[发明专利]一种基于霍普金森杆的连续多次等脉宽碰撞冲击试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种基于霍普金森杆的连续多次等脉宽碰撞冲击试验装置，所述试验装置包括支撑装置、动力加载机构、发射炮筒和入射杆，所述动力加载机构用于驱动所述发射炮筒内的子弹，所述子弹撞击所述入射杆，其特征在于：所述发射炮筒内的子弹为封闭嵌套的三级子弹，通过撞击入射杆产生三道应力波，所述入射杆包括引信系统，所述引信系统设置在入射杆的与撞击头部相反的尾部。

2.根据权利要求1所述的基于霍普金森杆的连续多次等脉宽碰撞冲击试验装置，其特征在于：所述动力加载机构为气动加载机构，包括气室和控制阀门。

3.根据权利要求3所述的基于霍普金森杆的连续多次等脉宽碰撞冲击试验装置，其特征在于：所述引信系统至少包括弹簧阻尼系统、微机电系统和加速度传感器。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于霍普金森杆的连续多次等脉宽碰撞冲击试验装置，其特征在于：所述三级子弹中最外面的一级子弹与所述入射杆的材质相同。

5.根据权利要求1或2或3所述的基于霍普金森杆的连续多次等脉宽碰撞冲击试验装置，其特征在于：所述三级子弹的材质相同，或者从外向内依次为铝合金、钛合金、不锈钢。

6.使用如权利要求1-5所述的基于霍普金森杆的连续多次等脉宽碰撞冲击试验装置的试验方法，所述封闭嵌套的三级子弹的撞击为信号的加载源，即侵彻三层特定目标靶，每一级子弹的幅值与脉宽对应单层靶侵彻中过载信号的最高幅值及脉宽，而每一级子弹的间距则表示侵彻过载中两层靶之间的时间间隔。

7.根据权利要求6所述的试验方法，其特征在于：设从外向里的三级子弹的截面面积分别是A₁、A₂、A₃，入射杆的横截面积为A_bar，当子弹撞击入射杆件时在截面的撞击端形成向右传播的强间断弹性波，同时子弹内有一道左行的弹性波，在撞击接触面处，根据连续性条件，两杆的质点速度相同，作用力与反作用力相同，撞击结束后，接触界面的质点速度为V，子弹中的应力值是σ₁，入射杆中的应力值是σ，由波阵面动量守恒有

A₁σ₁＝A_barσ

σ₁＝ρ₁C₁(v-v₀)

σ＝ρCv

其中，V₀是子弹的撞击速度，ρ₁C₁和ρC分别为子弹和入射杆的声阻抗，其中V₀可以通过所述动力加载装置进行控制，每一次试验的撞击速度均可以通过测速装置精确测量，根据上面的公式可以得到

可以求出入射杆中第一道波形的应力幅值σ_first为

同理，第二个子弹和第三个子弹均以撞击速度V₀撞击入射杆，可以获得相应的第二道波的应力幅值σ_second和第三道波的应力幅值σ_third。