[发明专利]曲面边界多角度电火花气泡壁压载荷的实验装置有效

专利信息
申请号: 201911298040.8 申请日: 2019-12-17
公开(公告)号: CN110926748B 公开(公告)日: 2021-07-13
发明(设计)人: 马春龙;史冬岩;崔雄伟;王孟楠;李超;兰众鑫 申请(专利权)人: 哈尔滨工程大学
主分类号: G01M7/08 分类号: G01M7/08;G01M10/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 曲面 边界 角度 电火花 气泡 载荷 实验 装置
【说明书】:

发明提供一种曲面边界多角度电火花气泡壁压载荷的实验装置,包括支架、设置在支架内的实验水箱、设置在支架上端的三坐标控制仪、设置在三坐标控制仪竖直输出端上的电火花底座、设置在电火花底座上的放电针针柱、设置在放电针针柱上的放电针、设置在支架上端面上的横梁、设置在横梁上的多角度安装基座、设置在多角度安装基座内的测杆机构,测杆机构的端部伸入至水箱内,三坐标控制仪竖直输出端也在水箱内,在支架两侧设置有光源和高速摄像机,且光源和高速摄像机相对水箱设置。本发明使用安全,实验效果好,能够为水下极近场电火花气泡对不同坐标下的曲面边界壁压载荷研究。

技术领域

本发明涉及一种曲面边界多角度电火花气泡壁压载荷的实验装置,属于水下爆炸载荷研究实验装置领域。

背景技术

极近场水下爆炸壁压载荷测量历来是水下爆炸,舰船与潜艇抗爆、抗冲击领域重要的研究内容之一。随着水中制导技术的飞快发展,水下兵器直接命中率大幅提高,命中散布直径大幅减小,舰船底部侧面和潜艇侧面遭受水下极近场爆炸概率大大增加。为提高舰艇船底生命力,只有在准确得到水下极近场爆炸对类似船底曲面产生的壁压载荷,才能够有针对性地开展舰艇船底曲面结构设计,以此来增强船底和潜艇的结构强度。另一方面,只有在准确得到水下极近场爆炸对类似船底曲面产生的壁压载荷,才能获取新型水下兵器的威力,从而为兵器威力表征提供基础,为兵器开发指引方向。因此研究水下极近场爆炸对类似船底曲面产生的壁压载荷机理具有非常重要的现实意义。

目前自由场压力测量技术已经较为成熟,而对于水下极近场爆炸对曲面边界产生的壁压以及气泡射流对曲面边界产生的载荷国内外还没有一种有效的测量方法。目前国内外针对水下爆炸极近场爆炸对曲面边界产生的壁压以及气泡射流对曲面边界产生的载荷测量装置还有诸多缺陷。基于材料的压阻、压电特性的水下爆炸对曲面边界产生的壁压载荷测量装置受到量程小,热稳定性差,耐高温性能差等因素的影响,在使用中受到诸多限制。关于该类壁压载荷的测量装置在使用过程中所暴露的易失效、过早失效、记录时间短等报告也常见于公开发表的文献中。

另一方面,火工品的制造和使用受国家严格管控,所以开展以炸药、火药等火工品水下极近场爆炸实验会受到诸多限制,大部分学者并没有机会来开展该类实验,使得水下极近场爆炸壁压载荷测量研究更加困难。

因此,急需开发一种灵敏度高,可重复使用,不以火工品为爆源,能够在普通实验室开展实验的水下爆炸壁压载荷测量实验装置。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种曲面边界多角度电火花气泡壁压载荷的实验装置,其主要特点是结构简单,制造容易,爆源为非火工品爆源,可在普通实验室开展实验研究。为水下极近场爆炸对曲面边界产生的壁压载荷多角度测量研究,壁压载荷特性研究提供实验装置基础。

本发明的目的是这样实现的:包括支架、设置在支架内的实验水箱、设置在支架上端的三坐标控制仪、设置在三坐标控制仪竖直输出端上的电火花底座、设置在电火花底座上的放电针针柱、设置在放电针针柱上的放电针、设置在支架上端面上的横梁、设置在横梁上的多角度安装基座、设置在多角度安装基座内的测杆机构,测杆机构的端部伸入至水箱内,三坐标控制仪竖直输出端也在水箱内,在支架两侧设置有光源和高速摄像机,且光源和高速摄像机相对水箱设置。

本发明还包括这样一些结构特征:

1.所述多角度安装基座包括设置在横梁上的两个工作平台、设置在工作平台上的轴支板、设置在两个轴支板上的中轴、通过坠轴设置在中轴端部上的垂坠和标尺,中轴上设置有两个与轴支板配合的轴支板盖板,中轴中间位置设置有半圆柱槽且与中轴盖板可调节式连接,中轴盖板端面也设置有半圆柱槽。

2.所述测杆机构包括设置在两个半圆柱槽中间的测杆防护筒、设置在测杆防护筒内的测杆、设置在测杆防护筒下端的安装底座、设置在安装底座外的可更换的曲面靶板。测杆的端面与曲面靶板的端面平齐。

3.轴支板和轴支板盖板通过螺纹实现可调节式连接。

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