CN104266916A - 低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置，解决了目前测量装置测力为间接测量，测量后传感器无法二次标定，试验过程操作复杂等问题，本发明由击杆、受力顶帽、上击柱、试样管、试样、下击柱、压力传感器、击砧组成。本发明对样品受力直接测量，操作过程简单，测量后可对传感器进行校准。本发明可用于低速落锤撞击加载下药柱应力测量，不仅适用于脆性火***柱，也适用于粘弹性火***柱。

Description

低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置

技术领域

本发明属于火***安全性能评估技术领域，涉及一种低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置。

背景技术

测量落锤撞击加载下药柱的应力变化过程，对研究试样的反应状态，药柱的钝感机理都有重要意义。

目前国内外对于落锤撞击过程试样应力变化测量的试验装置，采用的传感器是应变片。测量装置主要由试样套管，击柱，试样，标准钢块，应变片等部件构成，装置测量原理是，试样安装在强约束套管中，试样上下各放置有一个击柱，标准钢块放置在最下面击柱的下方，其中击柱的横截面为圆形，标准钢块的横截面为六边形，在标准钢块的侧面上粘贴有应变片，应变片连接在动态应变放大仪上，动态应变放大仪器连接在高速数据采集仪上，上述试验装置，测得的药柱撞击过程的应力是根据标准钢块上应变片粘贴位置的应变数据计算的。这种装置测得的药柱撞击过程的应力，是计算值，根据材料的弹性模量计算得到；标准钢块受力与药柱实际受力方向不一致；标准钢块与药柱的截面形状及尺寸不一致，标准钢块端面受力不平均，影响压力测量；测量结果和试验者的操作水平有很大关系，如应变片粘贴位置，粘接剂选择，粘贴方向，贴片后的固化技术等，试验后传感器无法二次校准，数据可信度低。上述试验装置，不能准确可靠的测量药柱在低速落锤撞击过程中的应力变化。、

发明内容

为了测量落锤撞击加载下药柱的应力变化过程，本发明提供一种低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置，由击杆、受力顶帽、上击柱、试样管、试样、下击柱、压力传感器、击砧组成；安装时将击砧放置在工作台上，压力传感器的底部放置在击砧的圆形凹槽内；受力顶帽与试样管采用螺纹安装，在安装好受力顶帽的试样管内依次放入上击柱，试样、下击柱，使各对应端面受力接触，上击柱的上端面与受力顶帽的下底面受力接触，上述装配好受力顶帽、上击柱、试样、下击柱的试验管放置在压力传感器上，所述下击柱底面有一圆形凹槽，传感器受力面与下击柱底面的圆形凹槽面受力接触，下击柱下部有传感器引线孔，使传感器引线孔与压力传感器接线端在同一水平轴线上；将上述装配好的部件放置于落锤的下端，将击杆放入受力顶帽顶部的圆形凹槽内；然后释放落锤，落锤撞击击杆，完成一次低速落锤撞击加载下药柱应力测量试验，所述测量装置中传感器的输出信号经外接的数据采集仪采集并计算。

所述试样直径Φ20mm，高度范围5mm～20mm。除传感器及试样的其它部件，材料选用1Cr18Ni9Ti。

本发明的有益效果体现在以下几个方面。

(1)直接采用测力传感器进行压力测量，不用材料的弹性模量参与计算。

(2)试样底面与传感器敏感面形状及尺寸一致，压力传递稳定。

(3)安装工艺简单，操作环节少，人为影响因素少。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置剖面图。

图2为图1中部件2的主视图及俯视图。

图3为图1中部件6的主视图及俯视图。

图4为图1中部件7的主视图及俯视图。

具体实施方式

图1所示，为低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置剖面图，将击砧8放置在工作台上，压力传感器7的底部放置在击砧8的圆形凹槽内；受力顶帽2与试样管4采用螺纹安装，在安装好受力顶帽2的试样管4内依次放入上击柱3，试样5、下击柱6，使各对应端面受力接触，上击柱3上端面与受力顶帽2下底面受力接触，上述装配好受力顶帽2、上击柱3、试样5、下击柱6的试验管4放置在压力传感器7上，所述下击柱6底面有一圆形凹槽，传感器受力面7-1与下击柱6底面的圆形凹槽面受力接触，下击柱6下部有传感器引线孔6-1，使传感器引线孔6-1与压力传感器7接线端在同一水平轴线上；将上述装配好的部件放置于落锤的下端，将击杆1放入受力顶帽2顶部的圆形凹槽内；然后释放落锤，落锤撞击击杆1，完成一次低速落锤撞击加载下药柱应力测量试验，所述测量装置中传感器7的输出信号经外接的数据采集仪采集并计算。

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

试样选取压装B***，药柱尺寸分别为Φ20×20mm、Φ20×10mm、Φ20×15mm，试验温度23℃、相对湿度52％，30kg落锤，选取落高为300mm，装配方式如具体实施方式所述，试验结果见表1。

表1 不同尺寸B***试验撞击过程所受峰值压力

尺寸	牛顿N	压力上升时间μs	密度，g/cm3
				Φ20×20mm	8687	21	1.686
Φ20×20mm	8062	18	1.687
				Φ20×20mm	8656	20	1.687
Φ20×10mm	13312	20	1.693
				Φ20×10mm	13312	19	1.693
Φ20×10mm	13249	19	1.693
				Φ20×5mm	19061	18	1.680
Φ20×5mm	21249	18	1.678
				Φ20×5mm	20624	20	1.681

Claims (6)

1.一种低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置，其特征在于由击杆(1)、受力顶帽(2)、上击柱(3)、试样管(4)、下击柱(6)、压力传感器(7)、击砧(8)组成；将击砧(8)放置在工作台上，压力传感器(7)的底部放置在击砧(8)的圆形凹槽内；受力顶帽(2)与试样管(4)采用螺纹安装，在试样管(4)内依次有上击柱(3)、试样(5)、下击柱(6)，上击柱(3)上端面与受力顶帽(2)下底面受力接触，试验管(4)放置在压力传感器(7)上，所述下击柱(6)底面有一圆形凹槽，传感器受力面(7-1)与下击柱(6)底面的圆形凹槽面受力接触，下击柱(6)下部有传感器引线孔(6-1)，使传感器引线孔(6-1)与压力传感器(7)接线端在同一水平轴线上；将上述装配好的部件放置于落锤的下端，将击杆(1)位于受力顶帽(2)顶部的圆形凹槽内。 

2.根据权利要求1所述的低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置，其特征在于：所述的试样(5)直径Φ20mm，高度范围5mm～20mm。 

3.根据权利要求2所述的低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置，其特征在于：所述的受力顶帽(2)为横截面为正六边形的柱体，外接圆直径80mm～85mm，下端有φ50mm的螺纹孔，深度10mm～15mm，上端有φ20mm的圆形凹槽，深度5mm～10mm。 

4.根据权利要求3所述的低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置，其特征在于：所述的上击柱(3)为φ20mm圆柱体，高度15mm～20mm。 

5.根据权利要求4所述的低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置，其特征在于：所述的试样击杆(1)、受力顶帽(2)、上击柱(3)、试样管(4)、下击柱(6)、击砧(8)的材料选用1Cr18Ni9Ti。 

6.根据权利要求5所述的低速落锤撞击加载下药柱应力测量装置，其特征在于：所述的压力传感器(7)，敏感面尺寸Φ20mm，量程0～60000N。