CN109387124A - 一种机械火工品针刺感度测试方法 - Google Patents

一种机械火工品针刺感度测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机械火工品针刺感度的测试方法。该方法是将带有标准击针的机械火工品试样放在分离型霍普金森压杆装置的试样位置，由子弹撞击输入杆产生入射波，当输入杆中的应力波达到火工品试样的接触面时，因为波阻抗不匹配，一部分应力波被反射，形成反射波；另一部分进入火工品，且在输出杆中形成透射波。当作用于火工品上的能量达到发火阈值时，火工品发生作用(燃烧或***)。在输入杆上可以得到入射波和反射波曲线，在输出杆可以得到火工品发火时点。根据测量得到的入射波能量和反射波能量，即可计算得到消耗在火工品中的发火能量。该发火能量受其它因素影响小，具有绝对针刺感度的意义。本发明实现了单个机械火工品针刺感度的计量检测。

Description

一种机械火工品针刺感度测试方法
技术领域
本发明涉及火工品感度检测技术方法，特别涉及机械火工品针刺感度的测试方法。
背景技术
火工品(initiating explosive devices)，又称火具，在战略导弹、核武器及航空航天***、常规弹药等军事工程中广泛应用。火工品质量是否达到规定标准，必须对其安全性和可靠性进行试验及数据分析才能进行验证或评估。而火工品感度是其安全性和可靠性的重要指标，目前，对于机械火工品针刺感度，只能是用落锤仪或落球仪检测单个火工品在一定冲击能量下是否发火，通过大批量火工品得到发火率曲线，以此作为判断该批火工品的感度标准；且该发火率曲线受到起始试验点和试验步长的影响。可见，这种试验方法需要样本量大、工作强度高，无法得到具有绝对数值意义的发火感度，尤其是不能得到单个火工品的针刺感度量值。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有测量机械火工品针刺感度试验方法存在的问题，提供一种能够测量单个机械火工品针刺感度的方法。
本发明测量机械火工品针刺感度的方法，其原理是对火工品试样施加可控的矩形脉冲载荷，直至火工品发火，测量输入的总能量和反射的能量，两者之差即为作用于火工品上的发火能量，即针刺感度。
本发明测量机械火工品针刺感度的技术方案，是将带有标准击针的机械火工品试样放在分离型霍普金森压杆装置的试样位置，由子弹撞击输入杆产生入射波，当输入杆中的应力波达到火工品试样的接触面时，因为波阻抗不匹配，一部分脉冲被反射，形成反射波；另一部分进入并作用于火工品试样，且在输出杆中形成透射波。当作用于火工品上的能量达到发火阈值时，火工品发生作用(燃烧或***)。在输入杆上可以得到入射波载荷曲线和反射波曲线，在输出杆可以得到透射波载荷历史曲线和火工品发火时点。根据能量守恒定律，消耗在火工品中的发火能量应等于至发火时的入射波能量与反射波能量之差，即：
Wed＝Wi-Wr...(1)
式中，Wed是试样消耗的能量；Wi和Wr分别为入射波、反射波携带的能量。
本发明直接测量机械火工品在击针作用下直至发火的全过程所消耗的能量，受其它因素影响较小，具有绝对针刺感度的意义，实现了单个机械火工品针刺感度的计量检测，可以作为机械火工品安全性和可靠性判断的依据。对于批量火工品可以直接得到针刺感度数值分布曲线，样本量少、试验精度高。
附图说明
图1是本发明的一种机械火工品针刺感度测试方法技术方案示意图。
附图中：1子弹、2测速装置、3输入杆、4应变片、5试件、6输出杆、7吸收杆、8超动态应变仪、9瞬态波形存储器、10数据处理***。
图2是测试结果的应变曲线。
附图中：11输入杆应变曲线、12输出杆应变曲线、①入射波、②反射波、③透射波、④火工品作用波形
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
本发明的一个测试***技术方案是基于研究脉冲载荷作用下材料动态力学性能的实验设备分离型霍普金森压杆而衍生的。
火工品感度的测试过程是，子弹(1)在高压气体作用下射出，碰撞输入杆(3)，在输入杆(3)中产生入射应力波①，该应力波在到达输入杆与击针的界面时，由于二者波阻抗不同，一部分进入试件对击针加载，推动击针撞击火工品，另一部分反射回输入杆(3)形成反射波②；进入试件的应力波经过对试件的加载，到达试件与透射杆的界面时，在透射杆中形成透射波③，由于透射应力波很小，在进行测试时，可以忽略不计。经过一定时间的应力波作用，火工品发生燃烧或***，产生一个燃烧或***的扰动应力波④。由于透射杆中透射波幅值很小，火工品作用时的扰动应力波在透射波中比较明显，很容易测量得到火工品的发火时间。
由应力波理论，能量计算公式为：
在弹性范围内，有：
故有：
其中：E0为杆的弹性模量，A0为杆的横截面积，C0为杆内弹性波的速度，τ为火工品发火时点，σ为应力，ε应变。
根据测量得到的应变曲线，由公式(4)即可计算得到该发火工品的针刺感度。

Claims (3)

1.一种机械火工品针刺感度测试方法，对带有标准击针的机械火工品试样施加矩形脉冲载荷，直至火工品发火，测量输入总能量和反射能量，根据能量守恒定律，两者之差即为作用于火工品上的发火能量，即针刺感度。其特征在于，采用可控制、可测量的矩形脉冲载荷作为加载方式。
2.根据权利要求1所述的机械火工品针刺感度测试方法，其特征在于，通过应用栅长不大于3mm的应变片，测量输入载荷的历史曲线。
3.根据权利要求1所述的机械火工品针刺感度测试方法，其特征在于，通过在输出杆中测量火工品发火扰动波形，确定其发火时点。
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