申请/专利权人：杭州戬威科技有限公司

申请日：2018-09-03

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN108827533B

主分类号：G01L25/00

分类号：G01L25/00;G01L5/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2023.05.23#著录事项变更;2018.12.11#实质审查的生效;2018.11.16#公开

摘要：本发明涉及炸药残余应力检测领域，具体涉及一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，包括数字材料试验机和超声应力仪；数字材料试验机包括炸药夹爪和拉力机夹具，炸药夹爪上开设有供炸药试样卡入的固定槽，固定槽的形状与炸药试样的形状匹配，炸药夹爪上设置有盖板，拉力机夹具与拉力机连接；超声应力仪包括机架，机架上安装有滑轨装置，滑轨装置上固定有超声探测装置；超声探测装置包括超声探头支架和超声探头，超声探头固定在超声探头支架上，超声探头支架之间有弹性件。本发明可标定炸药试样加载负载时的声时差‑载荷曲线，适用于炸药试样声弹性系数的标定。

主权项：1.一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，其特征在于：包括数字材料试验机和超声应力仪；所述数字材料试验机包括炸药夹爪4和拉力机夹具5，所述炸药夹爪4上开设有供炸药试样6卡入的固定槽7，所述固定槽7的形状与炸药试样6的形状匹配，所述炸药夹爪4上设置有盖板15，所述拉力机夹具5与拉力机连接；所述超声应力仪包括机架1，所述机架1上安装有滑轨装置2，所述滑轨装置2上固定有超声探测装置3；所述超声探测装置3包括超声探头支架16和超声探头17，所述超声探头17固定在超声探头支架16上，所述超声探头支架16之间有弹性件；所述超声探头17靠近炸药试样6的一侧有凹槽18，用来盛放耦合剂；所述超声探头支架16上侧和下侧均设置有弹性件；所述固定槽7在与炸药试样6拐角处的对应位置有弧度。

全文数据：一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置技术领域[0001]本发明涉及炸药残余应力检测领域，具体涉及一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置。背景技术[0002]尚聚物粘结炸药PolymerBondedExplosives，简称PBX，是由高能单质炸药和高聚物黏结剂等组成的一类重要的高能炸药。PBX是由造型粉热压成型的，在成型过程中因外界压力作用，发生不同程度弹塑性变形，压力去除后会积蓄一定的弹性应变能，产生残余应力，可以说残余应力是PBX炸药中一种无形的缺陷。然而，PBX炸药在使用过程中受温度、应力等环境因素影响显著，对外界较强刺激敏感，因此，开展高聚物粘结炸药残余应力测试与表征具有重要的理论现实意义。[0003]由于炸药残余应力测试存在安全性问题，一般采用无损的物理检测法，目前应用最广泛的是X射线衍射法。但X射线穿透能力有限，只能测量样品表层几微米厚度的应力;并且存在辐射，长期操作人员有存在职业病的风险。与X射线衍射法相比，超声测量具有精度高、可以测量深度大、准确率高等优点，并且测量方法简单，可以野外作业。[0004]在使用超声法检测炸药残余应力时，需要先对炸药的声弹性系数进行标定，做出一条载荷-声时差的标准曲线，在后续对炸药进行测量时，只需测出其声时差，即可对应标准曲线得知其载荷即为残余应力）。在炸药声弹性系数的标定过程中，需要对PBX炸药进行负载拉伸，目前最广泛使用的拉力机为万能材料试验机，但由于PBX炸药检测的特殊性，需要将超声检测装置与拉力机相结合，目前市面上还没有这种检测装置。发明内容[0005]为解决上述问题，本发明提供了一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，采用以下技术方案实现：[0006]—种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，包括数字材料试验机和超声应力仪置;所述数字材料试验机包括炸药夹爪和拉力机夹具，所述炸药夹爪上开设有供炸药试样卡入的固定槽，所述固定槽的形状与炸药试样的形状匹配，所述炸药夹爪上设置有盖板，所述拉力机夹具与拉力机连接;所述超声应力仪置包括机架，所述机架上安装有滑轨装置，所述滑轨装置上固定有超声探测装置;所述超声探测装置包括超声探头支架和超声探头，所述超声探头固定在超声探头支架上，所述超声探头支架之间有弹性件。[0007]本发明的工作原理为:将炸药试样放置在炸药夹爪的固定槽中，用盖板将其固定；机架上设置有超声探测装置，超声探测装置包括超声探头支架和超声探头，超声探头支架将超声探头固定在炸药试样的两侧，超声探头支架之间有弹性件，可将超声探头的探测面完全贴合在炸药试样上，在机架的滑轨装置上安装超声探测装置，可使超声探测装置随滑轨移动，从而更好的控制超声探头之间的距离，在检测时超声探头容易固定在炸药试样两侧，检测完毕后超声探头也可容易的远离炸药试样。本发明可标定炸药试样加载负载时的声时差-载荷曲线，拉力机拉动拉力机夹具，从而带动炸药夹爪中的炸药试样拉伸，超声检测装置对炸药试样进行声时差的测定，从而得到标定的声时差-载荷曲线。[0008]优选的，所述机架包括横梁支柱，高度支柱和支脚;所述横梁支柱通过两个直角件固定在高度支柱的上侧，所述支脚固定在高度支柱的下侧，所述横梁支柱和支脚的端部均有端盖。[0009]优选的，所述滑轨装置包括滑轨轨道、位移块和限位挡块，所述限位挡块设置在滑轨轨道的两端，所述位移块可在滑轨轨道上滑动。[0010]优选的，所述超声探头有两个，一个超声探头用于发射超声信号，另一个超声探头用于接收超声信号。[0011]优选的，所述超声探头靠近炸药试样的一侧有的凹槽，用来盛放耦合剂。[0012]优选的，所述凹槽为0.05-0.06mm。[0013]优选的，所述超声探头支架上侧和下侧均设置有弹性件。[0014]优选的，所述固定槽在与炸药试样拐角处的对应位置有弧度。[0015]优选的，所述炸药试样特指PBX炸药试样。[0016]优选的，所述盖板可拆卸。[0017]综上所述，本发明具有以下优点：[0018]一、本发明设计的一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，可标定炸药试样加载负载时的声时差-载荷曲线，适用于炸药试样声弹性系数的标定。[0019]二、超声探头支架之间有弹性件，可将超声探头完全紧贴在炸药试样的两侧，防止超声波在传播过程中能量衰减，造成测量不准确。[0020]三、机架包括横梁支柱，高度支柱和支脚，横梁支柱通过两个直角件固定在高度支柱的上侧，支脚固定在高度支柱的下侧，横梁支柱和支脚的端部均有端盖。机架可稳固的放置在平面上，使安装在机架上的滑轨装置和超声探测装置都可以稳定的工作，从而使超声探头更好的发射和接手超声波，测得准确的数据。[0021]四、滑轨装置包括滑轨轨道、位移块和限位挡块，限位挡块设置在滑轨轨道的两端，位移块可在滑轨轨道上滑动。滑轨装置可使超声探测装置具有机动性，可在滑轨上移动，滑轨装置的两端设置有限位挡块，可防止位移块的脱落，保证超声探测装置的安全。[0022]五、超声探头有两个，一个超声探头用于发射超声信号，另一个超声探头用于接收超声信号。由于材质声衰减明显，这样的设计可减少声传播过程中的能量衰减。另外，由于材质自身的声传播速度较低，范围在1500〜1800mS，表面临界折射纵波或表面波探头制造不具备可行性，因此选取体内纵波作为残余应力评测载体。[0023]六、超声探头靠近炸药试样的一侧有的凹槽，凹槽为0.05-0.06mm，用来盛放耦合剂。耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气，使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。当使用在光滑材料表面时，可以使用低粘度的耦合剂；当使用在粗糙表面、垂直表面及顶表面时，应使用粘度高的耦合剂;高温工件应选用高温耦合剂。耦合剂应适量使用，涂抹均匀，一般应将耦合剂涂在被测材料的表面，但当测量温度较高时，耦合剂应涂在超声探头上。[0024]七、超声探头支架上侧和下侧均设置有弹性件，可使超声探头受力均匀，紧贴在炸药试样的表面上，使测量的数据更加准确。L〇〇25」八、圃定槽在与炸药试样拐角处的对应位置有弧度，炸药试样较脆弱，在测量时应防止炸药试样拐角接触到固定槽，以免造成爆炸，引起安全问题。[0026]九、炸药试样特指PBX炸药试样，高聚物粘结炸药PolymerBondedExplosives，简称PBX，是由高能单质炸药和高聚物黏结剂等组成的一类重要的高能炸药。PBX是由造型粉热压成型的，在成型过程中因外界压力作用，发生不同程度弹塑性变形，压力去除后会积蓄一定的弹性应变能，产生残余应力，可以说残余应力是PBX中一种无形的缺陷。然而，PBX在使用过程中受温度、应力等环境因素影响显著，对外界较强刺激敏感，因此，开展高聚物粘结炸药残余应力测试与表征具有重要的理论现实意义。[0027]十、盖板可拆卸，方便炸药试样安装后测试及测试后取出。附图说明[0028]图1为本发明炸药声弹性系数超声标定装置的示意图；[0029]图2为本发明数字材料试验机的使用示意图；[0030]图3为本发明滑轨装置及超声探测装置示意图。[0031]附图标记：[0032]1、机架，2、滑轨装置，3、超声探测装置，4、炸药夹爪，5、拉力机夹具，6、炸药试样，7、固定槽，8、横梁支柱，9、高度支柱，10、支脚，11、端盖，12、滑轨轨道，13、位移块，14、限位挡块，15、盖板，16、超声探头支架，17、超声探头，18、凹槽具体实施方式[0033]为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。[0034]如图所示，一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，包括数字材料试验机和超声应力仪置;数字材料试验机包括炸药夹爪4和拉力机夹具5，炸药夹爪4上开设有供炸药试样6卡入的固定槽7,固定槽7的形状与炸药试样6的形状匹配，炸药夹爪4上设置有盖板15,拉力机夹具5与拉力机连接;超声应力仪置包括机架1，机架1上安装有滑轨装置2,滑轨装置2上固定有超声探测装置3;超声探测装置3包括超声探头支架I6和超声探头17,超声探头17固定在超声探头支架16上，超声探头支架I6之间有弹性件。[0035]将炸药试样6放置在炸药夹爪4的固定槽7中，用盖板15将其固定;机架1上设置有超声探测装置3,超声探测装置3包括超声探头支架I6和超声探头I7,超声探头支架I6将超声探头17固定在炸药试样6的两侧，超声探头支架16之间有弹性件，可将超声探头17的探测面完全贴合在炸药试样6上，在机架1的滑轨装置2上安装超声探测装置3，可使超声探测装置3随滑轨移动，从而更好的控制超声探头17之间的距在检测时超声探头17容易固定在炸药试样6两侧，检测完毕后超声探头17也可容易的远离炸药试样6。超声探头支架16之间有弹性件，可将超声探头17完全紧贴在炸药试样6的两侧，防止超声波在传播过程中能量衰减，造成测量不准确。本发明可标定炸药试样6加载负载时的声时差_载荷曲线，拉力机拉动拉力机夹具5,从而带动炸药夹爪4中的炸药试样6拉伸，超声检测装置对炸药试样6进行声时差的测定，从而得到标定的声时差-载荷曲线。本发明设计可标定炸药试样6加载负载时的声时差-载荷曲线，适用于炸药试样6声弹性系数的标定。[0036]机架1包括横梁支柱8,高度支柱9和支脚10,横梁支柱S通过两个直角件固定在高度支柱9的上侧，支脚10固定在高度支柱9的下侧，横梁支柱8和支脚10的端部均有端盖11。机架1可稳固的放置在平面上，使安装在机架1上的滑轨装置2和超声探测装置3都可以稳定的工作，从而使超声探头17更好的发射和接手超声波，测得准确的数据。[0037]滑轨装置2包括滑轨轨道12、位移块13和限位挡块14,限位挡块14设置在滑轨轨道12的两端，位移块13可在滑轨轨道12上滑动。滑轨装置2可使超声探测装置3具有机动性，可在滑轨上移动，滑轨装置2的两端设置有限位挡块14,可防止位移块13的脱落，保证超声探测装置3的安全。[0038]超声探头17有两个，一个超声探头17用于发射超声信号，另一个超声探头17用于接收超声信号。由于材质声衰减明显，这样的设计可减少声传播过程中的能量衰减。另外，由于材质自身的声传播速度较低，范围在1500〜1800ms，表面临界折射纵波或表面波探头制造不具备可行性，因此选取体内纵波作为残余应力评测载体。[0039]超声探头17靠近炸药试样6的一侧有的凹槽18,凹槽18为0.05-0.06mm，用来盛放耦合剂。耦合剂是用来排除探头和被测物体之间的空气，使超声波能有效地穿入工件达到检测目的。当使用在光滑材料表面时，可以使用低粘度的耦合剂；当使用在粗糙表面、垂直表面及顶表面时，应使用粘度高的耦合剂；高温工件应选用高温耦合剂。耦合剂应适量使用，涂抹均匀，一般应将耦合剂涂在被测材料的表面，但当测量温度较高时，耦合剂应涂在超声探头17上。[0040]超声探头支架16上侧和下侧均设置有弹性件，可使超声探头17受力均匀，紧贴在炸药试样6的表面上，使测量的数据更加准确。[0041]固定槽7在与炸药试样6拐角处的对应位置有弧度，炸药试样6较脆弱，在测量时应防止炸药试样6拐角接触到固定槽7,以免造成爆炸，引起安全问题。[0042]炸药试样6特指PBX炸药试样6,高聚物粘结炸药PolymerBondedExplosives，简称PBX，是由高能单质炸药和高聚物黏结剂等组成的一类重要的高能炸药。PBX是由造型粉热压成型的，在成型过程中因外界压力作用，发生不同程度弹塑性变形，压力去除后会积蓄一定的弹性应变能，产生残余应力，可以说残余应力是PBX中一种无形的缺陷。然而，PBX在使用过程中受温度、应力等环境因素影响显著，对外界较强刺激敏感，因此，开展高聚物粘结炸药残余应力测试与表征具有重要的理论现实意义。[0043]盖板15可拆卸，方便炸药试样6安装后测试及测试后取出。[0044]以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若千变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。[0045]尽管本文较多地使用了机架1、滑轨装置2、超声探测装置3、炸药夹爪4、拉力机夹具5、炸药试样6、固定槽7、横梁支柱8、高度支柱9、支脚10、端盖11、滑轨轨道12、位移块13、限位挡块14、盖板15、超声探头支架16、超声探头17、凹槽18等术语但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

权利要求：1.一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，其特征在于:包括数字材料试验机和超声应力仪；所述数字材料试验机包括炸药夹爪4和拉力机夹具5，所述炸药夹爪上开设有供炸药试样6卡入的固定槽7，所述固定槽7的形状与炸药试样6的形状匹配，所述炸药夹爪4上设置有盖板I5，所述拉力机夹具5与拉力机连接•，所述超声应力仪包括机架（1，所述机架（1上安装有滑轨装置2，所述滑轨装置2上固定有超声探测装置3;所述超声探测装置3包括超声探头支架（16和超声探头（17，所述超声探头（17固定在超声探头支架16上，所述超声探头支架I6之间有弹性件。2.根据权利要求1所述的一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，其特征在于:所述机架1包括横梁支柱8，高度支柱⑼和支脚（1〇;所述横梁支柱8通过两个直角件（10固定在高度支柱9的上侧，所述支脚（1〇固定在高度支柱9的下侧，所述横梁支柱⑻和支脚10的端部均有端盖11。3.根据权利要求1所述的一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，其特征在于:所述滑轨装置2包括滑轨轨道（12、位移块（13和限位挡块（14，所述限位挡块14设置在滑轨轨道（12的两端，所述位移块13可在滑轨轨道12上滑动。4.根据权利要求1所述的一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，其特征在于:所述超声探头17有两个，一个超声探头（17用于发射超声信号，另一个超声探头17用于接收超声信号。5.根据权利要求1所述的一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，其特征在于:所述超声探头17靠近炸药试样6的一侧有的凹槽I8，用来盛放耦合剂。6.根据权利要求5所述的一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，其特征在于:所述凹槽18为0•05-0•06mm。7.根据权利要求1所述的一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，其特征在于:所述超声探头支架16上侧和下侧均设置有弹性件。8.根据权利要求1所述的一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，其特征在于:所述固定槽7在与炸药试样仿拐角处的对应位置有弧度。9.根据权利要求1所述的一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，其特征在于:所述炸药试样^3特指PBX炸药试样。10.根据权利要求1所述的一种炸药残余应力超声检测法声弹系数标定装置，其特征在于:所述盖板15可拆卸。

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