[发明专利]实验室规模防弹测试装置和冲击装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验室规模防弹测试装置和冲击装置，具体地说涉及一种实验室规模防弹测试装置和冲击装置，包括一个提供粘土造型的粘土容器，用于承受未被样本吸收而施加到穿用者身体上的冲击力；安装在粘土容器和冲击头内的测力传感器，用于测量施加到弹头上的冲击力以及未被样本吸收的冲击力。

背景技术

一般而言，冲击试验分为评估材料性能的冲击试验和评估产品的冲击试验。评估材料性能的冲击试验使用材料和产品开发阶段的一个特定样本来评估材料的耐冲击性能，在这种情况下，使用上述试验方法获得的数据来选择材料并决定产品的形状。通常，使用霍普金森杆(Hopkinson bar)来测验高应变率，使用夏比冲击试验装置(Charpy impact testing apparatus)来测验冲击力。除上述试验设备外，还有很多利用重物下落或使用气枪的冲击试验设备。上述试验方法的详见KS试验标准手册(handbooks of KS test standard)或ASTM手册(美国试验与材料协会，American Society for Testing and Materials)。

此外，在产品设计阶段之后的验证阶段中，要对实际成品或产品的某些部件进行一项冲击试验。在此情况下，使用常规下落冲击试验机或产品专用冲击试验机进行冲击试验。通过应变率及应变来验证材料耐受冲击载荷的性能。

在设计防弹背心时，由于传统的冲击试验设备采用的是子弹类似物而不适合用来测量施加到子弹上的冲击力以及施加到样本(防弹背心)上和穿用者身体上的冲击力。而且，美国军用标准-662(MIL-STD-662)、北约标准化协议2920(NATO STANAG 2920)和防弹标准(NIJ)主要并通常用于冲击试验(ballistic tests)。用于冲击试验(ballistic tests)的设备包括弹头发射器、弹头速度测量装置和实验设备支架。但是，传统的冲击试验设备存在一些问题，一是由于传统的冲击试验设备采用真正的子弹头，试验设备的安装成本很高；另外由于要求安全性高，因此安装试验设备和测试冲击性能难度较高。同时，通过研究防弹纺织品的张力、压缩和摩擦特性，对防弹纺织品张力、压缩和摩擦特征和冲击性能之间的关系进行了尝试性调查，但是使用传统的试验设备很难测出实际子弹产生的冲击力。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种实验室规模防弹测试装置和冲击装置，包括一安装在冲击装置的冲击头内部的内置电机，用于驱动弹头旋转，从而重复再现使用防弹标准IIIA(NIJ IIIA)标准中的自由落体方式使子弹射到样本上，并将子弹的动能转化为势能的情况。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种实验室规模防弹测试装置包括：一导向管，用于引导下落弹头的路径；一空气压缩机，用于向枪管内提供空气以加快弹头的初始下落速度；

一固定并发射弹头的枪管，当空气压缩机提供气压时，枪管发射弹头；

一粘土容器(clay container)，用于测量弹头冲击样本时因未被样本吸收的冲击力传递给粘土而导致的粘土形变量；弹头为流线型，弹头具有初始速度时下落，给样本施加冲击力。

本发明的另一个实施例，本发明提供一种实验室规模防弹测试装置，包括：一导向管，用于引导下落冲击装置的路径；一粘土容器，用于测量弹头冲击样本时传递给样本的冲击荷载所导致的形变量；一冲击装置，用于自由下落。

冲击装置包括：具有流线型的弹头，用于冲击样本；多个圆柱形导向块，每个导向块中心均有一个用于穿过中心杆的导向块开口，每个导向块具有多个开孔，开孔位置与多个固定杆相对应，用于固定杆的穿过；多个圆柱形重块，每个重块中心均有一个用于穿过中心杆的重块开口，每个重块具有多个开孔，开孔位置与多个固定杆相对应，用于固定杆的穿过，重块用于控制重量，用于弹头下落时增加弹头的冲击能量；一冲击头与弹头相连；多个固定杆具有长圆柱杆型，穿过重块的重块开孔和导向块的导向块开孔；长圆柱杆型中心杆，中心杆顶部具有一连接环，用于固定冲击装置，用于让冲击装置自由下落，中心杆穿过导向块和重块上的开口，冲击头连接到中心杆底部。

冲击头具有流线型，冲击头内安装有一台内置电机用于驱动弹头的旋转。