[发明专利]一种压簧式微小颗粒冲击实验系统

说明书

本发明涉及一种实验系统，具体涉及一种压簧式微小颗粒冲击实验系统，属于冲蚀磨损技术领域。本发明可以发射单个颗粒冲击靶体表面，并使用高速摄像机捕捉颗粒的动态过程；能够有效的调节颗粒的冲击速度、冲击角度和方位角度，实现研究变量可控，最终得到冲击角度、方位角度、冲击速度等冲击参数对颗粒反弹行为和冲蚀凹坑的影响。实验发现：硬质角型颗粒的冲击角度和方位角度决定了冲击后颗粒反弹的旋转方向，包括前旋旋转和后旋旋转，旋转方向不同对应的冲蚀磨损机理不同；硬质角型颗粒的冲击速度决定了冲击后靶体表面所留下的凹坑大小，速度越大凹坑越大，造成的冲蚀磨损越严重，但冲击速度基本不影响凹坑的轮廓形状。

技术领域

本发明涉及一种实验系统，具体涉及一种压簧式微小颗粒冲击实验系统，属于冲蚀磨损技术领域。

背景技术

冲蚀磨损是指液流或气流中的微小颗粒碰撞在材料上面造成的材料消除现象或进程。它作为一种常见的磨损现象普遍存在于各个产业范畴中,已成为质料粉碎或装备失效的重要原因之一。冲蚀磨损最大的特点是其有一个较长的潜伏期，即当颗粒冲击靶体后材料一开始不会流失，等经过了一段时间的积累过后材料才会发生冲蚀磨损。而研究单个角型颗粒的冲击过程，有助于深入理解冲蚀磨损过程中材料去除的机理。

国内对于冲蚀实验开展较早，进展较快的有中国石油大学，中国科学院金属研究所等，但设计的实验装置均着眼于大量颗粒对靶体的冲击过程，通过测试靶体质量的宏观消耗量来评估冲蚀磨损性能，并不利于冲蚀机理的研究。因此，本发明设计了一种压簧式微小颗粒冲击实验系统，可以发射单个颗粒冲击靶体表面，并使用高速摄像机捕捉颗粒的瞬态过程。该系统侧重于颗粒的微观冲击冲蚀过程，能够有效的调节颗粒的冲击速度、冲击角度和方位角度，实现研究变量可控，最终得到冲击角度、方位角度、冲击速度等冲击参数对颗粒反弹行为和冲蚀凹坑的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够研究单个角型颗粒的冲击过程，并且能够得到冲击角度、方位角度、冲击速度等冲击参数对颗粒反弹行为和冲蚀凹坑影响的实验系统。

为实现上述目的，本发明提供一种压簧式微小颗粒冲击实验系统，其采用的技术方案如下：