板狀熱防護材料的高溫撞擊實驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開一種板狀熱防護材料的高溫撞擊實驗裝置，包括試驗板、兩個銅電極、兩個絕緣板、絕緣底座橫梁、三個防護板和六根絲杠，每個銅電極的一側開有凹槽，試驗板的兩端分別插入到兩個銅電極的凹槽內，每個銅電極底部與一個絕緣板固定連接，絕緣底座橫梁上開有滑道，兩個絕緣板安裝在滑道上，第三防護板位于絕緣底座橫梁的后端，第二防護板位于絕緣底座橫梁的前端，第一防護板位于第二防護板的前端，第一防護板和第二防護板上與試驗板相應位置的高度上開有通孔。本發明結構簡單，滿足了高溫環境下測試材料的抗打擊能力的要求，不僅能提供穩定的高溫環境，而且能同時適用兩種實驗方案。
【專利說明】板狀熱防護材料的高溫撞擊實驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種板狀熱防護材料的高溫撞擊實驗裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國飛行器的飛行速度的不斷提升，應用于測試常規飛行器承受碎片撞擊能力的實驗方法已經不適用特殊飛行器。因為飛行器極速飛行時，飛行器外壁與空氣發生劇烈摩擦，導致表面溫度很高，而常規方法只能提供常溫下的碎片撞擊實驗。在飛行器研發過程中，往往需要對碎片與飛行器艙壁在高溫環境下撞擊的力學性能進行評價，這個時候就需要高溫撞擊裝置進行實驗。本發明分別針對兩種撞擊實驗方案而設計，兩種試驗方案的試驗件形狀都是平板狀，區別在于彈丸類型不同，一種彈丸類型是實心大尺寸彈丸，如圖8所示；另一種彈丸類型是散彈彈丸，外部有軟質材料包裹著較多小尺寸的彈丸，如圖9所
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【發明內容】
[0003]本發明提供一種板狀熱防護材料的高溫撞擊實驗裝置，通過電流加熱的方式加熱板狀熱防護材料，為碎片撞擊實驗提供理想的環境溫度。根據不同的實驗需要，中間層防護板可在彈丸入射方向上進行調節，實現不同的散彈撞擊的損傷面積效果。
[0004]本發明采用的技術如下:一種板狀熱防護材料的高溫撞擊實驗裝置，包括試驗板、兩個銅電極、兩個絕緣板、絕緣底座橫梁、三個防護板和六根絲杠，其特征在于:每個銅電極的一側開有凹槽，試驗板的兩端分別插入到兩個銅電極的凹槽內，試驗板插入凹槽的位置的前、后側通過兩個銅塊和螺栓與銅電極固定，每個銅電極底部與一個絕緣板固定連接，絕緣底座橫梁上開有滑道，兩個絕緣板安裝在滑道上，每個銅電極的外側安裝有接線銅柱，銅電極的內部安裝有散熱水管，每個防護板的四個角和中線位置分別開有六個孔，六根絲杠分別穿過這三個防護板上的開孔并與三個防護板螺紋連接，每根絲杠兩兩平行，絕緣底座橫梁與中間位置的兩根絲杠螺紋連接，第三防護板位于絕緣底座橫梁的后端，第二防護板位于絕緣底座橫梁的前端，第一防護板位于第二防護板的前端，第一防護板和第二防護板上與試驗板相應位置的高度上開有通孔。
[0005]本發明還具有如下技術特征:
[0006]1、所述的第二防護板通孔的面積小于試驗板的面積。
[0007]2、當彈丸類型為包裹的散彈時，在第三防護板的通孔上粘接一塊軟質材料薄板，當包裹的散彈擊碎軟質材料薄板時，包裹的彈丸將以散彈形式射向試驗件，這時候通過調節第二防護板在絲杠上的位置，從而實現不同的損傷效果。
[0008]本發明通過電流加熱方法和支架結構結合設計，結構簡單，滿足了高溫環境下測試材料的抗打擊能力的要求，不僅能提供穩定的高溫環境，而且能同時適用兩種實驗方案。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明裝置的加熱單元的立體示意圖；
[0010]圖2是本發明裝置的加熱單元的仰視圖；
[0011]圖3是本發明裝置的加熱單元的后視圖；
[0012]圖4是第一防護板的示意圖；
[0013]圖5是第二防護板的示意圖；
[0014]圖6是第三防護板的示意圖；
[0015]圖7是本發明裝置的立體示意圖；
[0016]圖8是實驗的大尺寸實心彈丸示意圖；
[0017]圖9是實驗的散彈彈丸示意圖；
[0018]圖10是大尺寸實心彈丸撞擊實驗方案示意圖；
[0019]圖11是散彈彈丸撞擊實驗方案示意圖；
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]如圖1-7所示，本實施例公開一種板狀熱防護材料的高溫撞擊實驗裝置，包括試驗板1、兩個銅電極2、兩個絕緣板3、絕緣底座橫梁4、三個防護板5.6.7和六根絲杠8,每個銅電極2的一側開有凹槽9，試驗板I的兩端分別插入到兩個銅電極2的凹槽9內，試驗板I插入凹槽3的位置的前、后側通過兩個銅塊10和螺栓與銅電極2固定，每個銅電極2底部與一個絕緣板3固定連接，絕緣底座橫梁4上開有滑道11，兩個絕緣板3安裝在滑道11上，每個絕緣板3在絕緣底座橫梁4上的位置通過U型卡12和限位卡13固定，每個銅電極2的外側安裝有接線銅柱14，銅電極3的內部安裝有散熱水管15，每個防護板I的四個角和中線位置分別開有六個孔，六根絲杠8分別穿過這三個防護板上5.6.7的開孔并與三個防護板5.6.7通過雙向螺母螺紋連接，每根絲杠8兩兩平行，絕緣底座橫梁4與中間位置的兩根絲杠通過雙向螺母螺紋連接，第三防護板7位于絕緣底座橫梁4的后端，第二防護板6位于絕緣底座橫梁4的前端，第一防護板5位于第二防護板6的前端，第一防護板5和第二防護板6上與試驗板I相應位置的高度上開有通孔。第三防護板選用硬度較大材料制成，防止彈丸擊透試驗件，直接擊傷祀室內壁；第二防護板選用硬度較大材料制成，同時起著支撐和保護的作用，當彈丸類型為散彈時，可以通過調節第二防護板的縱向位置實現彈丸對試驗件的不同損傷面積效果，第二防護板的鏤空處小于試驗板尺寸，既能保證彈丸順利通過也能防止彈丸擊毀電極；當彈丸類型為散彈時，第一防護板的鏤空槽上粘接一塊薄板，當包裹彈丸擊碎這塊材料板的同時，軟質材料破碎，包裹的小尺寸彈丸將以散彈形式射向試驗件，這時候通過調節第二防護板的縱向位置，可以實現不同的損傷效果。
[0022]本發明的實現方式是這樣的，本實驗裝置應用電流加熱方式對試驗件進行加熱處理，當試件表面溫度穩定后，再使用高速彈丸對試驗件進行撞擊，本發明巧妙的將電流加熱方法和支架的靈活性融合到一起。本發明包括兩個整體結構，一個是電流加熱裝置，另一個是支架結構，電流加熱裝置能將試驗件加熱到指定溫度，而支架既可以保證高速彈丸擊中試驗件中心，也可以滿足兩種不同的實驗需求。安裝前，兩個結構是彼此獨立的，使用后也可拆卸存放。安裝時，只需將電流加熱裝置使用螺母固定在絲杠上，將整個實驗裝置放入密閉的靶室內，并針對彈丸射出方向進行調節，以保證高速彈丸擊中中心位置。在使用時，先啟動水冷裝置，然后通入電流，當試件溫度達到指定溫度后，發射高速彈丸對試驗件進行撞擊。
[0023]實施例2
[0024]第一種實驗方案選用大尺寸實心彈丸，本方案的實驗演示如圖10所示。當試驗件加熱到實驗溫度后，h時刻，大尺寸實心彈丸由圖中所示方向射入，t2、t3時刻彈丸分別穿過第三層防護板和第二層防護板撞擊試驗件，完成高溫下大尺寸彈丸的撞擊實驗。
[0025]實施例3
[0026]第二種實驗方案選用散彈彈丸類型，本發明裝置的實驗演示如圖11所示。當試驗件加熱到實驗溫度后，h時刻，由軟質易碎材料包裹多個小尺寸彈丸射向試驗件。&時亥IJ，彈丸碰撞第一層防護板上粘結的薄板時，包裹彈丸的軟質材料破碎，小尺寸彈丸將以散彈形式撞擊試驗件。t3時刻，通過調節第二層防護板的縱向位置，擋住撞擊目標窗口外的彈丸，以有效保護夾持試件的電極，從而實現利用散射彈丸對試驗件進行區域性隨機高速撞擊的模擬。
【權利要求】
1.一種板狀熱防護材料的高溫撞擊實驗裝置，包括試驗板、兩個銅電極、兩個絕緣板、絕緣底座橫梁、三個防護板和六根絲杠，其特征在于:每個銅電極的一側開有凹槽，試驗板的兩端分別插入到兩個銅電極的凹槽內，試驗板插入凹槽的位置的前、后側通過兩個銅塊和螺栓與銅電極固定，每個銅電極底部與一個絕緣板固定連接，絕緣底座橫梁上開有滑道，兩個絕緣板安裝在滑道上，每個銅電極的外側安裝有接線銅柱，銅電極的內部安裝有散熱水管，每個防護板的四個角和中線位置分別開有六個孔，六根絲杠分別穿過這三個防護板上的開孔并與三個防護板螺紋連接，每根絲杠兩兩平行，絕緣底座橫梁與中間位置的兩根絲杠螺紋連接，第三防護板位于絕緣底座橫梁的后端，第二防護板位于絕緣底座橫梁的前端，第一防護板位于第二防護板的前端，第一防護板和第二防護板上與試驗板相應位置的聞度上開有通孔。
2.根據權利要求1所述的一種板狀熱防護材料的高溫撞擊實驗裝置，其特征在于:所述的第二防護板通孔的面積小于試驗板的面積。
3.根據權利要求1所述的一種板狀熱防護材料的高溫撞擊實驗裝置，其特征在于:當彈丸類型為包裹的散彈時，在第一防護板的通孔上粘接一塊軟質材料薄板，當包裹的散彈擊碎軟質材料薄板時，包裹的彈丸將以散彈形式射向試驗件，通過調節第二防護板在絲杠上的位置，從而實現不同的損傷效果。
【文檔編號】G01N3/00GK104458399SQ201410720104
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月24日 優先權日:2014年11月24日
【發明者】解維華, 王利彬, 孟松鶴, 牛家宏, 金華 申請人:哈爾濱工業大學