[发明专利]基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置

说明书

本发明公开了一种基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置，包括一个上部中空的底座，底座上方通过第一固连结构固定连接有震荡体，在震荡体下方通过第二固连结构固定连接有待测器件，在震荡体外侧有加载源。本发明可以通过改变加载源的加载强度调整入射应力波的强度，改变进入待测器件的透射应力波的强度，从而调整待测器件的过载水平。

技术领域

本发明涉及一种高过载加载装置，具体涉及一种基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置。

背景技术

随着钻地弹等侵彻类武器的广泛应用，对弹体内部引信、火工品、装药等关键部件的抗过载性能提出了较高的要求，如果上述部件在侵彻过程中发生变形、损伤从而导致功能失效，有可能导致整个武器系统的失效。因此，关键部件抗过载性能是决定武器系统作用成败的关键所在。

目前，常用的高过载加载技术有82mm火炮、85mm火炮、156mm火炮、平衡炮以及火箭撬等外场试验技术，这些试验技术存在周期长、成本高等共性问题，因此难以大量应用。Hopkinson杆、马歇特锤击、落锤等模拟加载技术，虽然试验周期和成本都能大幅下降，但是存在过载持续时间较短或者峰值加速度较低的问题，其作用效果与真实的侵彻环境还存在一定差距。发明人也曾提出一种猛炸药作用下基于应力波多次反射的高过载加载技术，但是存在结构复杂，而且加速度衰减较快的缺点。

因此发展一种成本较低、周期较短而且综合作用效果能够与真实侵彻环境接近的新型高过载技术，有比较重要的工程应用前景。

发明内容

为了提升抗高过载产品的研发能力，本发明提供了一种基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于应力波透射加载下结构振动的高过载加载装置，包括一个上部中空的底座，底座上方通过第一固连结构固定连接有震荡体，在震荡体下方通过第二固连结构固定连接有待测器件。在震荡体外侧有加载源。

更进一步的方案是：

所述震荡体为圆柱体、长方体或者梁结构。

更进一步的方案是：

所述加载源为炸药爆轰产生的高速、高压爆轰产物，或者是高速飞行的飞片。

更进一步的方案是：

所述震荡体为直径100mm、厚度20mm的圆柱体，材料为7075铝合金。

更进一步的方案是：

所述底座材料为不锈钢。

更进一步的方案是：

所述第一固连结构和第二固连结构为环向排布的螺柱。

更进一步的方案是：

所述高速飞行的飞片速度为50m/s。

更进一步的方案是：

所述待测器件为直径12mm，厚度3mm的圆柱体，材料为钛合金。

本发明的作用原理是：当加载源(炸药爆轰产物或者高速飞片)碰撞作用于震荡体，在震荡体中产生压缩应力波，压缩应力波传播到第二固连结构位置时，通过第二固连结构或者接触界面透射进入待测器件，诱发待测器件的高频振动，振动过程中在其内部产生复杂的应力波传播和高应变率加载，形成类似于侵彻过程的过载环境。

本发明的有益效果是，本发明可以通过改变加载源的加载强度(如高速飞片的速度和飞片材料等)调整入射应力波的强度，改变进入待测器件的透射应力波的强度，从而调整待测器件的过载水平。主要有以下优势：

1)成本低：由于该技术所有材料均可以采用不锈钢、铝等常见的材料，成本可降至数千元，为大量重复使用奠定了基础；