[发明专利]含能复合材料固化应力横纵波调控装置

说明书

本申请涉及含能复合材料研究技术领域，尤其涉及一种关于含能复合材料固化的应力横纵波调控装置。该应力横纵波调控装置包括内装有待固化的含能复合材料的固化容器；及垂直入射至所述固化容器的垂直式激励器，和多个环绕所述垂直式激励器设置的斜入射至所述固化容器的斜入式激励器，其倾斜角介于第一临界角和第二临界角之间。通过入射横纵波，对内的径向残余应力和轴向残余应力均进行消减及均化，以提高含能复合材料固化的稳定性及力学性能。

技术领域

本申请涉及含能复合材料研究技术领域，尤其涉及一种关于含能复合材料固化的应力横纵波调控装置。

背景技术

推进剂、PBX炸药等含能复合材料的固化稳定性在应用中要求越来越高。例如，推进剂作为航天重要燃料，随着航天工业在经济发展中作用的日益显著，工程应用中对航天工业安全的要求越来越高，对推进剂的力学性能及稳定性的要求也越来越高。推进剂残余应力的存在，会直接导致推进剂药柱出现裂纹，诱发开裂等现象，这会直接威胁航天器材的运行安全。因此，需要进一步研究消减及均化推进剂、PBX炸药等含能复合材料内部的残余应力，以提高其固化稳定性，提高在应用中的安全性。

现有技术中，申请公布号为CN109797279A、发明名称为“敞开式高能声束消减推进剂固化残余应力装置”的发明专利申请中，公开了敞开式固化容器、高能声束换能器及紧固装置三者的中心轴重合设置，这种设置下的高能声束为纵波，按纵波质点波动方向的特点，纵波主要对轴向残余应力的进行作用，但是，引起变形脱粘的是径向残余应力，故现有技术的残余应力的消减及均化效果有待提高。

发明内容

本申请提供了一种关于含能复合材料固化的应力横纵波调控装置，通过入射横纵波，对内的径向残余应力和轴向残余应力均进行消减及均化，以提高含能复合材料固化的稳定性及力学性能。

本申请提供了一种关于含能复合材料固化的应力横纵波调控装置，包括：

内装有待固化的含能复合材料的固化容器；及

垂直入射至所述固化容器的垂直式激励器，和

多个环绕所述垂直式激励器设置的斜入射至所述固化容器的斜入式激励器，其倾斜角介于第一临界角和第二临界角之间。

与现有技术相比，本申请所提供的应力横纵波调控装置包括垂直入射至固化容器的垂直式激励器和斜入射至固化容器的斜入式激励器，且倾斜角介于第一临界角和第二临界角之间，在固化容器内的待固化的含能复合材料进行由胶态至固态的固化过程中，垂直入射到含能复合材料内的应力超声波主要为纵波，主要起到对其轴向残余应力的消减及均化效应，而以介于第一临界角和第二临界角之间的倾斜角入射到含能复合材料内的应力超声波同时具有纵波和横波，可以同时对其轴向残余应力和径向残余应力进行消减及均化，实现对含能复合材料的多向残余应力的调控，增强其固体颗粒的均匀性，提高含能复合材料固化的力学性能和稳定性。并且，该斜入式激励器具有多个，且环绕该垂直式激励器设置，使固化容器内具有多相混合物介质的含能复合材料粒子质点受控于该横波及纵波，做类似于三维椭圆体轨迹的运动，这样可以进一步实现对含能复合材料内部任意方向的残余应力的消减及均化，进一步增强其颗粒均匀性，提高含能复合材料固化的力学性能和稳定性。

进一步的，所述垂直式激励器的发射端和多个所述斜入式激励器的发射端合体为一体式发射端。

这样与只是设有多个激励器分别插入至固化容器的方案相比，可以进一步的缩小声界面，减小声衰减以及提高能量的传递效率。

进一步的，所述一体式发射端具有垂直入射的第一声楔块和斜入射的第二声楔块，

所述第一声楔块与所述垂直式激励器的发射端对应耦合连接，所述第二声楔块与所述斜入式激励器的发射端对应耦合连接。

这种具体设置方式可以简单直接高效的实现多个激励器发射端一体化。