[发明专利]用于材料动态性能实验的气动子弹发射缸

说明书

技术领域

本发明涉及材料性能测试领域，尤其涉及材料的动态性能测试，具体地说涉及一种用于材料动态性能实验的气动子弹发射缸。 

背景技术

为了研究材料的动态物理力学性质，1946年美国人研制了第一门利用轻气体作发射的气体炮，以后，轻质气体为工作介质的各种类型轻气炮装置相继问世。并广泛用于研究金属、岩石、绝缘材料及其它有关材料的动态物理力学性质，包括高压状态方程、材料破坏性准则、弹塑性本构关系、绝缘材料的导电率等不同材料中冲击波和应力波的传播等特性。 

轻气炮实验技术是应材料动力学发展的需求在上世纪五十年代后期迅速普及的一种强动载力学实验设备，除小部分用于外弹道实验外，主要是通过平头弹撞击实现材料一维应变的高速加载实验。现有的动态材料性能测试装置从动力源来分，有以轻气为动力的轻气炮和以火药为动力源的滑膛炮，采用压缩气炮与用火药驱动的滑膛炮相比具有以下的优点： 

(1)轻气炮没有火药炮的噪声干扰和废气污染，便于在室内应用，因而可以使用更为完善的测量技术，同时可以提高工作效率； 

(2)压缩气炮是以调节驱动气压改变弹速的，它连续可调，重复性好，对于需要精确对比的实验是很重要的； 

(3)在须要考察弹内零部件(比如引信、炸药)生存性和进行弹内测量(比如加速度、应变)的实验中，火药炮的高压高温驱动气体和极高的发射加速度对实验的成功构成了严重威胁，而压缩气炮的麻烦就少得多。 

目前存在问题是：现有的轻气炮结构复杂，运行效率低，实验成本高，而且实验中通过一个移动的实体活塞来控制发射，开启锥阀发射子弹有明显的延迟现象，主要原因一方面是发射缸内的控制气室偏大，室内气体压力降低需要一定时间，另一方面实体活塞的重量大，在活塞两侧面压差较小时，活塞移动困难导致不能正常发射子弹。 

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、稳定可靠、运行效率高和实验成 本低的用于材料动态性能实验的气动子弹发射缸。 

其技术方案是：一种用于材料动态性能实验的气动子弹发射缸，包括由左、右端盖和缸体构成的发射缸以及弹管，其特征在于：发射缸的缸体内由中间透盖分隔为左、右两个发射气腔室，中间透盖的切面呈侧倒的“T”型，其分隔的端面为与发射气腔室直径相匹配的圆盘状，其上开设有由球阀控制的透孔，中间设有气管；左端盖内开设的圆孔与端面呈圆盘状的中间透盖的气管一端之间安装有空心阀杆，空心阀杆由两截不同直径的空心杆构成变截面的结构；空心阀杆的一端为楔形，与中间透盖的气管一端相邻，空心阀杆的另一端内安装有塞块，并置于固定在左端盖上的后端盖内开设的控制气腔室内；左发射气腔室开设有气体注入孔；中间透盖的气管另一端置于右端盖内开设的圆孔内，并与固定在右端盖上的法兰上的气管相通；弹管通过螺纹连接在法兰的气管内；所述的后端盖、左端盖、缸体、空心阀杆、中间透盖、右端盖、法兰和弹管的中心轴线在同一轴线上。 

上述的空心阀杆由两截不同直径的空心杆构成变截面的结构。 

其技术效果是：本发明的气动子弹发射缸，由于在发射缸内设有控制气腔室和发射气腔室，两气室分别通过控制系统与高压气瓶相连，来实现对子弹的发射，并将发射气腔室设为左右两个气腔室，故可以根据发射子弹的速度要求，注入不同体积的发射气体，当对子弹发射速度要求较高时，则可通过双气腔室以保证发射气体的体积要求，反之，当对子弹发射速度要求较低时，则可通过球阀关闭一个发射气腔室，这样，能够节约气体和注气时间；同时，将阀杆设计成空心结构，大大的减轻了阀杆自身的重量，提高了阀杆滑动的灵活性；通过阀杆变截面的结构设计，保证了阀杆在两个气室内受压的面积差，改善了阀杆的受力状况；另外，本发明的发射缸结构简单，稳定可靠，调试使用方便，制造和维护成本低，既可以直接发射子弹进行材料动态压缩实验，又可以方便的将弹管换成高压气管，直接接入动态拉伸实验装置，实现一缸多用。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图； 

图2是中间透盖的结构示意图； 

图3是阀杆的结构示意图。 

具体实施方式