[发明专利]冲击加载实验装置

说明书

本发明提供一种冲击加载实验装置，其包括：加载平台、气罐和破膜装置；气罐的内腔从下到上分隔为第一气体室和第二气体室，第一气体室装载高压气体，第二气体室设有喷气口；破膜装置包括膜片和针刺，膜片分隔第一气体室和第二气体室，针刺用于刺穿所述膜片；加载平台用于承载圆环状的待抛撒物质，其包括上透明面板和下透明面板，下透明面板开设通孔，通孔对准喷气口，所述上透明面板和下透明面板之间的间距不超过10mm。本发明采用准二维结构的装药方式，对待抛撒物质进行瞬时的径向冲击加载，能观察到颗粒抛散的整个运动过程。

技术领域

本发明涉及一种冲击加载实验装置。

背景技术

径向冲击载荷作用下的颗粒环内外界面会出现射流状的失稳结构。这种界面失稳的结构在很多自然现象中观察到，比如超新星爆炸、火山喷发等。而且颗粒物质的抛撒、分散不管是在民用工程还是国防军事方面都有广泛的应用，比如超细粉磨灭火剂、粉尘爆炸、高密度惰性金属炸药、云爆弹等。这些民用和军事工程都涉及到很多基础科学问题，而其中最为核心的问题就是颗粒物质在发散冲击载荷的作用下的界面失稳问题，因此，对该问题的探索与理解，是促进上述民用和军事工程发展的关键。

目前颗粒环射流失稳的实验研究大多集中在中心爆炸载荷驱动形成颗粒射流方面。现有的冲击加载实验装置采用球形或柱形装药的方式，通过高速摄像或者X射线高速摄影技术观测颗粒环中的颗粒完全分散失稳分散后的射流结构，但却无法观察到颗粒环射流的发端和前期成长的过程。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种能观察到颗粒抛散的整个运动过程的冲击加载实验装置。

本发明提供一种冲击加载实验装置，其包括：加载平台、气罐和破膜装置；

所述气罐的内腔从下到上依次分隔为第一气体室和第二气体室，所述第一气体室用于装载高压气体，所述第二气体室背离所述第一气体室的一侧设有喷气口；

所述破膜装置包括膜片和针刺，所述膜片设置在所述第一气体室和第二气体室之间，用于分隔所述第一气体室和第二气体室，所述针刺容置于所述第一气体室或第二气体室中，用于刺穿所述膜片；

所述加载平台用于承载圆环状的待抛撒物质，包括相互平行间隔设置的上透明面板和下透明面板，所述下透明面板开设通孔，所述通孔对准所述喷气口，所述上透明面板和下透明面板之间的间距不超过10mm。

优选地，所述气罐部分插设于所述通孔内，所述喷气口位于所述通孔内。

优选地，所述上透明面板和下透明面板均为有机玻璃板。

优选地，所述冲击加载实验装置还包括第一法兰和第二法兰，所述第一法兰和第二法兰固定在所述气罐上，用于将膜片固定在所述第一气体室和第二气体室之间。

优选地，所述第一法兰和第二法兰通过螺栓连接固定。

优选地，所述针刺为L型结构，所述针刺的尖端靠近所述膜片。

优选地，所述加载平台还包括垫片，所述垫片设置在所述上透明面板与下透明面板之间，用于将所述上透明面板与下透明面板分隔开以形成容置待抛撒物质的间隙。

优选地，所述冲击加载实验装置还包括支撑装置，所述支撑装置与下透明面板连接，所述支撑装置用于支撑所述冲击加载实验装置。

与现有技术相比，本发明提供一种冲击加载实验装置，采用准二维结构的装药方式，对固体颗粒、液体或固液混合物进行瞬时的径向冲击加载，从而能够观察到颗粒抛散的整个运动过程，冲击加载时间在1ms左右，并且加载压力的最大值可调控，重复性好。

附图说明

图1为本发明的一实施例提供的冲击加载实验装置的结构示意图。

图2为本发明的一实施例提供的待抛撒物质的结构示意图。