[发明专利]一种炸药撞击损伤试验方法

摘要

本申请公开了一种炸药撞击损伤试验装置和方法，基本原理是利用气炮或者电磁炮加速炸药，测量并记录炸药出膛速度，炸药高速撞击刚性靶板，随后通过收集撞击后的炸药进行密闭点火燃烧试验，用炸药燃烧产生的压力变化率峰值代表炸药撞击损伤程度。本申请具有测试结果定量、准确的优势，能够满足绝大多数炸药撞击损伤性能研究要求，能够为新型炸药研制、炸药安全性能评估提供技术保障。

主权项

1.一种炸药撞击损伤试验装置，其特征在于：所述装置包含导轨(1)、滑块(2)、壳体(3)、炸药(4)、车刀(5)、测速靶(6)、回收箱(7)、靶板(8)和燃烧室(9)，所述所炸药撞击损伤试验装置各部件沿着同一条轴线顺序安装，所述导轨(1)横截面为带缺口的圆环形，所述导轨(1)由轨道A(1‑1)和轨道B(1‑2)构成，所述轨道A(1‑1)和轨道B(1‑2)整体为等截面长杆，所述轨道A(1‑1)和轨道B(1‑2)的横截面呈170°～180°夹角扇形，所述轨道A(1‑1)和轨道B(1‑2)对称安装，所述滑块(2)为横截面为圆形的片状金属，位于轨道A(1‑1)和轨道B(1‑2)之间，所述滑块(2)和导轨(1)自由接触，所述壳体(3)为中空圆柱体薄壁结构，所述壳体(3)为非金属材质，所述壳体(3)壁厚1mm～1.5mm，所述壳体(3)一端固定在所述滑块(2)朝着发射方向上的圆面上，所述壳体(3)另一端做了打薄切割，所述滑块(2)和所述壳体(3)整体形成一端开口的筒状结构，所述炸药(4)为圆柱体，所述炸药(4)药量不大于1kg，所述炸药(4)的直径略小于所述壳体(3)的内径，所述炸药(4)的长度等于所述壳体(3)长度的0.9倍～1.0倍，所述炸药(4)装填在所述滑块(2)和所述壳体(3)形成的筒状结构中，所述炸药(4)和所述滑块(2)自由接触，所述车刀(5)为带缺口的圆环形，所述车刀(5)位于所述导轨(1)沿着所述滑块(2)运动方向的一端，所述车刀(5)焊接在所述导轨(1)的内壁上，所述车刀(5)厚度为0.8mm～0.9mm，所述测速靶(6)位于沿着所述滑块(2)运动方向所述导轨(1)的末端，所述测速靶(6)距离导轨(1)末端10cm～15cm，距离所述测速靶(6)0.5m～1.2m位置处安装所述回收箱(7)和靶板(8)，所述回收箱(7)为PMMA材质，所述回收箱(7)整体呈薄壁圆筒结构，所述回收箱(7)壁厚2cm～4cm，所述回收箱(7)内径为所述滑块(2)直径10倍～20倍，所述回收箱(7)两端敞开无端盖，所述回收箱(7)上下分别设有开口A(7‑1)和开口B(7‑2)，其中开口A(7‑1)口径10cm～15cm，开口B(7‑2)口径5cm～8cm，所述靶板(8)为圆柱体，所述靶板(8)厚度不小于0.5m，直径不小于0.8m，所述回收箱(7)固定在所述靶板(8)的圆形端面上，所述燃烧室(9)包含端盖(9‑1)、筒体(9‑2)、药粉(9‑3)、压力传感器(9‑4)、数据线(9‑5)、数据采集器(9‑6)、计算机(9‑7)、点火头(9‑8)、导线(9‑9)、接线柱(9‑10)、起爆线(9‑11)和起爆器(9‑12)，所述端盖(9‑1)为圆台形，所述筒体(9‑2)为上端开口的厚壁容器，所述端盖(9‑1)和筒体(9‑2)构成了一个上端带端盖(9‑1)的密闭容器，所述接线柱(9‑10)和所述压力传感器(9‑4)安装在所述端盖(9‑1)上，所述接线柱(9‑10)为导电金属棒，联通端盖(9‑1)两个端面，所述压力传感器(9‑4)联通端盖(9‑1)两个端面，所述压力传感器(9‑4)敏感面和所述端盖(9‑1)位于密闭容器中的内表面平行，所述数据线(9‑5)一端连接压力传感器(9‑4)，所述数据线(9‑5)另一端连接数据采集器(9‑6)，所述数据采集器(9‑6)连接计算机(9‑7)，所述药粉(9‑3)放置在筒体(9‑2)内，所述点火头(9‑8)和导线(9‑9)位于筒体(9‑2)内，所述点火头(9‑8)连接导线(9‑9)一端，所述导线(9‑9)另一端连接接线柱(9‑10)，所述接线柱(9‑10)、起爆线(9‑11)和起爆器(9‑12)位于密闭容器外部，所述起爆线(9‑11)一端连接接线柱(9‑10)，所述起爆线(9‑11)另一端连接起爆器；利用该装置进行测量的试验方法，包括如下步骤：步骤一、控制环境温度不大于30℃，相对空气湿度不大于50％；步骤二、将所述滑块(2)和壳体(3)利用双面胶粘接在一起，然后所述炸药(4)放入所述壳体中，滑块(2)、壳体(3)和炸药(4)整体放到导轨(1)中间的空腔中；步骤三、利用气炮或者电磁炮加速滑块(2)、壳体(3)和炸药(4)组成的部件；步骤四、滑块(2)、壳体(3)和炸药(4)整体运动到所述车刀(5)位置处，受到次口径车刀(5)的强力剪切作用，滑块(2)和壳体(3)迅速减速并和所述炸药(4)分离，测速靶(6)测量炸药(4)运动速度；步骤五、炸药(4)穿过测速靶(6)进入所述回收箱(7)，最终炸药(4)撞击到所述靶板(8)上，炸药(4)经过撞击之后发生破碎，并且炸药(4)可能存在少量的反应，炸药(4)变成药粉(9‑3)，此时将回收箱(7)开口A(7‑1)打开，用毛刷将药粉(9‑3)刷到开口B(7‑2)附近；步骤六、将所述筒体(9‑2)放置到所述开口B(7‑2)正下方，打开开口B(7‑2)，将药粉(9‑3)全部通过开口B(7‑2)扫入所述筒体(9‑2)中，然后将筒体(9‑2)移除，将所述压力传感器(9‑4)、数据线(9‑5)、数据采集器(9‑6)、计算机(9‑7)、点火头(9‑8)、导线(9‑9)、接线柱(9‑10)、起爆线(9‑11)和起爆器(9‑12)连接完毕，盖上端盖((9‑1))；步骤七、用起爆器(9‑12)点燃点火头(9‑8)，点火头(9‑8)引燃药粉(9‑3)，压力传感器(9‑4)获取密闭容器内部压力历程p(t)，数据通过数据采集器(9‑6)存储到计算机(9‑7)，将p(t)对时间求导数得到dp/dt，dp/dt曲线的最大值(dp/dt)_max越大代表炸药(4)撞击损伤越严重。