[发明专利]一种用于含能材料摩擦点火做功的测量系统及方法

说明书

本发明公开的一种用于含能材料摩擦点火做功的测量系统及方法，属于含能材料测量领域。本发明包括含能材料试样正压力测量系统、摩擦速度测量系统和摩擦装置附件。含能材料试样正压力测量系统用于测量含能材料试样在摩擦滑动过程中实时的正压力。摩擦速度测量系统用于测量含能材料试样在摩擦滑动过程中的实时的滑动速度。摩擦装置附件用于加载含能材料试样摩擦作用。含能材料试样正压力测量系统包括接触力加载轴杆、压力传感器、压力采集器和加压气缸。压力传感器分别与接触力加载轴杆和活塞端头连接。本发明能够得到含能材料试样从发生滑动摩擦到发生点火爆炸的有效摩擦行程，实现含能材料摩擦点火做功安全评估，保证含能材料应用过程中的安全性。

技术领域

本发明涉及一种摩擦做功测量系统及方法，具体涉及一种用于含能材料摩擦点火做功的测量系统及方法，属于含能材料测量领域。

背景技术

摩擦是引发含能材料发生点火爆炸的一个重要机械刺激。在开展含能材料摩擦功热之间的转换以及摩擦热点形成的试验研究中，有必要精确测量含能材料在摩擦试验条件下发生点火爆炸的时间点及摩擦功值。

目前针对含能材料摩擦摩擦感度的测试装置主要有落锤式和摆锤式，其通过落锤或者摆锤在其运动方向对靶板直接施加摩擦驱动力，通过改变落锤高度和质量或者摆锤角度以及和质量来改变摩擦靶板运动速度，通过改变滑板的初始位置以及靶板长度来改变滑动距离，通过改变给试样施加压力的气缸驱动气压来改变接触力大小，通过改变靶板表面粗糙度来改变摩擦系数，从而对不同试验条件下的含能材料摩擦点火进行研究。但现有测试装置中，由于摩擦靶板的滑动行程为预先设定固定值，含能材料在摩擦过程中发生点火爆炸的时刻或位置并不能测出，缺乏有效滑动行程的测量，无法准确获得含能材料摩擦点火做功值。因此，无论是落锤式还是摆锤式含能材料摩擦感度测试仪，在含能材料摩擦功热转换试验研究中，均需采用有效的方式较为准确测量含能材料试样在摩擦刺激下发生点火爆炸时刻及相应的有效摩擦行程。

发明内容

本发明公开的一种用于含能材料摩擦点火做功的测量系统及方法，针对现有测试装置中难于准确测量含能材料试样在摩擦刺激下发生点火爆炸时刻及相应的摩擦功值的技术问题，目的为提供用于摩擦作用下含能材料摩擦点火做功的测量系统及方法，能够得到含能材料试样从发生滑动摩擦到发生点火爆炸的有效摩擦行程。本发明适用于含能材料领域，实现含能材料摩擦点火做功安全评估，进而保证含能材料应用过程中的安全性。

本发明公开的一种用于含能材料摩擦点火做功的测量系统及方法不仅适用于高含能材料，对其他含能材料仍适用。

所述的含能材料指高能量密度材料指密度大于1.9g/cm³，爆速大于9km/s,爆压大于40GPa的含能材料。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种用于含能材料摩擦点火做功的测量系统，主要包括含能材料试样正压力测量系统、摩擦速度测量系统和摩擦装置附件。所述含能材料试样正压力测量系统用于测量含能材料试样在摩擦滑动过程中实时的正压力。所述摩擦速度测量系统用于测量含能材料试样在摩擦滑动过程中的实时的滑动速度。所述摩擦装置附件用于加载含能材料试样摩擦作用。

所述含能材料试样正压力测量系统主要包括接触力加载轴杆、压力传感器、压力采集器和加压气缸。

所述压力传感器的测量量程为加压气缸最大加载压力值的2～3倍，精度优于1％。所述压力传感器分别与接触力加载轴杆和加压气缸的活塞端头连接。

作为优选，为了便于压力传感器和加压气缸活塞端头安装，所述压力传感器优选垫片式压力传感器，为筒形弹性体，将垫片式压力传感器与加压气缸活塞端头连接。

作为优选，为保护垫片式压力传感器在测量过程中不被磨损，并且保证垫片式压力传感器不受偏载，在垫片式压力传感器的两侧安装高硬度的抗磨损垫圈。高硬度的抗磨损垫圈指硬度高于200HV的抗磨损垫圈。