[发明专利]一种低速撞击加载下药柱端面应力测量装置

说明书

本发明公开了一种低速撞击加载下药柱端面应力测量装置，解决了目前测量装置无法准确测量试样变形端面时所受瞬时应力及应力随时间的变化率的不足，本发明由击杆1、压力传感器2、传力转接件3、约束套管4、试样5、底座6组成，压力传感器与药柱初始变形位置在同一侧，样品外径与约束套管内直径紧密配合，各传力截面尺寸及轴线一致，试验过程样品受力稳定，本发明可用于脆性及粘弹性药柱低速落锤撞击加载下端面应力测量。

技术领域

本发明属于火炸药安全性能评估技术领域，涉及一种低速撞击加载下药柱端面应力测量装置。

背景技术

测量低速撞击加载下药柱的应力变化过程，对研究试样的反应状态，药柱的钝感机理都有重要意义。

目前国内对于低速撞击加载下药柱的应力变化测量主要由两种方式。

一种采用的是力传感器，如文献《发射药落锤撞击试验及评价方法研究》介绍，一定质量的落锤(本次试验选用5kg的落锤)从某高度(0～100cm)自由滑落，以一定的动态撞击能作用于安装发射药粒的工装上，并传递给发射药粒，用工装底部的力传感器检测发射药粒受到的力值变化过程，获得撞击瞬间药粒所受到的轴向力值变化过程(F-t)曲线。在这种试验条件下，套管大于样品直径，样品处于非约束状态，低速撞击下，根据动态受力过程及试验现象，药柱首先放生破裂变形的为上端面，根据材料应力等于模量与应变的乘积，相同材料其变形越大时所受应力越大，撞击瞬间药柱上部受力远远大于底部受力，但传感器位于底部，药柱初始受力变形位置与传感器位置不在同一端，所测应力为底部应力，由于样品自身变形，大大拉长了药柱下端面应力上升时间。根据试验研究，引起药柱发生反应主要是应力集中及应力随时间的变化率，采用这种试验装置获取的应力值及应力率均小于试样变形端面的实际情况。

另一种采用的是应变片传感器。测量装置主要由试样套管，击柱，试样，标准钢块，应变片等部件构成，装置测量原理是，试样安装在强约束套管中，试样上下各放置有一个击柱，标准钢块放置在最下面击柱的下方，其中击柱的横截面为圆形，标准钢块的横截面为六边形，在标准钢块的侧面上粘贴有应变片，应变片连接在动态应变放大仪上，动态应变放大仪器连接在高速数据采集仪上，上述试验装置，测得的药柱撞击过程的应力是根据标准钢块上应变片粘贴位置的应变数据计算的。这种装置测得的药柱撞击过程的应力，是计算值，根据材料的弹性模量计算得到；标准钢块受力与药柱实际受力方向不一致；标准钢块与药柱的截面形状及尺寸不一致，标准钢块端面受力不平均，影响压力测量；测量结果和试验者的操作水平有很大关系，如应变片粘贴位置，粘接剂选择，粘贴方向，贴片后的固化技术等，试验后传感器无法二次校准，数据可信度低。

实际药柱使用中，均严密装在炮弹壳体内，装卸吊运中意外坠落，发生燃爆事故多是瞬态过程，药柱瞬态受到非常快的应力作用，且应力集中在发生易变形位置。上述两种应力变化测量装置，均不能准确可靠的测量药柱在低速落锤撞击过程中的应力变化。

发明内容

为解决上述低速撞击加载下药柱的应力变化测量装置的不足，获取样品在低速撞击瞬间应力值，及应力上升时间。本发明提供一种低速撞击加载下药柱端面应力测量装置，由击杆1、压力传感器2、传力转接件3、约束套管4、试样5、底座6组成；

安装时将底座6放置在工作台上，约束套管4有螺纹的一端旋拧在底座6上、试样5放置在约束套管4内，传力转接件3小圆柱一端放置于约束套管4内，传力转接件3小圆柱端面与试样5同轴接接触，压力传感器2放置于传力转接件3大圆柱一端的圆形凹槽内，击杆1放置于压力传感器2上，压力传感器2的轴线、击杆1轴线及试样5轴线共线，压力传感器2敏感面与传力转接件3大圆柱一端的圆形凹槽面接触；

试验时，试样5外直径与约束套管4内直径紧密配合；击杆1端面、压力传感器2端面与敏感面及试样5端面同轴且端面尺寸一致；