设有使弹体与炮管紧配合的橡胶环6。弹体3的下端面的中部向内凹进7。 组合试件2在同一方向上依次设有至少三个台阶，各个台阶上分别设有探测点，各探测点分别设有探针ll。所述组合试件2的材料与飞片4的材料相同。还包括靶环8，组合试件2穿过靶环，组合试件2通过环氧树脂9与靶环8连接。 如图2所示，进行实验应用时，探针安装在台阶靠内处，弹与飞片的组合放于炮管10中。弹与飞片的组合通过气体炮驱动与组合试件碰撞后，冲击波在被测材料即组合试件中传播，通过读取探针位置的脉冲起跳时间，(速度=位移/时间)得到冲击波的速度。
实验采用对称碰撞，多层组合试样实际上只是采用了一个？ 37，厚度为lcm的紫
铜，探针测得2个位置的时间差，于是D^/t，而对于对称碰撞，a =2v , w为质速，V为弹速。用实验结果与标准的Hugoniot曲线比较，可以得到实验误差。 实验中常常采用对称碰撞，也就是同质混凝土材料的高速碰撞，每次输入飞片的速度"，得到冲击波后的粒子速度为
根据一组飞片"和冲击波速度D (由两个位置的位移与相差的时间决定)，绝大部分密实介质的冲击波速度D与质点速度U是线性关系
￡) = a + iC/
通过离散点拟合得到a与b的值。
以第一发为例研究实验的，测得的第一发图象。
标准的密实介质(铜)的参数为
A=3. 94B=1. 489
D=A+B "
采用实际测量得到的"，与标准的A=3. 94B=1. 489求得D，与实际测得的Dl比较就得到了误差Error=l-Dl/D=5. 6%。采用同样的方法测量了不同的速度撞击下的误差，结果表明，测量具有很好的精度，误差在6%以内。 对实验进行拟合，得到了铜的冲击绝热D — #关系式。 测试拟合得到A=3. 945B=1. 4892与标准的材料参数相比，具有很高的精度，结果 表明该装置可以作为测试材料动态性能的装置。 本发明测试材料动态性能的气体炮装置在应用后，经过实验表明，与标准的材料
参数相比，具有很高的精度，可以作为测试材料动态性能的装置。
权利要求
一种测试材料动态性能的气体炮装置，其特征是包括的弹与飞片的组合，以及组合试件，弹与飞片的组合、组合试件两者分离；弹与飞片的组合包括弹体和飞片，弹体和飞片分别为圆柱体，弹体的前端设有飞片座，该飞片座由弹体的前端面的中部向内凹进形成，飞片置于飞片座内，飞片座的大小与飞片大小相匹配，飞片与飞片座的侧壁紧配合；组合试件在同一方向上依次设有至少三个台阶，各个台阶上分别设有探测点；所述组合试件的材料与飞片的材料相同。
2. 根据权利要求1所述的一种测试材料动态性能的气体炮装置，其特征是弹体的下端面的中部向内凹进。
3. 根据权利要求1所述的一种测试材料动态性能的气体炮装置，其特征是弹体的侧面设有径向向内凹进的环形凹槽，凹槽内设有使弹体与炮管紧配合的橡胶环。
4. 根据权利要求1所述的一种测试材料动态性能的气体炮装置，其特征是所述飞片座的侧壁设有环形凹槽，凹槽内设有使飞片与飞片座紧配合的橡胶环。
5. 根据权利要求1所述的一种测试材料动态性能的气体炮装置，其特征是各探测点分别设有探针。
6. 根据权利要求1所述的一种测试材料动态性能的气体炮装置，其特征是还包括靶环，组合试件穿过靶环，组合试件通过环氧树脂与靶环连接。
全文摘要
本发明公开了一种测试材料动态性能的气体炮装置，其特征是包括的弹与飞片的组合，以及组合试件，弹与飞片的组合、组合试件两者分离；弹与飞片的组合包括弹体和飞片，弹体和飞片分别为圆柱体，弹体的前端设有飞片座，该飞片座由弹体的前端面的中部向内凹进形成，飞片置于飞片座内，飞片座的大小与飞片大小相匹配，飞片与飞片座的侧壁紧配合；组合试件在同一方向上依次设有至少三个台阶，各个台阶上分别设有探测点；所述组合试件的材料与飞片的材料相同。本发明测试材料动态性能的气体炮装置在应用后，经过实验表明，与标准的材料参数相比，具有很高的精度，可以作为测试材料动态性能的装置。
文档编号G01N3/02GK101782484SQ20101014147
公开日2010年7月21日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者浣石, 焦楚杰, 蒋国平, 高乐 申请人:广州大学