一種氣動(dòng)式模仿子（炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣動(dòng)式模仿子（炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置，其特征是一種以空壓機(jī)中的壓縮空氣為動(dòng)力、通過發(fā)射管將前端為半球體或錐體的圓柱形沖擊彈射向試驗(yàn)材料并以光電測速計(jì)測定沖擊彈速度與能量的材料沖擊試驗(yàn)裝置。本發(fā)明的發(fā)射管可固定于支架上，也可手持或肩扛發(fā)射管進(jìn)行材料沖擊試驗(yàn)。本發(fā)明可準(zhǔn)確控制沖擊彈的沖擊位置與能量，并且可防止沖擊彈對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行二次沖擊以及傷及操作人員或其它物品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：沖擊彈形狀多樣、沖擊能量測試準(zhǔn)確且量程大，能夠從上下、前后及左右方向任意角度進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，特別是，試驗(yàn)材料或零部件的尺寸及形狀不限。
【專利說明】一種氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置，尤其是一種以空 壓機(jī)中的壓縮空氣為動(dòng)力、通過發(fā)射管將前端為半球體或錐體的圓柱形沖擊彈射向試驗(yàn)材 料并以光電測速計(jì)測定沖擊彈速度與能量的材料沖擊試驗(yàn)裝置。 技術(shù)背景
[0002] 材料沖擊強(qiáng)度是材料抵抗外來沖擊的能力。材料或零部件在在制備或使用過程 中，不可避免地會(huì)受到各種各樣的沖擊外力作用，從而對(duì)材料或零部件產(chǎn)生一定的損傷。比 如，金屬材質(zhì)(如鋁或鋼）的汽車車身或飛機(jī)機(jī)身受到硬物沖擊會(huì)發(fā)生凹陷或穿孔破壞，影 響汽車或飛機(jī)的外觀及強(qiáng)度。復(fù)合材料材質(zhì)(采用層合、熱壓的方法成型，在厚度方向上沒 有增強(qiáng)材料，層間強(qiáng)度低，復(fù)合材料對(duì)沖擊作用比較敏感，在受到外物沖擊后很容易出現(xiàn)損 傷或分層破壞）的汽車車身或飛機(jī)機(jī)身受到硬物沖擊時(shí)，有時(shí)在汽車車身或飛機(jī)機(jī)身表面 很能發(fā)現(xiàn)損傷，但在復(fù)合材料內(nèi)部卻會(huì)發(fā)生分層或開裂，使得復(fù)合材料的強(qiáng)度大大下降，對(duì) 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的整體破壞和失效形成了潛在的威脅。因此，對(duì)材料進(jìn)行沖擊試驗(yàn)是開發(fā)與 應(yīng)用新材料或零部件的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
[0003] 對(duì)于小型標(biāo)準(zhǔn)(長方體或板狀）材料試樣的沖擊強(qiáng)度測試，可以采用擺錘式?jīng)_擊試 驗(yàn)機(jī)或落球式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測試。對(duì)于擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，由于受到擺錘刀口形狀及數(shù) 量的限制，難以測試材料受到各種形狀沖擊物沖擊時(shí)的情況。對(duì)于落球式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，由于 受到鋼球數(shù)量、支架高度也就是鋼球自由落體高度的限制，難以測試材料受到各種能量，特 別是超大能量沖擊時(shí)的情況。而且，采用它們對(duì)材料進(jìn)行沖擊測試時(shí)，擺錘或鋼球都是以垂 直于測試試樣的角度進(jìn)行沖擊。但在材料受到實(shí)際沖擊時(shí)，沖擊角度有很多，直角只是其中 之一而已。對(duì)于其它角度的沖擊試驗(yàn)，擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)或落球式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)都不能進(jìn)行。 更為重要的是，對(duì)于大型材料試樣或異型零部件的沖擊試驗(yàn)，擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)或落球式 沖擊試驗(yàn)機(jī)由于受到設(shè)備尺寸及沖擊原理的限制都難以進(jìn)行。因此，開發(fā)一種操作簡便、功 能齊全的材料沖擊試驗(yàn)裝置對(duì)材料或零部件，特別是大型材料試樣或異型零部件的進(jìn)行沖 擊試驗(yàn)具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種操作簡便、功能齊全的氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料 沖擊試驗(yàn)裝置。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置，是以空壓機(jī)中 的壓縮空氣為動(dòng)力、通過發(fā)射管將前端為半球體或錐體的圓柱形沖擊彈射向試驗(yàn)材料并以 光電測速計(jì)測定沖擊彈速度與能量的材料沖擊試驗(yàn)裝置。
[0006] 本發(fā)明所述的氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置主要由空壓機(jī)、計(jì)算 機(jī)、裝有點(diǎn)動(dòng)開關(guān)的電磁閥、磁鐵、光電測速計(jì)、發(fā)射管、沖擊彈、支架組成；其特征在于：空 壓機(jī)通過塑料軟管與電磁閥及發(fā)射管連接，組成沖擊試驗(yàn)裝置的壓縮空氣氣路；在發(fā)射管 尾部安裝有磁鐵，頭部安裝光電測速計(jì)，發(fā)射管位置的中心對(duì)稱鉆二個(gè)直徑約為2mm的小 孔以保證光電測速計(jì)的光線能穿過發(fā)射管；為了保證準(zhǔn)確測量沖擊彈的速度及能量，小孔 中心至發(fā)射管口的最小距離為光電測速計(jì)的一半厚度，最大距離為沖擊彈的長度。計(jì)算機(jī) 通過導(dǎo)線與光電測速計(jì)連接，計(jì)算機(jī)能夠計(jì)算與顯示沖擊彈的沖擊能量。
[0007] 本發(fā)明所述的氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置，通過空壓機(jī)上的減 壓閥調(diào)整壓縮空氣壓力以及裝有點(diǎn)動(dòng)開關(guān)的電磁閥控制氣路通斷的方法來控制沖擊彈的 沖擊能量，而且沖擊能量測試準(zhǔn)確，量程大，適合各種沖擊能量的材料沖擊試驗(yàn)。為了避免 由于發(fā)射管與沖擊彈之間間隙過大造成漏氣，將更多的壓縮空氣作為沖擊彈的動(dòng)力來源， 保證沖擊彈有足夠大的沖擊速度與能量，沖擊彈圓柱部分的直徑只要略小于發(fā)射管內(nèi)徑， 保證沖擊彈能在發(fā)射管內(nèi)滑動(dòng)即可。
[0008] 本發(fā)明所述的氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置，圓柱形沖擊彈前端 為不同半徑的半球體或錐體，可模仿不同大小及形狀的沖擊物對(duì)材料或零部件進(jìn)行沖擊試 驗(yàn)。沖擊彈為鐵質(zhì)材料，通過安裝在發(fā)射管上的磁鐵將回彈的沖擊彈吸附在發(fā)射管內(nèi)，防止 沖擊彈對(duì)試驗(yàn)材料或零部件進(jìn)行二次沖擊以及傷及操作人員或其它物品。
[0009] 本發(fā)明所述的氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置，發(fā)射管可固定于支 架上，也可手持或肩扛發(fā)射管，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)材料或零部件，特別是大型零部件，從上下、前后 及左右方向任意角度進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。
[0010] 本發(fā)明所述的氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置為開放式試驗(yàn)裝置， 試驗(yàn)材料試樣尺寸及形狀不受裝置尺寸限制。具體講，本發(fā)明可適用于任意尺寸、形狀的材 料或零部件的沖擊試驗(yàn)，尤其是對(duì)大尺寸、復(fù)雜形狀的材料或零部件進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，本發(fā)明 的優(yōu)勢就更突出。
[0011] 本發(fā)明所述的氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置對(duì)材料進(jìn)行沖擊試 驗(yàn)的具體過程為： (1)通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量與分析，確定壓縮空氣壓力與沖擊彈沖擊能量的關(guān)系，根據(jù) 材料沖擊試驗(yàn)所需沖擊能量調(diào)整壓縮空氣的試驗(yàn)壓力。
[0012] (2)根據(jù)沖擊彈回彈情況，確定磁鐵大小及安裝位置，確保將回彈的沖擊彈吸附在 發(fā)射管內(nèi)，防止沖擊彈對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行二次沖擊以及傷及操作人員或其它物品。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：沖擊彈形狀多樣、沖擊能量測試準(zhǔn)確且量程大，能夠從上下、前 后及左右方向任意角度進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，特別是，試驗(yàn)材料或零部件的尺寸及形狀不限。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置示意圖。
[0015] 圖2為進(jìn)行材料沖擊試驗(yàn)時(shí)，計(jì)算機(jī)顯示的沖擊彈能量計(jì)算及統(tǒng)計(jì)表。
[0016] 在圖中，1、空壓機(jī)，2、塑料軟管，3、計(jì)算機(jī)，4、電磁閥，5、磁鐵，6、導(dǎo)線，7、光電測速 計(jì)，8、發(fā)射管，9、沖擊彈，10、支架。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明利用氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置 進(jìn)行材料沖擊試驗(yàn)過程： 實(shí)施例1 氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置主要由空壓機(jī)（1)、計(jì)算機(jī)（3)、裝有點(diǎn) 動(dòng)開關(guān)的電磁閥（4)、磁鐵（5)、光電測速計(jì)（7)、發(fā)射管（8)、沖擊彈（9)、支架（10)等組成。 空壓機(jī)（1)通過塑料軟管（2 )與電磁閥（4 )及發(fā)射管（8 )連接，組成沖擊試驗(yàn)裝置的壓縮空 氣氣路。在發(fā)射管（8)安裝光電測速計(jì)（7)位置的中心對(duì)稱鉆二個(gè)直徑約為2_的小孔以 保證光電測速計(jì)（7)的光線能穿過發(fā)射管（8)。為了保證準(zhǔn)確測量沖擊彈（9)的速度及能 量，小孔中心至發(fā)射管（8) 口的最小距離為光電測速計(jì)（7)的一半厚度，最大距離為沖擊彈 (9 )的長度。計(jì)算機(jī)（3 )通過導(dǎo)線（6 )與光電測速計(jì)（7 )連接，計(jì)算機(jī)（3 )能夠計(jì)算與顯示 沖擊彈（9)的沖擊能量。如圖1所示。
[0018] 將沖擊彈從發(fā)射管口塞入并用工具推至電磁閥與發(fā)射管連接處，沖擊彈被磁鐵吸 附在發(fā)射管內(nèi)（即使垂直向下沖擊，沖擊彈也不會(huì)從發(fā)射管內(nèi)滑出），并將發(fā)射管口按照所 要求的角度對(duì)準(zhǔn)試驗(yàn)材料或零部件的沖擊點(diǎn)。為了保證沖擊彈能夠回彈至發(fā)射管內(nèi)，發(fā)射 管口與試驗(yàn)材料或零部件的沖擊點(diǎn)的距離要小于沖擊彈的長度。啟動(dòng)空壓機(jī)，壓縮空氣達(dá) 到空壓機(jī)標(biāo)示壓力后，空壓機(jī)停機(jī)。根據(jù)材料或零部件沖擊試驗(yàn)所需沖擊能量，通過減壓閥 調(diào)整壓縮空氣的試驗(yàn)壓力。然后，摁動(dòng)電磁閥的點(diǎn)動(dòng)開關(guān)，沖擊試驗(yàn)裝置氣路連通，壓縮空 氣將沖擊彈射向試驗(yàn)材料或零部件的沖擊點(diǎn)。沖擊彈經(jīng)過光電測速計(jì)處被測量速度，同時(shí)， 計(jì)算機(jī)根據(jù)沖擊彈質(zhì)量自動(dòng)計(jì)算沖擊彈的沖擊能量并顯示出來。沖擊彈射向試驗(yàn)材料或零 部件的沖擊點(diǎn)后，由于沖擊能量不會(huì)被試驗(yàn)材料或零部件完全吸收，沖擊彈將回彈至發(fā)射 管并被磁鐵吸附在發(fā)射管內(nèi)，防止沖擊彈對(duì)試驗(yàn)材料或零部件進(jìn)行二次沖擊以及傷及操作 人員或其它物品。
[0019] 實(shí)施例2 圖2為進(jìn)行材料沖擊試驗(yàn)時(shí)，計(jì)算機(jī)顯示的沖擊彈能量計(jì)算及統(tǒng)計(jì)表。沖擊彈經(jīng)過 光電測速計(jì)處，計(jì)算機(jī)能實(shí)時(shí)測量沖擊彈的擋光時(shí)間并根據(jù)沖擊彈的長度計(jì)算沖擊彈的速 度。同時(shí)，根據(jù)沖擊彈質(zhì)量自動(dòng)計(jì)算沖擊彈的沖擊能量并顯示在計(jì)算機(jī)上。
【權(quán)利要求】
1. 一種氣動(dòng)式模仿子(炮)彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置，主要由空壓機(jī)、計(jì)算機(jī)、裝有點(diǎn) 動(dòng)開關(guān)的電磁閥、磁鐵、光電測速計(jì)、發(fā)射管、沖擊彈、支架組成；其特征在于：空壓機(jī)通過 塑料軟管與裝有點(diǎn)動(dòng)開關(guān)的電磁閥及發(fā)射管連接，組成沖擊試驗(yàn)裝置的壓縮空氣氣路；在 發(fā)射管尾部安裝有磁鐵，頭部安裝光電測速計(jì)，發(fā)射管位置的中心對(duì)稱鉆二個(gè)直徑約為2mm 的小孔以保證光電測速計(jì)的光線能穿過發(fā)射管，所述小孔中心至發(fā)射管口的最小距離為光 電測速計(jì)的一半厚度，最大距離為沖擊彈的長度；所述計(jì)算機(jī)通過導(dǎo)線與光電測速計(jì)連接， 計(jì)算機(jī)能夠計(jì)算與顯示沖擊彈的沖擊能量，發(fā)射管固定在支架上。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述的一種氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置，其特征在 于：通過空壓機(jī)上的減壓閥調(diào)整壓縮空氣壓力以及裝有點(diǎn)動(dòng)開關(guān)的電磁閥控制氣路通斷的 方法來控制沖擊彈的沖擊能量。
3. 根據(jù)權(quán)利1所述的一種氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置，其特征在 于：所述發(fā)射管固定于支架上以及手持或肩扛發(fā)射管的方式，能夠從任意角度對(duì)材料進(jìn)行 沖擊試驗(yàn)。
4. 根據(jù)權(quán)利1所述的一種氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置，其特征在 于：所述沖擊彈為鐵質(zhì)材料，通過安裝在發(fā)射管上的磁鐵將回彈的沖擊彈吸附在發(fā)射管內(nèi)， 沖擊彈圓柱部分的直徑只要略小于發(fā)射管內(nèi)徑，保證沖擊彈能在發(fā)射管內(nèi)滑動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利1所述的一種氣動(dòng)式模仿子(炮）彈射擊的材料沖擊試驗(yàn)裝置，其特征在 于：材料沖擊試驗(yàn)裝置對(duì)材料進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的具體過程為： (1) 通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量與分析，確定壓縮空氣壓力與沖擊彈沖擊能量的關(guān)系，根據(jù) 材料沖擊試驗(yàn)所需沖擊能量調(diào)整壓縮空氣的試驗(yàn)壓力； (2) 根據(jù)沖擊彈回彈情況，確定磁鐵大小及安裝位置，確保將回彈的沖擊彈吸附在發(fā)射 管內(nèi)，防止沖擊彈對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行二次沖擊以及傷及操作人員或其它物品。
【文檔編號(hào)】G01N3/30GK104089833SQ201410349783
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】謝小林, 李志鵬, 江洪流 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)