专利名称：一种用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统的制作方法
技术领域：
本发明属于撞击过程的模型实验研究领域，具体涉及一种用于实现弹体倾斜撞击 的模型实验系统。
背景技术：
在各种产品的运输和使用过程中，产品从高处跌落是一个无法回避的问题，跌落 将可能直接造成产品外包装箱的变形和损坏，进而导致产品结构的损伤和功能的丧失。在 产品外包装箱及产品结构设计时，必须考虑它们的抗跌落性能。为考察结构的抗跌落性能，常采用将真实原型结构在跌落塔等实验设备上自由跌 落的方式进行实验，但原型实验成本高、周期长，不宜大量进行，因此在跌落撞击条件下结 构的响应可采用模型实验的方法进行。利用空气炮，将产品结构模型作为弹体发射，撞击预 设的靶目标，可以模拟跌落撞击过程。在空气炮发射实验中，不带攻角的弹体对正靶或斜靶 的撞击可以通过制作不同的靶板或改变靶架的安装角度较易做到，但带攻角的倾斜弹体对 靶目标的撞击实验则难以实现。
发明内容
为了克服原型实验成本高、周期长，空气炮模型实验中带攻角的倾斜弹体对靶目 标的撞击实验难以实现的问题，本发明提供了一种用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系 统。本发明的实验系统能够方便地进行带攻角的倾斜弹体对靶目标的撞击模型实验。本发明的一种用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统，包括空气炮体、大口径空 气炮管、弹体和靶板，其特征在于所述的系统还包括在靶板和大口径空气炮管之间设置 有阻挡板；所述的大口径空气炮管中设置有弹托，弹托能够在大口径空气炮管内自由滑动， 弹体倾斜放置于弹托中；阻挡板中部设置有水平脱壳槽，脱壳槽的宽度大于弹体的直径但 小于空气炮管的口径；弹托为外径小于空气炮管口径的圆柱壳体，弹托的头部和尾部设置 有环形凸台，在弹托的弹托壁上开有多个孔洞，弹托的头部为锥型，弹托的头部设置有倾斜 角与弹体攻角一致的弹槽。所述的弹托材料为轻质脆性材料胶木或泡沫塑料。所述的弹托壁上的孔洞的形状为圆形、条形。所述的弹体的形状为圆柱形、方形。本发明的一种用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统，包括阻挡板和一个控制弹 体攻角的弹托，弹托由轻质脆性材料制作，主体为外径小于空气炮管口径的圆柱壳体，弹托 头部和尾部有环形凸台，在弹托壁上多处开孔，头部加工为锥型，以减轻弹托质量，弹托头 部按实验要求的弹体攻角加工有倾斜的弹槽。所述的大口径空气炮管口径足够大，倾斜的模型弹体及弹托可以在炮管内自由滑 动。所述的阻挡板位于实验靶板和大口径空气炮管之间，中部开有水平脱壳槽，脱壳槽的宽度大于模型弹体的直径但小于空气炮管的口径。采用本发明的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统，可以方便地完成带攻角倾 斜弹体的撞击实验，模拟产品或物体倾斜跌落的冲击过程，研究其冲击变形特征及内部损 伤情况，为产品结构设计和安全防护提供依据。
图1为本发明的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统的实施例1总体结构示意 图。图2为本发明的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统的实施例1中的弹托结构 示意图。图3为本发明的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统的实施例2总体结构示意 图。图4为本发明的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统的实施例2中的弹托结构 俯视图。图5为本发明的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统的实施例2中的阻挡板示 意图。图中 1.空气炮体 2.大口径空气炮管 3.弹托 4.弹体 5.靶板 6.阻挡板 7.脱壳槽 8.环形凸台 9.弹托壁10.孔洞 11.梯形 截面环形凸台 12.弹槽 13.无阻碍弹槽。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。实施例1
图1为本发明的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统的实施例1总体结构示意图。图2为本发明的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统的实施例1中的弹托结构 示意图。如图1和图2所示，本实施例为一种用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统，包括 空气炮体1、大口径空气炮管2、弹体4和靶板5，其特点是还包括一个保证弹体4正常出 膛并控制弹体4攻角的弹托3。所述的弹托3由轻质脆性材料制作，弹托3包括尾部的环形凸台8、头部的梯形截 面环形凸台11、外径小于空气炮管口径的弹托壁9。环形凸台8和梯形截面环形凸台11的 外径与大口径空气炮管的口径一致，在弹托壁9上多处开挖贯通弹托壁9的孔洞10，弹托 3的头部外形为锥型，以减轻弹托质量，弹托3的头部按实验要求的弹体攻角加工有倾斜的 弹槽12。实验时，将弹体4装入弹托3的弹槽12，置于大口径空气炮管2内，空气炮击发时， 高压气体驱动弹托3和弹体4整体在炮管内运动，飞出炮管，撞击靶板5，完成实验。由于弹 托3由轻质脆性材料制作，其质量远小于弹体4，且在撞击过程中分解为多个碎片，其对撞 击过程的影响可忽略不计。实施例2图3为本发明的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统的实施例2总体结构示意图。图4为本发明的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统的实施例2中的弹托结构 俯视图。图5为本发明的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统的实施例2中的阻挡板示 意图。如图3、图4和图5所示，本实施例为一种用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统， 包括空气炮体1、大口径空气炮管2、弹体4和靶板5，其特点是还包括保证弹体4正常出 膛并控制弹体4攻角的弹托3和一块阻挡板6。所述的弹托3由轻质脆性材料制作。弹托3包括尾部的环形凸台8、头部的梯形截 面环形凸台11、外径小于空气炮管口径的弹托壁9。环形凸台8和梯形截面环形凸台11的 外径与大口径空气炮管的口径一致。在弹托壁9上多处开挖贯通弹托壁9的孔洞10，弹托 3的头部外形为锥型，以减轻弹托质量。弹托3的头部加工有无阻碍弹槽13，无阻碍弹槽13 的倾斜角与实验要求的弹体攻角一致，弹托3头部阻碍弹体4向前方(图中为左方)运动的 所有材料均被去除。实验时，将弹体4装入弹托3的无阻碍弹槽13，并将弹体4的倾斜平面与水平面一 致，将弹体4和弹托3共同置于大口径空气炮管2内，保持弹体4不向前滚动。空气炮击发 时，高压气体驱动弹托3和弹体4整体在炮管内运动，飞出炮管，到达阻挡板6时，由于脱壳 槽7的宽度小于弹托3的外径，弹托3的运动被阻挡，而弹体4外径小于脱壳槽7的宽度， 弹体4脱离弹托3，保持原有角度继续向前飞行，撞击靶板5，完成实验。所述的轻质脆性材料采用胶木或泡沫塑料。所述的弹托壁的直径和壁厚均可以调整，弹托壁上的孔洞采用圆形孔洞，也可采 用条形孔洞等其他形式。所述的弹体可以是圆柱形、方形等多种形状。本发明除了用于跌落过程的模型实验外，也可用于其他情况下的弹体带攻角撞击 的模型实验。
权利要求
1.一种用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统，包括空气炮体(1)、大口径空气炮管 (2)、弹体(4)和靶板(5)，其特征在于所述的系统还包括在靶板(5)和大口径空气炮管 (2)之间设置有阻挡板(6);所述的大口径空气炮管(2)中设置有弹托(3)，弹托(3)能够在 大口径空气炮管(2)内自由滑动，弹体(4)倾斜放置于弹托(3)中；阻挡板(6)中部设置有 水平脱壳槽(7)，脱壳槽(7)的宽度大于弹体的直径但小于空气炮管的口径；弹托(3)为外 径小于空气炮管口径的圆柱壳体，弹托(3)的头部和尾部设置有环形凸台，在弹托(3)的弹 托壁(9)上开有多个孔洞，弹托(3)的头部为锥型，弹托(3)的头部设置有倾斜角与弹体攻 角一致的弹槽(12)。
2.根据权利要求1所述的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统，其特征在于所述 的弹托(3)的材料为轻质脆性材料胶木或泡沫塑料。
3.根据权利要求1所述的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统，其特征在于所述 的弹托壁(9)上的孔洞的形状为圆形、条形。
4.根据权利要求1所述的用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统，其特征在于所述 的弹体(4)的形状为圆柱形、方形。
全文摘要
本发明公开了一种用于实现弹体倾斜撞击的模型实验系统，其特点是包括阻挡板和一个保证弹体正常出膛并控制弹体攻角的弹托。弹托由轻质脆性材料制作，弹托为外径小于空气炮管口径的圆柱壳体，弹托头部和尾部有环形凸台，在弹托壁上设置有多个孔洞，弹托头部加工为锥型，弹托头部有倾斜角与弹体攻角一致的弹槽。倾斜的模型弹体及弹托能够在炮管内自由滑动。阻挡板位于实验靶板和大口径空气炮管之间，中部开有水平脱壳槽，脱壳槽的宽度大于模型弹体的直径但小于空气炮管的口径。利用本发明的实验系统，可以方便地完成带攻角倾斜弹体的撞击实验。
文档编号G01M7/08GK102004024SQ20101051612
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者何鹏, 张方举, 徐艾民, 谢若泽 申请人:中国工程物理研究院总体工程研究所