[实用新型]半正弦波压力载荷发生装置

说明书

本实用新型属于冲击动力学技术领域，具体涉及一种半正弦波压力载荷发生装置。半正弦波压力载荷发生装置包括圆柱形的液压缸和与液压缸相匹配的活塞；活塞包括沿液压缸轴向设置的撞击柱和沿液压缸径向设置的液压盘，撞击柱一端与液压盘中心固定连接，撞击柱的另一端伸出液压缸外部；液压盘与液压缸的侧壁间隙配合，液压盘与液压缸的底面之间形成用于填充液压介质的腔室，液压缸的底面设置有压力传感器。本实用新型通过使用截面为“T”字型的活塞压缩液压介质来产生单个脉冲载荷，“T”字型结构在增大活塞与液压介质接触面积的同时可以降低活塞的质量，从而有效减小载荷脉宽。

技术领域

本实用新型属于冲击动力学技术领域，具体涉及一种半正弦波压力载荷发生装置。

背景技术

动态加载技术是冲击动力学实验研究面临的重要问题，对开展材料动力学行为实验、结构响应研究具有重要的意义，其研究成果在国防、兵器、防护工程领域均有重要的应用。化爆加载技术是实验室常见的动态加载技术之一，产生载荷的时间尺度约为10-3～10-5s量级，产生载荷峰值的尺度则跨越10kPa～102MPa多个量级，是实验室中爆炸力学、爆炸效应防护、结构响应研究常用的实验研究方法。但化爆加载涉及火工品操作，具有一定的危险性；且相同爆炸当量、爆心距条件下，载荷的一致性较差。

为克服化爆加载的上述缺陷，在效应防护、结构响应的研究中，可以使用载荷发生器产生效应相似的载荷对爆炸载荷进行替代。利用液压原理能够产生半正弦波或三角波载荷，但是现有载荷发生方法产生的载荷持续时间较长，载荷脉冲宽度通常在毫秒量级以上。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种半正弦波压力载荷发生装置，解决了现有的液压载荷发生方法存在的载荷持续时间长的技术问题。

本实用新型的技术解决方案是：一种半正弦波压力载荷发生装置，其特殊之处在于，包括圆柱形的液压缸和与液压缸相匹配的活塞；

所述活塞包括沿液压缸轴向设置的撞击柱和沿液压缸径向设置的液压盘，所述撞击柱一端与液压盘中心固定连接，撞击柱的另一端伸出液压缸外部；所述液压盘与液压缸的侧壁间隙配合，液压盘与液压缸的底面之间形成用于填充液压介质的腔室，所述液压缸的底面设置有压力传感器。

进一步地，上述活塞的撞击柱与液压缸之间还安装有导向块，所述导向块的外壁与液压缸的侧壁紧密贴合，导向块的中心设置有供撞击柱穿过的通孔；所述导向块上还设置有一个或者多个供液压介质穿过的轴向通孔。

进一步地，上述撞击柱与液压盘的固定端设置有倒角，所述撞击柱伸出液压缸外部的端部设置有渐细的过渡段。

进一步地，上述半正弦波压力载荷发生装置还包括用于驱动活塞的驱动装置，所述驱动装置包括密闭的气室和与气室连通的发射管，气室与发射管之间设置有阀门；所述气室上设置有充气口，所述发射管内安装与发射管内壁间隙配合的撞块。

进一步地，上述撞块的质量小于或者等于活塞的质量，撞块的硬度小于活塞的硬度。

进一步地，上述活塞的液压盘与液压缸的底面之间形成的腔室内安装有沿液压缸径向设置的滤波板，所述滤波板是与液压缸侧壁直径相同的圆形钢板，滤波板上开设有多个通孔，所有的通孔均布于同一个与滤波板同心的圆周上。

进一步地，上述液压缸的底面设置有滤波孔，所述压力传感器通过滤波孔与液压缸内的液压介质接触。

本实用新型还提供一种半正弦波压力载荷发生方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)搭建半正弦波压力载荷发生装置；

2)驱动装置撞击活塞，使活塞在液压缸内产生轴向移动；