[发明专利]可用于测试含能材料动态力学性能的试验装置

说明书

本发明涉及一种可用于测试含能材料动态力学性能的试验装置，其包括入射杆、透射杆和高速摄影机，以及设置在入射杆和透射杆之间的密闭反应腔室；该入射杆和透射杆的自由端分别从所述密闭反应腔室的两侧延伸入密闭反应腔室内，密闭反应腔室对应于高速摄影机的第一侧壁上设置有，可用于该高速摄影机进行拍摄记录的观察窗。本发明解决了现有试验装置中，因试验过程产生的反应物、碎片等的飞溅，而导致高速摄影机镜头损伤的问题。

技术领域

本发明涉及动态力学性能测试，尤其涉及可用于测试含能材料动态力学性能的试验装置。

背景技术

含能材料的使用环境非常复杂，在生产、加工、运输、贮存、发射、穿靶、破片意外撞击时，均处于不同加载速率、应力状态和温度环境中。在此情况下，含能材料会产生各种孔洞和微裂纹等形式的损伤。因此，研究含能材料的力学性能，特别是在高应变率下的力学性能成为研究的热点。通常，测定高应变率下含能材料力学响应的方法有很多，如气体炮冲击实验法、落锤机械性试验法、伺服液压试验法及SHPB实验法。其中，SHPB实验法是目前最常用的材料动态力学性能研究的常用手段。

参见图1，SHPB实验法的原理是将试样置于两根加载杆(分别称之为入射杆11和透射杆12)之间，然后用撞击杆16以一定速度撞击入射杆11远离试样的一端(即入射端)，并产生一列沿入射杆11向试样方向传播的压缩应力波，当该应力波传播到入射杆11的自由端与试样界面处时，由于试样与加载杆波阻抗的不匹配，一部分波反射会入射杆11形成反射波，另一部分则传给试样，并透过试样传入透射杆12。然后通过分别粘贴在入射杆11和透射杆12上的应变片24可分别采集到入射波、反射波和透射波信号。

众所周知，含能材料动态性能测试实验中，由于含能材料易燃、易爆、易碎等特性，因此，需要高速摄影机来记录试验过程。然而，试验过程中产生的反应物，或者试样爆炸后的碎片、残渣等会飞溅，从而容易对高速摄影机的镜头造成损伤，甚至使得高速摄影机的拍摄方向(或拍摄角度)发生偏离。

有鉴于此，当前亟需一种可用于测试含能材料动态性能的试验装置，其能够保护高速摄影机的镜头。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可用于测试含能材料动态力学性能的试验装置，其能够一定程度上克服或缓解现有试验装置用于含能材料动态力学性能测试中的上述缺陷。

本发明的第一方面提供了一种可用于测试含能材料动态力学性能的试验装置，包括:入射杆、透射杆和高速摄影机，以及设置在所述入射杆和所述透射杆之间的密闭反应腔室；其中，所述入射杆和所述透射杆的自由端分别从所述密闭反应腔室的两侧延伸入所述密闭反应腔室内，所述密闭反应腔室对应于所述高速摄影机的第一侧壁上设置有观察窗。

在本发明的一些实施例中，所述观察窗包括贯穿所述第一侧壁的第一可视窗口，以及用于向所述高速摄影机提供可视视野的透明可视板；其中，所述透明可视板以可拆卸的方式安装在所述第一侧壁上，并覆盖所述第一可视窗口。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述透明可视板以可拆卸的方式嵌入所述第一侧壁上。

在本发明的一些实施例中，所述试验装置还包括：用于将所述透明可视板固定在所述第一侧壁上的挡板；所述挡板以可拆卸的方式安装在所述第一侧壁上，且所述挡板上对应于所述透明可视板/所述第一可视窗口的位置开设有第二可视窗口，使得所述高速摄影机可通过所述第二可视窗口进行拍摄。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述透明可视板采用透明有机玻璃制成。

在本发明的一些实施例中，所述试验装置还包括安装在所述密闭反应腔上，用于采集所述密闭反应腔室内压力数据的压力数据采集设备，和/或用于采集所述密闭反应腔室内温度数据的温度数据采集设备。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述密闭反应腔室包括：顶部开口的反应腔，用于密封所述反应腔的上盖板，其中，所述上盖板以可拆卸的方式安装在所述反应腔顶部开口处。