[发明专利]一种极端环境强冲击试验与测试装置及方法

权利要求书

1.一种极端环境强冲击试验与测试装置，包括空气炮、弹仓装置、实验弹丸(18)、炮管主体(6)、装置支架(7)、弹靶碰撞室、高低温实验舱(9)、缓冲装置、高速高冲击激光干涉测试系统、光电触发检测器(16)、智能信息处理系统(17)；

所述空气炮在整个极端环境强冲击试验与测试装置的端部，主要由快开阀(1)、压力容器(2)、控制模块组成，利用快开阀(1)和控制模块控制压缩气体快速释放以驱动实验弹丸(18)高速运动；

所述冲击端外套为圆柱体壳体，通过螺纹连接方式后端与炮管主体(6)连接，止挡盘(20)安装于冲击端外套内部，用于定位和固定止挡盘(20)，冲击端外套前端端面周向对称地加工有方形孔，使高速高冲击激光干涉测试系统的入射光线和反射回波光线能够穿过冲击端外套，砧体(22)侧面安装的光栅为高速高冲击激光干涉测试系统的合作光栅，长方形孔的存在，避免入射和反射光线的遮挡；

所述缓冲管为一圆柱形壳体，缓冲管面向冲击端外套的一端开放，开有圆柱形凹槽，用于安装多层羊毛毡缓冲吸能模块(27)，缓冲管与冲击端外套对接，将砧体(22)闭合在缓冲管内，缓冲管受撞击后，沿炮管轴线方向运动；

所述齿轮箱进退移动装置(12)包括摇杆、传动齿轮组件、锥齿轮转向组件、梯形丝杆(11)，梯形丝杆(11)的一端与缓冲管连接，通过转动摇杆，带动多级齿轮转动，齿轮转动带动梯形丝杆(11)伸缩，梯形丝杆(11)伸缩带动缓冲管的前进和后退；缓冲管后退时能够安装和取出砧体(22)，缓冲管前进时能够压紧砧体(22)；

所述弹靶碰撞室位于高低温实验舱(9)内，包括止挡盘(20)、冲击端外套、砧体(22)、衍射光栅、缓冲管；

其特征在于：

所述弹仓装置通过法兰盘与空气炮的压力容器(2)连接；所述弹仓装置包括弹仓(5)、弹仓盖(4)、弹仓盖套筒(3)；弹仓(5)上方开有实验弹丸(18)的入口，入口上有弹仓盖(4)；弹仓盖(4)外面套有可滑动弹仓盖套筒(3)；所述弹仓盖套筒(3)为圆柱状，能够沿炮管滑动，可完全覆盖弹仓盖(4)；

所述实验弹丸(18)为二级阶梯型圆柱状结构，后端圆柱的外径大于前端圆柱外径；后端圆柱底部有一圆柱形凹槽；后端圆柱的前后两端柱面上各有一圈凹槽，凹槽中箍有橡胶圈，无需使用实验弹丸安装座即能够快速加速实验弹丸，简化实验弹丸发射结构。

2.如权利要求1所述的一种极端环境强冲击试验与测试装置，其特征在于：所述炮管主体(6)一端通过箍紧套与炮管首部连接，另一端通过箍紧套与弹靶碰撞室连接；炮管主体(6)内壁光滑，且涂抹润滑油；炮管主体(6)在连接弹靶碰撞室的一端开有多个对称的排气孔(8)；实验弹丸(18)在炮管内高速运动时会压缩炮管内实验弹丸(18)前面的空气，产生高压气体，此高压气体会对高低温实验舱(9)内的砧体(22)造成不必要的扰动，影响试验结果，因此通过在炮管上开多个对称的排气孔(8)泄压，减小或避免高压气体对弹靶碰撞室内的砧体(22)造成不必要的扰动，提升试验精度。

3.如权利要求1所述的一种极端环境强冲击试验与测试装置，其特征在于：所述砧体(22)整体轮廓外形为圆柱体，从中间分为头部和尾部两部分，头部为碰撞端，碰撞端底部有圆柱形凹槽(26)，填充羊毛毡、硅橡胶等柔性缓冲物质；砧体(22)头部的外壁面加工有轴线方向的两个长方形导向键槽(23)，两个键槽在周向上呈90度角分布，与止挡盘(20)通孔内壁加工的两个导向键(21)形成配合，保证砧体(22)沿轴线方向运动，无转动，固定砧体(22)的姿态；砧体(22)尾部为加速度传感器安装端，尾部在竖直方向加工有一贯穿尾部圆柱的方形通孔，在方形通孔形成的台面上加工有多种大小和位置不同的螺纹孔(24)，用于安装方形、圆形、三角形等不同结构类型的加速度计及被测试验件；砧体(22)尾部的左右外壁面在对称方向加工有两段光滑长方形光栅承载平面(25)，用来刻划一体化光栅或者粘贴光栅。