一種氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）安裝及調(diào)試氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)裝置；（2）安裝及調(diào)試測試儀器；（3）向高壓氣室充氣；（4）啟動測試儀器，同時接通電磁閥的電源，大質(zhì)量撞擊體沿加速管加速后撞擊被測體；（5）通過測試儀器讀取測試結(jié)果。本發(fā)明不僅步驟簡單，操作方便，大質(zhì)量撞擊體可重復(fù)使用，還能通過測試儀器讀取多種動態(tài)撞擊參數(shù)，因此能有效地測試在8m/s～80m/s速度（即時速28.8km～288km）范圍內(nèi)，2kg～5kg重物對火炸藥的意外撞擊，或質(zhì)量1kg～5kg物體撞擊有機(jī)玻璃窗等意外事件的危害效果，因此適合推廣使用。
【專利說明】一種氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種撞擊實(shí)驗(yàn)方法，尤其涉及一種氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在火炸藥運(yùn)輸事故或其它意外事故中，火藥、炸藥由于大質(zhì)量物體意外撞擊，將會導(dǎo)致燃燒、爆炸等意外事故，造成重大人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。另外，高速運(yùn)行中的汽車、火車有機(jī)玻璃窗，也可能由于一定質(zhì)量物體的意外撞擊而導(dǎo)致事故，造成重大人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。
[0003]在8m/s?80m/s速度(即時速28.8km?288km)范圍內(nèi)，對可重復(fù)使用、精確定位2kg?5kg重物對火炸藥或其他材料的意外撞擊,或質(zhì)量Ikg?5kg物體撞擊有機(jī)玻璃窗等意外事件的危害效果，尚無有效的測試方法。目前通常的作法是采用一次性的0.5kg以下小質(zhì)量彈丸以速度高于80m/s的撞擊試驗(yàn)、可重復(fù)使用的5kg大質(zhì)量錘在8m/s以下速度的撞擊實(shí)驗(yàn)或采用一次性的5kg左右撞擊體高于80m/s的撞擊實(shí)驗(yàn),該類試驗(yàn)方法無法簡便、精確有效地評估帶構(gòu)型火炸藥或有機(jī)玻璃在質(zhì)量Ikg?5kg物體以8m/s?80m/s速度意外撞擊下的危險響應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服目前沒有有效的測試方法，而通常采用0.5kg以下小質(zhì)量彈丸以速度高于80m/s的撞擊試驗(yàn)或米用一次性的質(zhì)量5kg撞擊體在8m/s以下速度的撞擊實(shí)驗(yàn)，但是，該類試驗(yàn)方法可克服目前測試方法無法簡便、高效評估帶預(yù)定構(gòu)型火炸藥或有機(jī)玻璃窗體在質(zhì)量Ikg?5kg物體以8m/s?80m/s速度意外撞擊時的危險響應(yīng)的缺陷，提供一種不僅定位精準(zhǔn)、步驟簡單、便于操作，而且撞擊體可重復(fù)使用，能有效地測試在Sm/s?80m/s速度(即時速28.8km?288km)范圍內(nèi)，Ikg?5kg重物對火炸藥、有機(jī)玻璃窗體意外撞擊，還能有效地測試5kg物體撞擊有機(jī)玻璃窗或其他材料的等意外事件的危害效果的氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0007]( I)安裝及調(diào)試氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)裝置；
[0008]( 2 )安裝及調(diào)試測試儀器；
[0009](3)向高壓氣室充入預(yù)定壓力氣體(氫氣等危險氣體除外)；
[0010](4)啟動測試儀器，同時接通電磁閥的電源，大質(zhì)量撞擊體沿加速管加速后撞擊被測體；
[0011](5)通過測試儀器讀取測試結(jié)果。
[0012]其中，步驟(4)中當(dāng)被測體前端沒有設(shè)置傳力機(jī)構(gòu)時大質(zhì)量撞擊體加速并穿過防爆罐右端的安裝口后直接撞擊被測體；當(dāng)被測體前端設(shè)置有傳力機(jī)構(gòu)時大質(zhì)量撞擊體加速后通過傳力桿撞擊被測體。[0013]步驟(I)包括以下步驟:
[0014](Ia)調(diào)試電磁誘導(dǎo)閥，并將大質(zhì)量撞擊體安裝在加速管中的預(yù)定位置；
[0015](Ib)調(diào)試防爆罐與靶板，并使大質(zhì)量撞擊體保持與靶板以及防爆罐的安裝口的垂直關(guān)系;
[0016](Ic)將被測體安裝在固定夾具上；
[0017]為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，步驟(2 )中的測試儀器包括測試大質(zhì)量撞擊體速度的光電測試儀，測試被測體所受的動態(tài)壓力的傳感器和示波器以及與該傳感器配套的信號轉(zhuǎn)換器，所述傳感器則安裝在步驟(Ic)中的被測體上。
[0018]為了確保效果，當(dāng)被測體前端設(shè)有傳力桿時還需要安裝傳力機(jī)構(gòu)，并使傳力桿的端面與大質(zhì)量撞擊體的端面對中貼合；在所述傳力機(jī)構(gòu)上還預(yù)先安裝有脈寬調(diào)節(jié)器。
[0019]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0020](I)本發(fā)明的氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法不僅定位精準(zhǔn)、步驟簡單，操作方便，大質(zhì)量撞擊體可重復(fù)使用，還能通過測試儀器讀取多種動態(tài)撞擊參數(shù)，因此能有效地測試在Sm/s?80m/s速度(即時速28.8km?288km)范圍內(nèi)，2kg?5kg重物對火炸藥的意外撞擊,或質(zhì)量Ikg?5kg物體撞擊有機(jī)玻璃窗或其他材料意外事件的危害效果。
[0021](2)本發(fā)明通過調(diào)試防爆罐與靶板，并使大質(zhì)量撞擊體保持與防爆罐內(nèi)靶板右端面的垂直關(guān)系，從而可使撞擊體加速后沿近似直線的路徑撞擊傳力桿，在不使用傳力機(jī)構(gòu)時，撞擊體可直接穿過防爆罐的安裝口，然后保證作用力以與靶板垂直的方向撞擊安裝在靶板上的被測體。
[0022](3)本發(fā)明的測試儀器包括測試大質(zhì)量撞擊體速度的光電測試儀，測試被測體所受的動態(tài)壓力、位移的傳感器以及與該傳感器配套的應(yīng)變放大器、示波器，所述傳感器則安裝在步驟(Ic)中的被測體上。通過光電測試儀則可測試并顯示大質(zhì)量撞擊體的撞擊速度，通過傳感器則可感應(yīng)被測體被撞擊時所受到的動態(tài)壓力、位移，同時，傳感器將其感應(yīng)到的動態(tài)壓力、位移信息傳遞至示波器，通過示波器則可直觀的讀取動態(tài)壓力信息。
[0023](4)本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)方法中當(dāng)被測體前端設(shè)有傳力機(jī)構(gòu)時在安裝被測體前還需要安裝傳力機(jī)構(gòu)，并使傳力機(jī)構(gòu)中的傳力桿的端面與大質(zhì)量撞擊體的端面可以軸線對中貼合，從而使大質(zhì)量撞擊體通過該傳力桿能有效地撞擊被測體；同時，在所述傳力機(jī)構(gòu)上還預(yù)先安裝有脈寬調(diào)節(jié)器，通過該脈寬調(diào)節(jié)器可方便調(diào)節(jié)大質(zhì)量撞擊體對被測體的作用時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本發(fā)明的被測體前端設(shè)置有傳力機(jī)構(gòu)時的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對應(yīng)的名稱為:
[0027]I一底座,2—防爆iil, 3一加速管,4一聞壓氣室,5—大質(zhì)量撞擊體，6—被測體，7—靶板，8—固定夾具，9 一傳力機(jī)構(gòu)，10 —電磁誘導(dǎo)閥，11 一支架，12—傳力機(jī)構(gòu)支架。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明:
[0029]實(shí)施例1[0030]如圖1所示，本發(fā)明使用的氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)裝置，主要由底座I組成，在所述底座I上還設(shè)有加載組件。所述加載組件包括加速管3，為了便于牢固支撐加速管3，在所述底座I上還設(shè)有支架11，所述加速管3則固定在支架11。同時，在所述加速管3內(nèi)部還安裝有大質(zhì)量撞擊體5，且該加速管3的前端為開放端，且所述大質(zhì)量撞擊體5設(shè)置在加速管3的后端。本發(fā)明的大質(zhì)量撞擊體5為大質(zhì)量錘或大質(zhì)量彈丸，也可以是與大質(zhì)量錘或大質(zhì)量彈丸類似的部件。為了便于向大質(zhì)量撞擊體5提供動力，在所述加速管3的右端面連接處還設(shè)有高壓氣室4。
[0031]使用時，可使用空氣壓縮機(jī)或高壓氣罐等裝置向高壓氣室4充入預(yù)定壓力的氣體。為了便于自動開啟高壓氣室4，使高壓氣室4中的高壓氣體進(jìn)入加速管3中迅速膨脹后推動大質(zhì)量撞擊體5沿加速管3加速運(yùn)動，撞擊體5到達(dá)加速管3左端口時達(dá)到預(yù)定速度，在所述加速管3與高壓氣室4之間還設(shè)有開啟高壓氣室4的電磁誘導(dǎo)閥10。使用時，接通電磁誘導(dǎo)閥10的電源，則可迅速開啟高壓氣室4。
[0032]同時，在所述底座I上還設(shè)有防爆罐2，所述防爆罐2固定在底座I上，且該防爆罐2具有多個安裝口，以便于使用時安裝其他部件。在所述防爆罐2內(nèi)部則設(shè)置有靶板7，同時，在該靶板7上還設(shè)有固定夾具8，在所述固定夾具8上則安裝被測體6，所述大質(zhì)量撞擊體5加速后則穿過防爆罐2的安裝口并撞擊被測體6。
[0033]本發(fā)明的氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法不僅測試精度高、操作簡單，而且成本低廉，大質(zhì)量撞擊體可重復(fù)使用，其底座上設(shè)有防爆罐，被測體則設(shè)置在防爆罐中，通過該防爆罐可有效防護(hù)30gTNT爆炸當(dāng)量，從而防止實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生意外事故。大質(zhì)量撞擊體設(shè)置在加速管中，使用時開啟高壓氣室而使高壓氣體迅速膨脹并推動大質(zhì)量撞擊體以對大質(zhì)量撞擊體進(jìn)行加速，使大質(zhì)量撞擊體達(dá)到測試要求的速度后撞擊被測體，即可使用測試儀器測試大質(zhì)量撞擊體的運(yùn)動速度以及被測體被撞擊時所受到的動態(tài)壓力，從而能有效地測試在Sm/s?80m/s速度(即時速28.8km?288km)范圍內(nèi)，對于2kg?5kg重物對火炸藥的意外撞擊，或在Ikg?5kg物體撞擊帶預(yù)定構(gòu)形有機(jī)玻璃窗等材料在意外事件的危害效果。
[0034]實(shí)驗(yàn)前，需要先安裝及調(diào)試氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)裝置，首先調(diào)試電磁誘導(dǎo)閥10，使電磁誘導(dǎo)閥10能可靠地開啟高壓氣室4，并將大質(zhì)量撞擊體5安裝在加速管3中的預(yù)定位置上。然后調(diào)試防爆罐2與靶板7，使大質(zhì)量撞擊體5保持與靶板7以及防爆罐2的右端口的垂直關(guān)系，即使大質(zhì)量撞擊體5能沿安裝口的中心線運(yùn)動，并使其作用力垂直作用在靶板7上。然后將被測體6安裝在固定夾具8上，并將固定夾具8精確安裝在靶板7上。本實(shí)施例中使用的被測體6為帶預(yù)定構(gòu)形的火藥、炸藥或有機(jī)玻璃，該被測體6也可以是其他物品。
[0035]接下來需要安裝及調(diào)試測試儀器，所述的測試儀器包括測試大質(zhì)量撞擊體5運(yùn)動速度的光電測試儀，測試被測體6所受的動態(tài)壓力的傳感器和示波器以及與該傳感器配套的信號轉(zhuǎn)換器。所述的傳感器安裝在被測體6上，以便于感應(yīng)被測體6受到撞擊時的動態(tài)壓力、位移，該傳感器將感應(yīng)到的動態(tài)壓力、位移信息傳遞至信號轉(zhuǎn)換器，并通過信號轉(zhuǎn)換器將信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換后再傳遞至示波器，示波器則將該動態(tài)壓力、位移進(jìn)行顯示、存儲，以便于實(shí)驗(yàn)人員采集該測試數(shù)據(jù)。
[0036]然后使用充氣裝置向高壓氣室4中充入預(yù)定壓力氣體，本實(shí)施例中使用的介質(zhì)氣體為氮?dú)饣蚝猓摻橘|(zhì)氣體也可以是除氫氣以外的其他氣體。接下來即可啟動光電測速儀以及示波器等測試儀器，同時接通電磁閥10的電源并開啟高壓氣室4，高壓氣室4中的高壓氣體迅速膨脹并推動大質(zhì)量撞擊體5沿加速管3迅速加速并沿近似直線的路徑運(yùn)動，然后大質(zhì)量撞擊體5穿過防爆罐2上的安裝口后直接撞擊被測體6。被測體6上的傳感器則將撞擊過程中被測體6受到的動態(tài)壓力、位移信息傳遞至示波器，而光電測試速儀則將大質(zhì)量撞擊體5運(yùn)動過程中的速度進(jìn)行測試后顯示，通過該示波器與光電測試速儀則可直接讀取測試結(jié)果。
[0037]實(shí)施例2
[0038]如圖2所示，本實(shí)施例中的整體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，唯一不同點(diǎn)僅在于在所述被測體6前端還設(shè)置有傳力機(jī)構(gòu)，所述傳力機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在被測體6前端的傳力機(jī)構(gòu)9以及支撐該傳力機(jī)構(gòu)9的傳力結(jié)構(gòu)支架12，所述傳力機(jī)構(gòu)9包括傳力桿以及連接在傳力桿上的緩沖器。所述傳力機(jī)構(gòu)9撞擊的被測體6設(shè)置在固定夾具8上，且傳力桿還能沿傳力結(jié)構(gòu)支架12左右精確移動。
[0039]本實(shí)施例在被測體6安裝在固定夾具8上并將固定夾具8安裝在靶板7上右端面前需要安裝傳力機(jī)構(gòu)，并使傳力桿的端面與大質(zhì)量撞擊體5的端面對中貼合，以使大質(zhì)量撞擊體5撞擊傳力桿時其接觸面積最大。在所述傳力機(jī)構(gòu)9上還可以預(yù)先安裝有脈寬調(diào)節(jié)器，以便于調(diào)節(jié)大質(zhì)量撞擊體5對被測體6撞擊的作用時間。
[0040]測試時,大質(zhì)量撞擊體5加速后首先撞擊傳力機(jī)構(gòu)9上的傳力桿，傳力桿受到大質(zhì)量撞擊體5的撞擊后撞擊脈寬調(diào)節(jié)器和被測體6,從而將大質(zhì)量撞擊體5的撞擊力傳遞至被測體6，即可使大質(zhì)量撞擊體5不直接作用在被測體6上，從而可保護(hù)大質(zhì)量撞擊體5的作用端不因被測體6損壞。
[0041]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)安裝及調(diào)試氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)裝置； (2)安裝及調(diào)試測試儀器； (3)向高壓氣室充氣； (4)啟動測試儀器，同時接通電磁閥的電源，大質(zhì)量撞擊體沿加速管加速后撞擊被測體； (5)通過測試儀器讀取測試結(jié)果。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，步驟(4)中當(dāng)被測體前端沒有設(shè)置傳力機(jī)構(gòu)時大質(zhì)量撞擊體加速并穿過防爆罐上的安裝口后直接撞擊被測體；當(dāng)被測體前端設(shè)置有傳力機(jī)構(gòu)時大質(zhì)量撞擊體加速后通過傳力機(jī)構(gòu)撞擊被測體。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，步驟(I)包括以下步驟: (Ia)調(diào)試電磁誘導(dǎo)閥，并將大質(zhì)量撞擊體安裝在加速管中的預(yù)定位置； (Ib)調(diào)試防爆罐與靶板，并使大質(zhì)量撞擊體保持與靶板以及防爆罐的安裝口的垂直關(guān)系; (Ic)將被測體安裝在固定夾具上。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:步驟(2)中的測試儀器包括測試大質(zhì)量撞擊體速度的光電測試儀，測試被測體所受的動態(tài)壓力、位移的傳感器和示波器以及與該傳感器配套的信號轉(zhuǎn)換器，所述傳感器則安裝在步驟(Ic)中的被測體上。
5.按照權(quán)利要求4所述的一種氣動加速撞擊實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于:當(dāng)被測體前端設(shè)有傳力機(jī)構(gòu)時在安裝完被測體前還需要安裝傳力機(jī)構(gòu)，并使傳力桿的端面與大質(zhì)量撞擊體的端面對中貼合；在所述傳力機(jī)構(gòu)上還預(yù)先安裝有脈寬調(diào)節(jié)器。
【文檔編號】G01N3/307GK103471943SQ201310424872
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】花成, 于劭鈞, 張艷麗, 趙學(xué)峰, 李宗兵 申請人:中國工程物理研究院化工材料研究所