(3) Hopkinson杆应力波加载试验:Hopkinson杆应力波加载试验是一种常用的动态力学试验,其原理是通过子弹撞击Hopkinson杆,在杆中产生瞬时脉冲应力波对火工品组件进行加载。可产生5万-20万g值的加速度,但是也存在作用过程时间短的问题。其系统组成框图如图1.2所示。

高g值加速度冲击传感器校准装置

B.Hopkinson[27]在1914年已经将该项技术应用于压力脉冲测试中。H.Kolsky[28]在1949年发明了分离式Hopkinson杆技术,为后来高应变率下材料力学性能的研究打下了基础。拉杆试验方法在1983年由J.Harding等[29]人提出,而W.E.Backer等[30]则从另一角度入手,提出了扭杆试验方法,扩大了Hopkinson杆技术的应用范围。在国内,不少高校及科研机构都有Hopkinson杆试验装置,该装置应用于各个领域的研究。其中,在加速度过载的研究方面,王娜[31]首次实现用自由和分离式Hopkinson杆研究火工品耐过载的能力;火工品动态结构失稳安全性和可靠性方案的SHPB评估由张学舜[32]建立;邓强[33]提出了采用波形整形解决火工品应力加载时的二维弥散效应和脉冲时间太短的问题的具体办法。

(4) 实弹射击试验:最为贴近实际发射环境,是过载安全性和可靠性评估的有效方法,但缺点是试验花费过高,在试验动态量测量方面存在很大难度,一般只用于研究在着靶终点,弹丸内火工品的耐过载能力。国内在弹丸侵彻方面研究虽然起步较晚,但经过大量工作努力之后,取得了一定的成绩。沈河涛[34]结合空腔膨胀理论,在Largrange坐标系下分析弹丸的侵彻问题;王成华等[35] 用半经验法针对Forrestal法使用范围的局限性进行了拓展;李赞成等[36] 考虑了动态力学响应因素,在柱形空腔膨胀模型的基础上,优化了试验结果;徐文峥[37]将弹体视为弹性体,在考虑振动和应力波影响的前提下,对弹体冲击过载特性进行了分析;纪冲[38] 通过与普通混凝土侵彻试验的结果进行比较,实现了对弹丸侵彻钢纤维混凝土过载特性的研究。葛涛[39]提出了弹丸贯穿过载力学公式,以适合宽比例换算;虞青俊[40]研究了弹丸侵彻多层靶板在不同条件下的过载特性。任辉启等[41]通过弹载测试记录系统记录了速度为在200m/s-600m/s范围内的动能弹侵彻混凝土过载时间曲线;王琳[42]等根据测得的弹体以150m/s-300m/ s的速度侵彻钢筋混凝土的应变时间曲线,对弹体过载特性进行了理论计算。

综上所述,目前广为采用的几种测冲击过载的试验方法各有各自的优势和缺陷,对于像侵彻过程此类高过载宽脉冲冲击过程,空气击锤试验装置的研制显得尤为重要和迫切。

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