[发明专利]一种落锤冲击样品回收装置

说明书

本发明提出一种落锤冲击样品回收装置，其中，外套筒为内部带有圆台形中心通孔的圆筒体，外侧与底座连接，在外套筒内部安装有与外套筒内径匹配的内套筒；在内套筒的中心通孔中，自内套筒的外径较小端开始，沿内套筒的中轴线依次安装有上击柱、垫片、样品、垫片和下击柱，内套筒与上击柱、垫片、样品和下击柱之间，依次安装有上密封环、中密封环与下密封环。使用本装置时，样品退出后仍受到密封环的约束，不改变原来的应力状态；各部件均可拆卸，样品退出过程无需施加较大的二次载荷，能够确保样品的完整性和退出过程的安全性；在样品不发生反应时，套筒及紧固件均可重复利用，能够降低实验费用。

技术领域

本发明属于火炸药实验室实验装置技术领域，具体涉及一种落锤冲击加载后样品回收装置。

背景技术

为评估炸药装药发射安全性，国内利用火药力或机械撞击力，建立了多种实验装置。其中，落锤装置因结构简单、重复性好、实验费效比低等原因，在炸药装药发射安全性领域得到了广泛应用。为深入分析落锤加载下的炸药装药的反应机理，常常需要对落锤冲击后的样品进行回收，进而利用计算机断层扫描、声发射、X射线衍射等手段检测其物理、化学性能的变化。

国军标GJB5403.2-2005《炸药装药发射安全性模拟试验方法第2部分：落锤冲击试验》中的模拟样弹由套筒、活塞、垫片和样品组成，套筒为圆筒状，活塞、垫片及样品均置于套筒中，且保持滑动配合。当活塞受到落锤冲击时，由于钢制活塞的横向膨胀效应，使得落锤冲击后，模拟样弹各部件无法分离，进而难以精确获取样品的性能变化情况。张林军等采用计算机断层扫描的方法直接观测落锤冲击后样品的损失情况，但存在的问题是：1)由于套筒壁厚达到了18mm，使得扫描结果的精度大幅降低；2)无法对样品进行化学性能分析。为回收实验样品，目前采用压机压缩活塞的方法，推动样品退出套筒。这种方法存在的不足是：a)落锤冲击后样品处于三轴约束状态，当使用压机将其退出套筒后，其处于无约束状态，无法准确获取受冲击后样品的状态；b)由于活塞发生了径向膨胀，样品退出时需要对活塞施加较大的二次载荷，使得样品退出套筒的瞬间速度较大，药柱发生快速的膨胀变形，难以保证样品的完整性；且受冲击后的样品可能存在损伤，当承受较大的二次载荷时，可能导致样品发生意外爆炸；c)由于活塞的径向膨胀作用，使得样品退出过程中，活塞和套筒内壁摩擦力增大，对套筒内壁造成损伤，使其难以重复使用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种落锤冲击样品回收装置，以解决如何有效提升回收样品的完整性和回收过程安全性的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种落锤冲击样品回收装置，该装置包括外套筒、内套筒、上击柱、上密封环、垫片、中密封环、样品、下击柱、下密封环和底座；其中，

外套筒为内部带有圆台形中心通孔的圆筒体，圆台形中心通孔具有内径较大端和内径较小端，在内径较大端沿外套筒的外侧周向加工有法兰盘，沿法兰盘周向均布多个通孔，用于连接底座；

在外套筒内部安装有内套筒，内套筒为带有圆形中心通孔的圆台形筒体，内套筒高度与外套筒高度相同，内套筒外径较大端的外径与外套筒内径较大端的内径相等，外径较小端的外径与外套筒内径较小端的内径相等；

在内套筒的中心通孔中，自内套筒的外径较小端开始，沿内套筒的中轴线依次安装有上击柱、垫片、样品、垫片和下击柱，上击柱、垫片、样品与下击柱均为直径相同的圆柱体，其直径小于内套筒的中心通孔直径；内套筒与上击柱、垫片、样品和下击柱之间，依次安装有上密封环、中密封环与下密封环；

上密封环、中密封环与下密封环均为圆环状，其外径与内套筒的中心通孔内径相等，内径与上击柱、垫片、样品及下击柱的外径相等；上密封环、中密封环、下密封环的总高度与内套筒的高度相同；