[发明专利]基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置及系统

说明书

本发明属于高速水射流载荷实验技术领域，具体涉及基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置及系统。本发明的高速水射流发生装置可以稳定安全生成高速水射流，霍普金森杆测量元件的轴向、径向定位夹持装置确保了霍普金森杆测量元件在安装、调试和测量阶段的精确稳定定位。本发明以霍普金森杆作为测量元件实现了高速水射流冲击壁面的冲击载荷的精确测量，霍普金森杆测量元件加工材料为合金钢或铝合金，加工方便、成本极低、强度高、量程大，满足高速冲击水射流载荷的精确测量。本发明主要用于生成高速冲击靶板壁面的水射流并测量射流高速冲击载荷。

技术领域

本发明属于高速水射流载荷实验技术领域，具体涉及基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置及系统。

背景技术

水中兵器近场水下爆炸条件下舰船结构可能出现破口，舰艇内部的设备和结构在水下爆炸冲击波及爆轰产物驱动的水流高速冲击下会产生严重的破坏，因此开展高速水射流冲击载荷的研究很有必要。

高速水射流载荷前期的水锤载荷具有脉宽极短，峰值极高等特点，对压力传感器有着很高的技术指标要求：传感器必须具有极高的频率响应、极短的响应时间、极大的量程和极高的采样率，当前常用的压电式、压阻式壁压传感器难以满足高速水射流载荷的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供可以生成高速冲击靶板壁面的水射流，并且实现高速水射流冲击壁面形成冲击载荷的精确测量的一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量装置。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括高速水射流发生装置和霍普金森杆载荷测量装置；所述的霍普金森杆载荷测量装置包括安装筒和靶板；所述的安装筒下端与靶板上端连接；所述的靶板上开设有通孔；所述的安装筒内部设有霍普金森杆测量元件，在安装筒上端设有尾封板，在尾封板上开设有凹槽；所述的霍普金森杆测量元件两侧对称安装有一对应变片，霍普金森杆测量元件的测量端穿过靶板上的通孔与靶板齐平，霍普金森杆测量元件的上端与尾封板开设的凹槽接触；所述的高速水射流发生装置包括射流发生管和安装平台；所述的安装平台与靶板之间通过平台定位柱连接，在安装平台上设有与靶板上的通孔位置对应的安装孔；所述的射流发生管上端穿过安装平台的安装孔，在射流发生管下端设有尾封盖，在尾封盖开有导线孔；所述的射流发生管内部下端设有装药，装药的起爆导线通过尾封盖的导线孔引出。

本发明还可以包括：

所述的安装筒与靶板之间通过连接底座连接；所述的连接底座上端与安装筒下端连接，连接底座下端与靶板上端连接，在连接底座上开设有通孔；所述的连接底座与靶板之间夹放有连接底座密封圈，在连接底座和靶板的通孔处设有霍普金森杆测量元件密封圈；所述的霍普金森杆测量元件的测量端依次穿过连接底座的通孔、霍普金森杆测量元件密封圈和靶板上的通孔。

本发明的目的还在于提供一种基于霍普金森杆的高速水射流发生和载荷测量系统。