[发明专利]基于靶材形变判断空化泡对靶材影响程度的实验方法

权利要求书

1.一种基于靶材形变判断空化泡对靶材影响程度的实验方法，其特征是：它包括水槽（1），在水槽（1）的上部设有悬臂梁（6），悬臂梁（6）与空化泡发生装置连接，在水槽（1）内还设有升降支架（11），升降支架（11）用于托住靶材（12）；

空化泡发生装置位于靶材（12）上方；

在水槽（1）的一侧还固设有高速摄像机（13），高速摄像机（13）用于拍摄空化泡发生装置产生的空化泡对靶材的影响，高速摄像机（13）的视轴与空化泡产生的位置保持水平；

在水槽（1）的侧壁设有孔，用于放入高速摄像机（13）的镜头，在水槽（1）内侧固设有透光片（10），透光片以粘接的方式与水槽的内壁固定连接，透光片（10）用于将孔封堵；

所述的透光片（10）为Al₂O₃片；

升降支架（11）的底部设有套接并可固定的支腿，以用于使靶材（12）升降；

在悬臂梁（6）的端头还固设有刻度尺，刻度尺的端头与靶材（12）接触，并可被高速摄像机（13）拍摄到刻度；

所述的空化泡发生装置与升降螺杆（8）的底端固定连接，升降螺杆（8）的顶端通过调节螺母（9）与悬臂梁（6）固定连接，以使空化泡发生装置能够调节与靶材（12）之间的距离；

所述的与空化泡发生装置为超声发生装置（5）或电火花发生装置；

在超声发生装置（5）或电火花发生装置的一侧还设有照明头（3），照明头（3）被设置在超声发生装置（5）或电火花发生装置远离高速摄像机（13）的一侧的位置，且照明头（3）被超声发生装置（5）或电火花发生装置遮挡，且照明头（3）设置在水中；

实验时，1)用乙醇清洗靶材表面，将靶材（12）放置在升降支架（11）上；

2)用自动升降装置（15）设置焦点为距离靶材8mm的位置，高速摄像机（13）的视轴与焦点水平；

3)固定刻度尺（18），调试高速相机和镜头，使之能够清晰的分辨刻度尺上刻度，拍照记录；

4)取下刻度尺（18），使用电火花或超声的方式，在预设焦点位置处产生空化泡，高速摄像机（13）捕捉记录空化泡演变的全过程，以及微射流对靶材的形变作用全过程；

5)通过比较刻度尺与图片像素的比例关系，得到单位像素的真实尺寸；还包括空化泡形心到靶材表面的距离，以及不同位置空化泡溃灭微射流作用下靶材最大形变程度，包括微射流对靶材造成的冲坑深度和宽度；

6)根据靶材应力应变关系，推导得到微射流的强度；

7)结合高速摄影图像分析微射流对靶材的冲击作用过程，判断靶材是否发生破坏及破坏类型。

2.根据权利要求1所述一种基于靶材形变判断空化泡对靶材影响程度的实验方法，其特征是：所述的空化泡发生装置与升降螺杆（8）的底端固定连接，齿轮螺母（152）的外壁设有齿，内壁设有螺纹，升降螺杆（8）的顶端穿过悬臂梁（6）与齿轮螺母（152）螺纹连接，齿轮螺母（152）与驱动装置连接，以驱动齿轮螺母（152）旋转；

在悬臂梁（6）上还固设有限位块（82），限位块（82）的内壁设有滑块凸起（84），在升降螺杆（8）的外壁设有沿轴向的滑槽（81），限位块（82）在滑槽（81）内滑动；

在限位块（82）的顶部设有凸圈，凸圈与轴承（83）的内圈固定连接，轴承（83）的外圈与齿轮螺母（152）的内壁固定连接。

3.根据权利要求2所述一种基于靶材形变判断空化泡对靶材影响程度的实验方法，其特征是驱动装置的结构为：齿轮螺母（152）与传动齿轮（151）啮合连接，传动齿轮（151）与输出齿轮（155）啮合连接，输出齿轮（155）与升降电机（153）的输出轴固定连接。