[发明专利]一种砂尘碰撞反弹试验台及试验方法

说明书

本发明公开一种砂尘碰撞反弹试验台，包括气源装置、砂尘加速装置、试验舱、摄像设备；所述砂尘加速装置中采用承载体装载砂尘，承载体中心有凹槽，将砂尘放入凹槽内；将装有砂尘的承载体装入砂尘加速装置管道内，在加速管口安装承载体分离器分离承载体；采用高速气流加速承载体，承载体携带砂尘达到预定速度，经过承载体分离器与砂尘分离，砂尘由于惯性继续射向试验件完成碰撞反弹过程。在加速管道内，砂尘始终位于承载体内不与管壁接触进而保证了砂尘的结构完整性。通过标定储气罐压力与砂尘速度的对应关系能够达到控制砂尘入射速度的目的。

技术领域

本发明涉及砂尘碰撞反弹试验的技术领域，具体涉及一种砂尘碰撞反弹试验台；同时也涉及一种砂尘碰撞反弹试验方法。

背景技术

截止目前，据已公开的文献资料显示，关于砂尘碰撞反弹特性研究十分有限，砂尘及其碎屑的反弹机理还不明晰。要完成砂尘碰撞反弹特性试验研究，面临如下技术难题：第一，如何在使砂尘加速至预定速度的同时保证砂尘结构完整性，尽可能使砂尘避免与管壁发生碰撞。试验用砂是极易破碎的不规则多边形，圆度不同且带有尖角，在管道内与高速气流混合加速时难以保证砂尘不与管壁发生碰撞。第二，如何在不影响正常拍摄的情况下，收集碰撞反弹后的砂尘。在不同入射速度和入射角度下，砂尘碰撞试验件后的反弹方向和反弹速度分布不均，如何能较为全面的收集砂尘以进行反弹特性研究，还没有具体的试验方案和技术设备。第三，如何在砂尘高速运动过程中多平面地捕捉拍摄砂尘碰撞反弹轨迹。试验用砂为质地微小的透光砂尘，形貌不规则导致其反弹为三维空间反弹；砂尘反射方向与入射方向不处于同一平面，如何尽可能的在多个平面上拍摄砂尘碰撞反弹过程，且能更便捷的调节拍摄角度以适应不同入射角度的拍摄过程，现有的技术方案还难以解决这个问题。

故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明提供一种砂尘碰撞反弹试验台。

本发明还提供了一种砂尘碰撞反弹试验方法。

技术方案：为达到上述目的，本发明砂尘碰撞反弹试验台可采用如下技术方案：

一种砂尘碰撞反弹试验台，包括气源装置、砂尘加速装置、试验舱、摄像设备；所述砂尘加速装置包括主管道、位于主管道前端的承载体分离器、位于主管道内的承载体；所述承载体的前端面向内凹设有用以承载砂尘的凹槽；所述主管道与气源装置连通并由气源装置向主管道内供气；承载体分离器同样为一个管道且与所述主管道同轴；所述主管道的内径大于承载体分离器的内径；所述承载体为圆柱形，且承载体的外径大于承载体分离器的内径。

有益效果：本发明将采用承载体装载砂尘，高速气流加速承载体至指定速度的方式，实现加速砂尘的同时使其不与管壁碰撞。承载体中心有凹槽，将砂尘放入凹槽内；将装有砂尘的承载体装入砂尘加速装置管道内，在加速管口安装承载体分离器分离承载体；采用高速气流加速承载体，承载体携带砂尘达到预定速度，经过承载体分离器与砂尘分离，砂尘由于惯性继续射向试验件完成碰撞反弹过程。在加速管道内，砂尘始终位于承载体内不与管壁接触进而保证了砂尘的结构完整性。通过标定储气罐压力与砂尘速度的对应关系能够达到控制砂尘入射速度的目的。

进一步的，所述主管道的尾端外壁面设有开口及位于开口上用以打开和关闭开口的滑块，所述承载体自开口放入主管道中。

进一步的，所述主管道与承载体分离器连接处设有开槽，所述承载体自开槽自主管道取出。

进一步的，所述试验舱中设有试验件夹具，所述试验件夹具包括底座、夹板、位于夹板两侧的支架；所述夹板的底部铰接在底座上，夹板通过铰接改变翻转的角度，所述支架的内侧面为弧形而形成拍摄空间；所述支架上设有若干开口，且该若干开孔以曲线排列，所述夹板侧面设有插入开口内的销或螺栓，通过插入不同位置的开口以使夹板在某个翻转角度的固定；所述夹板面对承载体分离器的出口。