CN112284599B - 一种量化柔性导爆索输出威力的验收装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种量化柔性导爆索输出威力的验收装置及方法，所述的装置包括铜柱试验件、缓冲底座、金属圆筒、缓冲堵头、金属堵盖；所述的铜柱试验件为中心带有通孔的圆柱形结构，所述的通孔用于穿过柔性导爆索；所述的缓冲底座为圆柱形结构，结构内部周向均布至少四个阶梯孔，阶梯孔中的阶梯大孔用于安装铜柱试验件，阶梯小孔与安装后铜柱试验件的通孔位置大小一致；所述缓冲底座阶梯大孔端面放置带中心通孔的缓冲堵头，金属圆筒套装在缓冲底座和缓冲堵头外，两侧安装金属堵盖；所述的金属堵盖上设置与缓冲底座阶梯孔数量一致的通孔，用于穿过柔性导爆索；所述柔性导爆索的输入端安装***。

Description

一种量化柔性导爆索输出威力的验收装置及方法
技术领域
本发明涉及一种验收装置，适用于量化柔性导爆索的输出威力。
背景技术
柔性导爆索多用于弹(箭)整流罩、级间段、末修舱等部位的线性切割分离，飞机上也多用于座舱盖的破裂分离。柔性导爆索具有安装性能好、适应性强、输出一致性好等优点，在航空航天领域得到广泛应用。传统柔性导爆索的输出威力影响到最终弹(箭)***的分离效果，传统一般采用分离一定厚度的金属板作为判断柔性导爆索是否合格的依据，这种方法只能判断柔性导爆索输出威力的下限，且只能定性判定，不能给出具体的输出威力下限。
中国专利201410539154.8名称为一种柔性导爆索分离装置裕度试验考核方法，该分离装置由分离环、柔性导爆索、保护罩、紧固件、上端框和下端框组成。当柔性导爆索工作时，沿径向输出爆轰能量将分离环削弱槽部位分离，用于验证柔性导爆索的分离性能裕度和结构强度裕度。该种分离装置仅能定量地估算柔性导爆索输出能量，在装置结构强度满足的情况下，柔性导爆索装药量为67％～120％时均能将分离环顺利分离，该装置无法对柔性导爆索输出威力进行定性量化。
中国专利201410526247.7名称为一种柔性导爆索分离装置设计鉴定试验方法，该分离装置采用1:1试验件和平板试验件相结合的方法进行设计鉴定试验。分离装置经历航天飞行器飞行过程中各种环境条件后进行高温、低温和常温发火试验，试验后柔性导爆索顺利将分离装置分离即可判定柔性导爆索正常工作。由于柔性导爆索在经历各种环境时输出威力收到一定影响，而这种分离装置的判定方法无法量化柔性导爆索输出威力受影响程度。
上述专利受装置结构限制，无法定性量化柔性导爆索输出威力，存在以下不足：
(1)柔性导爆索输出威力下限指标不准，传统分离装置的验收指标一般为分离某固定厚度的金属板，柔性导爆索输出威力偏大或者偏小时，其能够分离的金属板的最小厚度是不同的。若采用同一种厚度的金属板进行验收无法衡量其输出威力大小，若采用不同厚度的金属板进行验收则极大地增加了验收数量，且同种产品不同的分离技术状态在许多领域(如航天领域)是不被允许的；
(2)柔性导爆索输出威力上限指标无法确定，只要柔性导爆索输出威力达到临界点，不管药量增大多少均能可靠分离金属板，没有一个具体衡量柔性导爆索输出威力上限的指标；
随着航空航天技术的发展，对柔性导爆索输出威力的一致性要求越来越高。输出威力过小无法满足***的分离需求，输出威力过大则会对周围结构造成过大冲击，这都是不被允许的。传统的柔性导爆索验收装置已不适应当前柔性导爆索精细化设计的发展需要。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种可以量化柔性导爆索的输出威力的验收装置。
本发明解决技术的方案是：一种量化柔性导爆索输出威力的验收装置，包括铜柱试验件、缓冲底座、金属圆筒、缓冲堵头、金属堵盖；
所述的铜柱试验件为中心带有通孔的圆柱形结构，所述的通孔用于穿过柔性导爆索；所述的缓冲底座为圆柱形结构，结构内部周向均布至少四个阶梯孔，阶梯孔中的阶梯大孔用于安装铜柱试验件，阶梯小孔与安装后铜柱试验件的通孔位置大小一致；所述缓冲底座阶梯大孔端面放置带中心通孔的缓冲堵头，金属圆筒套装在缓冲底座和缓冲堵头外，两侧安装金属堵盖；所述的金属堵盖上设置与缓冲底座阶梯孔数量一致的通孔，用于穿过柔性导爆索；所述柔性导爆索的输入端安装***。
优选的，柔性导爆索与铜柱试验件中心通孔的间隙≤0.2mm，与缓冲底座阶梯小孔之间的间隙≤0.2mm。
优选的，所述的缓冲底座和缓冲堵头采用柔性材料。
优选的，所述的缓冲底座用于安装铜柱试验件的阶梯大孔数量≥4。
优选的，所述的用于衡量柔性导爆索输出威力的铜柱试验件材料为紫铜，断裂延伸率≥50％。
优选的，所述的用于衡量柔性导爆索输出威力的铜柱试验件长度为(50～100)mm。
优选的，缓冲底座与缓冲堵头处于相对活动状态，轴向活动间隙范围(0～25)mm，径向活动范围(0～2)mm。
优选的，铜柱试验件与缓冲底座阶梯大孔的间隙为(1～5)mm。
优选的，缓冲底座相邻的阶梯大孔之间最小壁厚≥10mm。
一种量化柔性导爆索输出威力的验收方法，通过下述方式实现：
测量铜柱试验件的内径和外径值；
安装所述的结构关系完成柔性导爆索的安装，并向***中通入电流进行试验；
试验后取出铜柱试验件，清理内外表面残渣后测量铜柱试验件的内径和外径值，计算内径和外径变化量，通过该变化量量化柔性导爆索输出威力大小。
优选的，试验后测量铜柱试验件测量区域的内径和外径值；所述的测量区域为扣除两侧边缘效应区域之外的区域，两侧边缘效应区域不低于整个铜柱试验件长度的20％。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明采用铜柱试验件试验前后内外径变化值为参考指标，可以量化不同药量的柔性导爆索输出威力。与现有的柔性导爆索分离验收装置相比，可以准确的给出一定药量下柔性导爆索的输出威力上限值和下限值，量化了验收指标。
(2)本发明的验收装置部分零组件采用柔性材料，结构简单、易于加工和装配，传统的柔性导爆索分离装置零组件结构复杂、质量大、加工难度大、生产成本较高，与其相比本发明的验收装置重量减轻了80％，成本减少了75％。
(3)本发明可同时进行4根以上的柔性导爆索的验收，与传统柔性导爆索分离装置仅能进行1根或2根柔性导爆索同时验收相比，本发明极大地提高了验收效率。
附图说明
图1为本发明中点处径向剖视图；
图2为本发明轴向沿中心线剖视图；
图3为本发明缓冲底座示意图；
图4为本发明缓冲堵头示意图；
图5为本发明铜柱试验件示意图；
图6为本发明金属堵盖示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
如图1、2、3、4、6所示，本发明一种量化柔性导爆索输出威力的验收装置，包括柔性导爆索1、铜柱试验件2、缓冲底座3、金属圆筒4、缓冲堵头5、金属堵盖6和***7，缓冲底座3结构包括铜柱试验件安装孔8和柔性导爆索安装孔9，缓冲堵头5结构包括输入端安装孔10，铜柱试验件2结构包括边缘效应区域11和测量区域12，金属堵盖6结构包括堵盖安装孔13。柔性导爆索1穿入铜柱试验件2中心孔，并将柔性导爆索1和铜柱试验件2一起放置于缓冲底座3的铜柱试验件安装孔8中，柔性导爆索1通过缓冲底座3底部的柔性导爆索安装孔9穿出；依次将四个带柔性导爆索1的铜柱试验件2安装在缓冲底座3中，柔性导爆索1穿入缓冲底座3底部的柔性导爆索安装孔9并伸出一段距离，将四根柔性导爆索1另一端依次穿入缓冲堵头5的四个圆孔中，并将柔性导爆索1、铜柱试验件2、缓冲底座3和缓冲堵头5一起放入金属圆筒4中；将四根柔性导爆索1两端分别穿过金属堵盖6的堵盖安装孔13，两端各伸出金属堵盖6约50mm，并将四个***7通过胶带粘接在柔性导爆索1输入端上。
试验前测量铜柱试验件2的内径和外径值，试验时向***7通入一定电流，柔性导爆索1工作输出爆轰能量，作用在铜柱试验件2内表面，由于柔性导爆索1与铜柱试验件2的间隙较小(≤0.2mm)，铜柱试验件2沿径向产生的变形较大，缓冲底座3和缓冲堵头5为柔性材料，缓冲作用较强，使柔性导爆索1工作过程中铜柱试验件2不会与周围金属结构产生碰撞而变形，因此内外径变化量显著且均匀。
如图5所示，试验后取出铜柱试验件2，清理内外表面残渣后测量铜柱试验件2内径和外径值，并计算内径和外径变化量。铜柱试验件2试验后结构分为三部分，前后各20％长度为边缘效应区域11，中间60％长度为测量区域12，测量时选取测量区域12进行测量。药量越大的柔性导爆索1输出威力越大，内径和外径变化值越明显，通过内径和外径变化值可以量化柔性导爆索1输出威力大小。
柔性导爆索与铜柱试验件中心通孔的间隙≤0.2mm，与缓冲底座阶梯小孔之间的间隙≤0.2mm，用于减缓爆轰能量衰减；所述的缓冲底座和缓冲堵头采用柔性材料。所述的缓冲底座用于安装铜柱试验件的阶梯大孔数量≥4，同时进行4根以上的柔性导爆索的验收。为了同时满足成型工艺及测量要求，所述的用于衡量柔性导爆索输出威力的铜柱试验件材料为紫铜，断裂延伸率≥50％，长度为(50～100)mm。缓冲底座与缓冲堵盖处于相对活动状态，轴向活动间隙范围(0～25)mm，径向活动范围(0～2)mm，以起缓冲作用以及约束铜柱试验件径向位移。铜柱试验件与缓冲底座阶梯大孔的间隙为(1～5)mm，以约束柔性导爆索的径向位移。缓冲底座相邻的阶梯大孔之间最小壁厚≥10mm，以防止缓冲底座炸裂。
如图1、2所示，缓冲底座3和缓冲堵头5主要作用为缓解柔性导爆索1工作时产生的***冲击，防止铜柱试验件2由于碰撞产生裂纹，金属圆筒4和金属堵盖6主要起固定作用，因此缓冲底座3、金属圆筒4、缓冲堵头5和金属堵盖6均可重复使用。本发明每套重量≤1kg，大部分零件均可重复使用，一次性使用零件重量≤0.2kg，验收数量较多时缓冲底座3、缓冲堵头5和金属堵盖6的孔的数量可以适当增加。
本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。

Claims (11)

1.一种量化柔性导爆索输出威力的验收装置，其特征在于：包括铜柱试验件、缓冲底座、金属圆筒、缓冲堵头、金属堵盖；
所述的铜柱试验件为中心带有通孔的圆柱形结构，所述的通孔用于穿过柔性导爆索；所述的缓冲底座为圆柱形结构，结构内部周向均布至少四个阶梯孔，阶梯孔中的阶梯大孔用于安装铜柱试验件，阶梯小孔与安装后铜柱试验件的通孔位置大小一致；所述缓冲底座阶梯大孔端面放置带中心通孔的缓冲堵头，金属圆筒套装在缓冲底座和缓冲堵头外，两侧安装金属堵盖；所述的金属堵盖上设置与缓冲底座阶梯孔数量一致的通孔，用于穿过柔性导爆索；所述柔性导爆索的输入端安装***。
2.根据权利要求1所述的验收装置，其特征在于：柔性导爆索与铜柱试验件中心通孔的间隙≤0.2mm，与缓冲底座阶梯小孔之间的间隙≤0.2mm。
3.根据权利要求1所述的验收装置，其特征在于：所述的缓冲底座和缓冲堵头采用柔性材料。
4.根据权利要求1所述的验收装置，其特征在于：所述的缓冲底座用于安装铜柱试验件的阶梯大孔数量≥4。
5.根据权利要求1所述的验收装置，其特征在于：所述的用于衡量柔性导爆索输出威力的铜柱试验件材料为紫铜，断裂延伸率≥50％。
6.根据权利要求1所述的验收装置，其特征在于：所述的用于衡量柔性导爆索输出威力的铜柱试验件长度为(50～100)mm。
7.根据权利要求1所述的验收装置，其特征在于：缓冲底座与缓冲堵头处于相对活动状态，轴向活动间隙范围(0～25)mm，径向活动范围(0～2)mm。
8.根据权利要求1所述的验收装置，其特征在于：铜柱试验件与缓冲底座阶梯大孔的间隙为(1～5)mm。
9.根据权利要求1所述的验收装置，其特征在于：缓冲底座相邻的阶梯大孔之间最小壁厚≥10mm。
10.一种量化柔性导爆索输出威力的验收方法，其特征在于通过下述方式实现：
测量铜柱试验件的内径和外径值；
安装权利要求1中所述的验收装置完成柔性导爆索的安装，并向***中通入电流进行试验；
试验后取出铜柱试验件，清理内外表面残渣后测量铜柱试验件的内径和外径值，计算内径和外径变化量，通过该变化量量化柔性导爆索输出威力大小。
11.根据权利要求10所述的验收方法，其特征在于：试验后测量铜柱试验件测量区域的内径和外径值；所述的测量区域为扣除两侧边缘效应区域之外的区域，两侧边缘效应区域不低于整个铜柱试验件长度的20％。
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