一種多介質耦合可視加載防護艙組件和使用方法
【專利摘要】本發明涉及一種多介質耦合可視加載防護艙和使用方法，本發明的目的是為解決已有加載艙存在的無法進行氣背、液背及低溫環境下中高速撞擊加載的問題。可調式多介質耦合可視加載防護艙，包括防護外艙、加載內艙、配套夾具；加載內艙置于防護外艙中，可視透明窗口及密封條均與防護外艙相連，配套夾具與防護外艙相連；加載內艙與防護外艙組合使用可實現目標結構受沖擊面單側水背及受沖擊面單側氣背加載；去除加載內艙，使用配套夾具與防護外艙相連可實現目標結構在氣、液環境中的多角度中高速沖擊加載；通過在防護外艙中填充液氮，可實現低溫環境下的相關實驗。本發明能夠在保持原有實驗條件下，增加實驗的加載環境，有效實現多工況的模擬試驗。
【專利說明】
一種多介質耦合可視加載防護艙組件和使用方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種多介質耦合可視加載防護艙組件和使用方法，屬于一種對中高速撞擊加載艙的改進。
【背景技術】
[0002]高速撞擊加載防護艙是“彈體侵蝕”及“艦艇多介質條件下結構防護”研究領域中進行中速及高速撞擊模擬實驗的主要實驗設備，該設備可對目標結構的邊界條件進行約束，同時可對彈體進行回收。現有的加載防護艙，其特點是可對彈體進行回收，但無法實現目標結構的多角度加載，只能對測試結構進行正撞擊。同時，艦艇結構處于氣液多介質耦合環境中，而現有防護艙無法實現氣背、液背、液艙等多環境的模擬加載實驗。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為解決已有加載防護艙無法實現在多介質耦合環境下的多角度入射可視加載問題，提供一種多介質耦合可視加載防護艙。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]—種多介質耦合可視加載防護艙組件，包括防護外艙、加載內艙，防護外艙內部包括一個封閉的實驗空腔A，在防護外艙頂部的壁面上設置有若干用于加注實驗介質的注水孔，在防護外艙底部的壁面上設置有若干用于排出實驗介質的排水孔，注水孔和排水孔上設置有塞塊;在實驗空腔A的軸向一端部設置有一個入射口 A，在所述入射口上固定有一個入射口 A蓋板，在入射口 A蓋板上設置有輕氣炮發射管安裝孔;在防護外艙內部配套有可拆卸式的配套夾具或加載內倉;其中配套夾具包括一個用于固定目標試樣的固定架，所述固定架與防護外艙內壁之間可拆式連接;所述加載內艙包括一個封閉殼體，在封閉殼體內部設置有一個實驗空腔B，實驗空腔B上設置有一個與入射口 A對應的入射口 B。
[0006]作為本發明的進一步改進，所述注水孔為螺紋孔，所述塞塊為螺釘。
[0007]作為本發明的進一步改進，所述固定架包括設置在防護外艙內壁的若干組支座，每組支座包括一個滑動桿和設置在滑動桿兩端的調節支架，調節支架與防護外艙內壁固定連接;所述固定架還包括一個目標試樣夾持架，目標試樣夾持架的邊緣與每組支架的滑動桿固定連接，夾持架可沿滑動桿滑動。
[0008]作為本發明的進一步改進，所述滑動桿為螺桿，在滑動桿上通過螺紋連接有兩組用于夾持試樣支持架的螺母。
[0009]作為本發明的進一步改進，在所述防護外艙的外壁上設置防護外艙可視窗口，在加載內艙上設置有與防護外艙可視窗口對應的加載內艙可視窗口。
[0010]一種多介質耦合可視加載防護艙組件的使用方法，包括方法A和方法B;
[0011]方法A包括如下步驟:
[0012]步驟A-1:將配套夾具安裝到防護外艙內，用螺栓將目標試樣固定到固定架上，將入射口 A蓋板通過螺栓與防護外艙的入射口 A連接，將輕氣炮發射管安裝到防護外艙外側，使得入射口 A的軸線與輕氣炮發射管的軸線同軸，且發射口端部與入射口 A間距小于20mm;
[0013]步驟A-2:通過塞塊將排水孔密封，利用塑料薄膜將防護外艙的入射口密封;通過注水孔向防護外艙中注水直到防護外艙中的空氣完全排出；
[0014]步驟A-3:通過輕氣炮發射管發射彈丸對固定架上的目標試樣進行撞擊。
[0015]方法B包括如下步驟:
[0016]步驟B-1:將加載內艙安裝到防護外艙內，使得入射口B朝向入射口A且與入射口A同軸放置，將入射口 A蓋板通過螺栓與防護外艙的入射口 A連接，將輕氣炮發射管安裝到防護外艙外側，使得入射口 A的軸線與輕氣炮發射管的軸線同軸，且發射口端部與入射口 A的間距小于20mm，將目標試樣通過螺栓安裝到加載內艙與入射口 A相對的面上；
[0017]步驟B-2:通過塞塊將排水孔密封，利用塑料薄膜將將入射口 B密封；
[0018]步驟B-3:在防護外艙內住滿水、在加載內艙內注滿空氣或在防護外艙內注滿空氣、在加載內艙注滿水;通過輕氣炮發射管發射彈丸沿入射口 A的軸線打入防護外倉內部對安裝在加載內艙上的目標試樣進行撞擊，從而實現前水后氣或前氣后水的撞擊實驗。
[0019]作為本發明的進一步改進，所述步驟A-2和步驟B-3還包括通過注水孔在防護外倉內注入低溫介質的步驟。
[0020]作為本發明的進一步改進，所述低溫介質為液氮。
[0021]本發明的有益效果是:
[0022]本發明通過可拆卸的艙體和支架，同時通過對支架的調節，實現空氣中常溫及低溫條件下，不同入射角度的中高速撞擊實驗;實現水下不同入射角度的中高速撞擊實驗;能夠進行前水后氣結構、液艙及前氣后水結構的中高速撞擊實驗。
【附圖說明】
[0023]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明
[0024]圖1是多介質耦合可視加載防護艙連接配套夾具3的主視圖；
[0025]圖2是多介質耦合可視加載防護艙俯視圖；
[0026]圖3是多介質耦合可視加載防護艙的入射口蓋板5的主視圖；
[0027]圖4是加載內艙2的主視圖；
[0028]圖5是加載內艙2的俯視圖；
[0029]圖6是加載內艙2的可視窗口8的主視圖；
[0030]圖7是加載內倉2密封墊9的主視圖；
[0031 ]其中附圖標記為:I防護外艙;2加載內艙;3配套夾具;4-1密封墊A; 4_2密封墊B; 5入射口蓋板;6-1、可視窗口 A ； 6-2可視窗口 B; 7排水孔;8加載內艙可視窗口 ； 9密封墊。
【具體實施方式】
[0032]現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
[0033]本發明為結合圖1-圖7，多介質耦合可視加載防護艙的工作流程(一次完成的實驗):配套夾具3包括設置在防護外艙I內壁的若干組支座，每組支座包括一個滑動桿3-3和設置在滑動桿3-3兩端的調節支架3-1，配套夾具3還包括目標試樣夾持架，目標試樣夾持架與滑動桿3-3固定連接，防護外艙I結合配套夾具3時，用螺栓將測試目標固定在目標試樣夾持架3-2上，將密封墊、防護外艙I可視窗口通過螺栓與防護外艙I連接，為了方便觀察，密封墊和可視窗口分為兩組，分別設置在防護外艙I的對稱兩側壁，分別為密封墊A4-1、密封墊B4-2、可視窗口 A6-1、可視窗口 B6-2，將入射口 A蓋板5通過螺栓與防護外艙I連接。
[0034]將防護外艙I的入射口A與輕氣炮發射管口置于水平，通過輕氣炮發射彈丸對目標結構進行中高速撞擊，至此完成一次實驗。
[0035]通過調節目標試樣夾持架3-2與調節支架3-1間的連接角度，可實現對測試目標的多角度撞擊。通過輔助注水孔7-3注入液氮可完成低溫條件下的實驗測試。
[0036]重復上述連接過程，利用螺栓將排水孔7-1、輔助注水孔7-3和注水孔7-2密封，利用塑料薄膜將防護外艙I的入射口密封。通過注水孔7-2向防護外艙I中注水，直到防護艙中不含空氣，將防護外艙I的入射口與輕氣炮發射管口置于水平，通過輕氣炮發射彈丸完成對目標結構的中高速撞擊，至此完成一次水下撞擊實驗。
[0037]拆除配套夾具3，將測試目標通過螺栓與加載內艙2連接，將加載內艙的可視窗口
8、密封墊9利用螺栓與2的另外兩個側面連接。將安裝完成的加載內艙2水平放置于防護外艙I中，使防護外艙I的入射口面向加載內艙2上連接的測試目標。將密封墊、防護外艙I可視窗口通過螺栓與防護外艙I連接，為了方便觀察，密封墊和可視窗口分為兩組，分別設置在防護外艙I的對稱兩側壁，分別為密封墊A4-1、密封墊B4-2、可視窗口 A6-1、可視窗口 B6-2，將入射口 A蓋板5通過螺栓與防護外艙I連接。將防護外艙I的入射口 B與輕氣炮發射管口置于水平，通過輕氣炮發射彈丸對目標結構進行中高速撞擊，至此完成一次實驗。
[0038]重復上述過程利用螺栓將排水孔7-1和注水孔7-2密封，利用塑料薄膜將防護外艙I的入射口 A密封。通過注水孔7-2向防護外艙I中注水，將防護外艙I的入射口 A與輕氣炮發射管口置于水平，通過輕氣炮發射彈丸完成對目標結構的中高速撞擊，至此完成一次前水后氣結構撞擊實驗。
[0039]重復上述過程利用螺栓將排水孔7-1和注水孔7-2密封。將加載內艙2中注滿水，將防護外艙I的入射口與輕氣炮發射管口置于水平，通過輕氣炮發射彈丸完成對目標結構的中高速撞擊，至此完成一次前水后氣結構或及液艙結構的中高速撞擊實驗。
[0040]以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1.一種多介質耦合可視加載防護艙組件，其特征是:包括防護外艙、加載內艙，防護外艙內部包括一個封閉的實驗空腔A，在防護外艙頂部的壁面上設置有若干用于加注實驗介質的注水孔，在防護外艙底部的壁面上設置有若干用于排出實驗介質的排水孔，注水孔和排水孔上設置有塞塊;在實驗空腔A的軸向一端部設置有一個入射口 A，在所述入射口 A上固定有一個入射口 A蓋板，在入射口 A蓋板上設置有輕氣炮發射管安裝孔;在防護外艙內部配套有可拆卸式的配套夾具或加載內倉;其中配套夾具包括一個用于固定目標試樣的固定架，所述固定架與防護外艙內壁之間可拆式連接;所述加載內艙包括一個封閉殼體，在封閉殼體內部設置有一個實驗空腔B，實驗空腔B上設置有一個與入射口 A對應的入射口 B。2.如權利要求1所述的一種多介質耦合可視加載防護艙組件，其特征是:所述注水孔為螺紋孔，所述塞塊為螺釘。3.如權利要求1所述的一種多介質耦合可視加載防護艙組件，其特征是:所述固定架包括設置在防護外艙內壁的若干組支座，每組支座包括一個滑動桿和設置在滑動桿兩端的調節支架，調節支架與防護外艙內壁固定連接;所述固定架還包括一個目標試樣夾持架，目標試樣夾持架的邊緣與每組支架的滑動桿固定連接，夾持架可沿滑動桿滑動。4.如權利要求3所述的一種多介質耦合可視加載防護艙組件，其特征是:所述滑動桿為螺桿，在滑動桿上通過螺紋連接有兩組用于夾持試樣支持架的螺母。5.如權利要求1所述的一種多介質耦合可視加載防護艙組件，其特征是:在所述防護外艙的外壁上設置防護外艙可視窗口，在加載內艙上設置有與防護外艙可視窗口對應的加載內艙可視窗口。6.—種如權利要求1所述的一種多介質耦合可視加載防護艙組件的使用方法，其特征是:包括方法A和方法B ； 方法A包括如下步驟: 步驟A-1:將配套夾具安裝到防護外艙內，用螺栓將目標試樣固定到固定架上，將入射口 A蓋板通過螺栓與防護外艙的入射口 A連接，將輕氣炮發射管安裝到防護外艙外側，使得入射口 A的軸線與輕氣炮發射管的軸線同軸，且發射口端部與入射口 A間距小于20mm; 步驟A-2:通過塞塊將排水孔密封，利用塑料薄膜將防護外艙的入射口密封;通過注水孔向防護外艙中注水直到防護外艙中的空氣完全排出； 步驟A-3:通過輕氣炮發射管發射彈丸對固定架上的目標試樣進行撞擊； 方法B包括如下步驟: 步驟B-1:將加載內艙安裝到防護外艙內，使得入射口B朝向入射口 A且與入射口 A同軸放置，將入射口 A蓋板通過螺栓與防護外艙的入射口 A連接，將輕氣炮發射管安裝到防護外艙外側，使得入射口 A的軸線與輕氣炮發射管的軸線同軸，且發射口端部與入射口 A的間距小于20mm，將目標試樣通過螺栓安裝到加載內艙與入射口 A相對的面上； 步驟B-2:通過塞塊將排水孔密封，利用塑料薄膜將將入射口 B密封； 步驟B-3:在防護外艙內住滿水、在加載內艙內注滿空氣或在防護外艙內注滿空氣、在加載內艙注滿水;通過輕氣炮發射管發射彈丸沿入射口 A的軸線打入防護外倉內部對安裝在加載內艙上的目標試樣進行撞擊，從而實現前水后氣或前氣后水的撞擊實驗。7.如權利要求6所述的一種多介質耦合可視加載防護艙組件的使用方法，其特征是:所述步驟A-2和步驟B-3還包括通過注水孔在防護外倉內注入低溫介質的步驟。8.如權利要求7所述的一種多介質耦合可視加載防護艙組件的使用方法，其特征是:所述低溫介質為液氮。
【文檔編號】G01M7/08GK105841911SQ201610319588
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】任鵬, 田阿利, 沈超明
【申請人】江蘇科技大學