[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：气罐，其内腔从下到上依次分隔为第一气体室、第二气体室和第三气体室，第一气体室，用于装载气压为P₁的高压气体，所述第一气体室设有排气口，第二气体室，用于装载气压为P₂的高压气体，其中P₁≥P₂，所述第三气体室，用于装载待喷发的高压气体，并设有喷气口；活塞组件，包括：活塞、活塞杆和活塞头；加载平台，其包括透明面板，所述透明面板与所述气罐开设有所述喷气孔的顶面相互平行间隔设置，透明面板和气罐之间的间距不超过10mm。本发明采用准二维结构的装药方式，对待抛散物质进行持续的径向冲击加载，能够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：

气罐，所述气罐的内腔从下到上依次分隔为第一气体室、第二气体室和第三气体室，所述第一气体室用于装载气压为P₁的高压气体，所述第一气体室设有排气口，所述第二气体室用于装载气压为P₂的高压气体，其中P₁≥P₂，所述第三气体室用于装载待喷发的高压气体，所述第三气体室设有喷气口；

活塞组件，包括：活塞、活塞杆和活塞头，所述活塞滑动收容于所述气罐的内腔中，并分隔所述第一气体室和第二气体室，所述活塞头用于封住喷气口，所述活塞杆贯穿所述第二气体室和第三气体室，且所述活塞杆的一端连接所述活塞，另一端连接所述活塞头，所述活塞用于驱动所述活塞杆和活塞头向下运动并打开所述喷气口；

加载平台，包括透明面板，所述透明面板与所述气罐开设有所述喷气口的顶面相互平行间隔设置，所述透明面板和气罐之间的间距不超过10mm；及

待抛撒物质，设于所述透明面板与所述气罐之间且靠近所述喷气口，所述喷气口打开时，高压气体喷出，所述待抛散物质向四周扩散。

优选地，所述透明面板包括有机玻璃板。

优选地，所述透明面板从上到下依次包括第一有机玻璃板、第二有机玻璃板和第三有机玻璃板，所述第二有机玻璃板和第三有机玻璃板的中心均开设气流口，所述气流口与所述喷气口相连通。

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，所述第一法兰设置于所述气罐的底部，用于封盖所述气罐的内腔，所述排气口开设于所述第一法兰上，所述第二法兰插设于所述气罐的周壁上，并分隔所述第二气体室和第三气体室之间。

优选地，所述冲击加载实验装置还包括三通电磁阀，所述三通电磁阀与所述排气口连接，用于控制排气口的打开与关闭。

优选地，所述冲击加载实验装置还包括防撞块，所述防撞块设置在所述第一气体室内，所述防撞块用于防止所述活塞向下运动时对所述第一法兰造成撞击。