[发明专利]一种巴西试验过程炸药缺陷生成测试方法

说明书

本发明提供了一种巴西试验过程炸药缺陷生成测试方法，该方法布置光源、高速摄影机和声发射仪，巴西试验过程炸药缺陷生成测试结果由三种类型数据组成，三种类型数据包括同一起始时间下的微缺陷‑时间曲线、应力‑时间曲线以及炸药药柱的端面形貌‑时间关系；通过三种类型数据获得时刻A、时刻B、时刻C和时刻D的参数以及炸药药柱力学失效的力学强度，从而获得巴西试验过程炸药药柱缺陷生成参数。本发明的方法能获取炸药药柱内部的缺陷参数。声发射通过接收和分析材料的声发射信号来评定材料性能和结构完整性的无损检测方法，能够有效获得炸药药柱内部的微缺陷的生成过程。

技术领域

本发明属于炸药装药损伤特性测试领域，涉及巴西试验，具体涉及一种巴西试验过程炸药缺陷生成测试方法。

背景技术

混合炸药是一类既具有高爆炸性能又具有低感度的含能材料，在各类武器中使用广泛，由于混合炸药在生产、运输和使用过程中会意外起爆，因此其安全性研究广受关注。混合炸药的损伤破坏力学响应是发生意外爆炸的起因，损伤的存在使炸药力学性能劣化，导致材料破坏甚至敏化形成“热点”。一般情况下，由于混合炸药的压缩强度大于拉伸强度，炸药在拉伸应力作用下更容易发生断裂破坏，脆性裂纹尖端释放的机械能可能会导致局部加热升温，或产生新的表面引起摩擦，这些都可能引发点火反应，造成意外起爆。因此，研究混合炸药的拉伸断裂损伤特性也是混合炸药安全性研究的重要内容之一。巴西试验是常用的混合炸药拉伸强度测试手段，具有有效性和实用性，巴西试验过程中混合炸药的拉伸断裂损伤特性测试对于炸药的应用可靠性和安全性均具有重要意义。

国内提出采用高速摄影技术记录巴西试验过程，拍摄幅频为3000s-1(李俊玲等，爆炸与冲击，2011，31(6)：624-629.)，该方法采用巴西试验作为间接拉伸加载手段，研究了PBX炸药试样拉伸作用下的断裂损伤特性，采用高速摄影获得了试样的破坏过程，能在一定程度上反映巴西试验过程药柱的损伤特性。但是该方法存在以下缺点：

第一，受高速摄像的测试特点的限制，只能获取炸药药柱端面的损伤特性和宏观缺陷生成过程，不能有效表征药柱内部缺陷参数。

第二，获取的参数有限，不能深入指导混合炸药的拉伸断裂损伤特性研究。药柱内部微缺陷的产生、微缺陷的累积和内部宏观缺陷的生成以及扩展到端面形成宏观缺陷的整个过程无法描述。

因此，急需发展巴西试验过程炸药药柱损伤特性测试方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种巴西试验过程炸药缺陷生成测试方法，解决现有技术中巴西试验无法获取细微缺陷生成过程以及获取参数不全面的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种巴西试验过程炸药缺陷生成测试方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，采用万能试验机进行炸药药柱准静态下的巴西试验，分别在万能试验机的1.5米处、2米和3米处处布置光源、高速摄影机和声发射仪，高速摄影机正对万能试验机的测试炸药药柱端面；光源和样品角度与高速摄影机与样品角度存在夹角；

步骤二，准备炸药药柱，将炸药药柱的圆弧面放置于万能试验机的样品台上，炸药药柱的端面与样品台呈90°夹角且正对高速摄影机的镜头；将声发射仪的声发射传感器用透明胶带黏附在炸药药柱的圆弧面上；

步骤三，设置测试仪器参数，万能试验机采用控制速度方式加载，加载速度为0.2mm·min^-1；高速摄影的检测频率为50帧/秒；声发射仪的采样频率为10MHz；

步骤四，同步启动万能试验机的加载动作和高速摄影机、声发射仪的检测动作，并开始计时，记录炸药药柱缺陷生成参数，直至炸药药柱端面出现宏观裂纹，停止万能试验机的加载、高速摄影机和声发射仪的测试；