本發(fā)明涉及一種高速撞擊實驗設(shè)備，特別是涉及一種多功能高速撞擊實驗設(shè)備。

背景技術(shù)：
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現(xiàn)有的高速撞擊實驗系統(tǒng)從功能上看主要有兩類：一類用于材料高壓物理、力學(xué)性能測試的平板撞擊實驗，另一類用于模擬高速破片、射彈等威脅源對結(jié)構(gòu)的破壞效應(yīng)實驗，但現(xiàn)有技術(shù)主要存在如下不足：（1）功能單一，實驗系統(tǒng)只具備上述兩類功能中的一種，不能滿足中小型研究單位需要同時開展多種實驗研究的需要；（2）現(xiàn)有用于破壞效應(yīng)研究的實驗系統(tǒng)不能實現(xiàn)靶板在受力狀態(tài)下的沖擊，不能用于研究結(jié)構(gòu)在復(fù)雜受力狀態(tài)下遭受攻擊時的損傷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既可進行平板撞擊的物理和力學(xué)實驗，又可進行結(jié)構(gòu)在加載狀態(tài)下遭受高速撞擊時破壞效應(yīng)實驗的多功能高速撞擊實驗設(shè)備。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種多功能高速撞擊實驗設(shè)備，包括發(fā)射裝置、炮管和靶室，所述發(fā)射裝置與所述炮管連接，所述炮管通過彈丸與彈托分離裝置與所述靶室連接，所述靶室內(nèi)設(shè)置有測速裝置和靶板加載裝置，所述靶板加載裝置包括水平向拉伸伺服作動器、豎直向拉伸伺服作動器、機架、水平向調(diào)節(jié)機構(gòu)、豎直向調(diào)節(jié)機構(gòu)、轉(zhuǎn)動機構(gòu)、車輪和液壓源，液壓源四周分別通過水平向拉伸伺服作動器、豎直向拉伸伺服作動器、水平向調(diào)節(jié)機構(gòu)和豎直向調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)置在機架上，豎直向調(diào)節(jié)機構(gòu)下端設(shè)置有轉(zhuǎn)動機構(gòu)，轉(zhuǎn)動機構(gòu)下面兩端設(shè)置有車輪，所述靶板加載裝置具有可移動性，所述彈丸與彈托分離裝置上設(shè)置有膨脹室，膨脹室內(nèi)設(shè)置有氣室和阻攔板。

所述炮管包括泵管、高壓段和發(fā)射管，泵管內(nèi)部充滿輕質(zhì)氣體，高壓段由內(nèi)外兩層組成，內(nèi)層由八度角錐角將泵管與發(fā)射管連接，發(fā)射管內(nèi)孔光滑且準(zhǔn)直性好。

所述發(fā)射裝置包括點火器和火藥室，火藥室上設(shè)置有測試孔。

所述測速裝置采用激光遮斷測速或電磁測速。

本發(fā)明的積極有益效果是：

1、本發(fā)明通過增加獨特的靶板加載裝置和彈丸與彈托分離裝置，使本發(fā)明既可進行平板撞擊的物理和力學(xué)實驗，又可進行結(jié)構(gòu)破壞效應(yīng)實驗。

2、本發(fā)明中靶板加載裝置是一個可移動的裝置，推出靶室，可作為獨立的雙向加載實驗系統(tǒng)，推入靶室，可進行結(jié)構(gòu)在雙向受載狀態(tài)下的沖擊損傷實驗，具有很好的實用性以及方便性。

3、本發(fā)明中靶板加載裝置有兩個獨立的作動器，可實現(xiàn)水平、垂直兩個方向的獨立加載；靶板加載裝置的主體部分安裝在可調(diào)整方向的機架上，可通過調(diào)整機架的方位來任意調(diào)節(jié)實驗件與彈丸的交會角度，使其具有可控性。

4、本發(fā)明中彈丸與彈托分離裝置采用雙重分離原理，一是設(shè)計專門的膨脹室，內(nèi)置一段可充氣壓的氣室，其氣室里的氣壓可調(diào)，當(dāng)彈丸經(jīng)過時，由氣動阻力將彈托與被加速模型分離；二是設(shè)置阻擋板，確保分離的彈托不會碰到靶板，干擾損傷結(jié)果。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明多功能高速撞擊實驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中發(fā)射裝置中的火藥室結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中炮管中的泵管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖1中炮管中的高壓段結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖1中炮管中的發(fā)射管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖1中靶室結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖1中彈丸與彈托分離裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是彈丸與彈托分離原理示意圖；

圖9是圖1中靶板加載裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的解釋和說明：

參見圖1，圖2，圖3，圖4，圖5，圖6，圖7，圖8和圖9：圖中，1-發(fā)射裝置，2-炮管，3-靶室，4-彈丸與彈托分離裝置，5-測速裝置，6-靶板加載裝置，7-膨脹室，8-氣室，9-阻攔板，10-點火器，11-火藥室，12-測試孔，13-彈丸，14-組合式彈托，2-1-泵管，2-2-高壓段，2-3-發(fā)射管，6-1-水平向拉伸伺服作動器，6-2-豎直向拉伸伺服作動器，6-3-機架，6-4-水平向調(diào)節(jié)機構(gòu)，6-5-豎直向調(diào)節(jié)機構(gòu)，6-6-轉(zhuǎn)動機構(gòu)，6-7-車輪，6-8-液壓源。

實施例：一種多功能高速撞擊實驗設(shè)備，包括發(fā)射裝置1、炮管2和靶室3，發(fā)射裝置1與炮管2連接，炮管2通過彈丸與彈托分離裝置4與靶室3連接，靶室3內(nèi)設(shè)置有測速裝置5和靶板加載裝置6，靶板加載裝置6包括水平向拉伸伺服作動器6-1、豎直向拉伸伺服作動器6-2、機架6-3、水平向調(diào)節(jié)機構(gòu)6-4、豎直向調(diào)節(jié)機構(gòu)6-5、轉(zhuǎn)動機構(gòu)6-6、車輪6-7和液壓源6-8，液壓源6-8四周分別通過水平向拉伸伺服作動器6-1、豎直向拉伸伺服作動器6-2、水平向調(diào)節(jié)機構(gòu)6-4和豎直向調(diào)節(jié)機構(gòu)6-5設(shè)置在機架6-3上，豎直向調(diào)節(jié)機構(gòu)6-5下端設(shè)置有轉(zhuǎn)動機構(gòu)6-6，轉(zhuǎn)動機構(gòu)6-6下面兩端設(shè)置有車輪6-7，靶板加載裝置6具有可移動性。

水平向拉伸伺服作動器6-1和豎直向拉伸伺服作動器6-2由積木式結(jié)構(gòu)組成，由油缸、活塞、電液伺服閥、濾油器、壓力傳感器等組成，可分別產(chǎn)生200kN的拉力，力值精度優(yōu)于±1%，可移動行程為200mm。

機架6-3為剛強度結(jié)構(gòu)鋼制作，用于安裝作動器，機架6-3下面有轉(zhuǎn)動機構(gòu)6-6，用于調(diào)節(jié)靶板與彈丸的交會角度，可在0～90度范圍內(nèi)任意調(diào)整；水平向調(diào)節(jié)機構(gòu)6-4為手動螺杠和絲母，用于靶板水平向位置的微調(diào)；豎直向調(diào)節(jié)機構(gòu)6-5為手動螺杠和絲母，用于靶板豎直向位置的微調(diào)；底盤下面有4套小車滾輪及導(dǎo)軌，以便靶板加載裝置的移動。

彈丸與彈托分離裝置4采用組合式彈托14、膨脹室7和阻攔板9相結(jié)合方法，設(shè)置專門的膨脹室7，內(nèi)置一段可充氣壓的氣室8，氣壓可調(diào)，當(dāng)組合式彈托14與彈丸13經(jīng)過時，由氣動阻力將組合式彈托14與彈丸13分離，并通過阻攔板9徹底阻止組合式彈托14對靶板的撞擊。

炮管2包括泵管2-1、高壓段2-2和發(fā)射管2-3，泵管2-1內(nèi)部充滿輕質(zhì)氣體，發(fā)射時由燃燒火藥氣體推動活塞壓縮輕質(zhì)氣體到很高壓力，沖破小膜片后推動彈丸與彈托組合體運動；高壓段2-2由內(nèi)外兩層熱套而成，內(nèi)層由八度角錐角將泵管2-1與發(fā)射管2-3連接，同時將活塞阻滯在高壓段2-2內(nèi)；外層起到加強強度與增加質(zhì)量的作用，保證高壓下的安全；發(fā)射管2-3是一段厚壁圓筒，可承受幾百兆帕的壓力，內(nèi)孔光滑且準(zhǔn)直性好，發(fā)射時彈丸13在發(fā)射管2-3內(nèi)平穩(wěn)加速直至出膛撞靶。

發(fā)射裝置1包括點火器10和火藥室11，其核心部分是火藥室11，采用電雷管點火，在電脈沖作用下，電雷管爆炸，引燃火藥室11中的黑火藥，為發(fā)射藥的點火提供必要的溫度與壓力，在火藥室中部預(yù)留測試孔12，可測試發(fā)射過程中火藥室11的壓力變化。

測速裝置5采用激光遮斷測速或電磁測速來測試彈丸13的速度。

操作時，采用電雷管點火引燃火藥室11中的黑火藥，火藥在發(fā)射裝置1中的火藥室11中爆燃，通過活塞壓縮高壓段中的輕質(zhì)氣體，輕質(zhì)氣體的壓力上升到一定程度時，破膜、驅(qū)動彈丸與彈托組合體，在彈丸與彈托分離裝置4中由氣動阻力將組合式彈托14與彈丸13分離，并通過阻攔板9徹底阻止組合式彈托14對靶板的撞擊，隨后彈丸13進入靶室3打到靶板上，測速裝置5記錄其速度。

以上所述，僅是本發(fā)明的優(yōu)先實施例而已，并未對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。