一种强冲击复合结构弹托的制作方法

本发明涉及一种强冲击复合结构弹托，特别是涉及一种用于强冲击试验系统的弹托。

背景技术：

强冲击试验用来验证材料或者产品承受冲击载荷的能力，此试验目前多采用火炮或空气炮设备加以实现，其中，弹托撞击脱壳器使弹托与试验件分离是此试验的一种关键技术。目前，由于泡沫具有质量轻成本低等特点多作为弹托材料，但在试验件重量较重的情况下泡沫不能够提供足够的支撑作用，同时，泡沫弹托在脱壳时撞击产生大量泡沫粉尘，粉尘跟随试验件一起向前飞行，对试验件进行了遮挡，对后续测试如高速摄像造成了不利影响。

因此，期望一种能够使试验件顺利脱壳且脱壳时弹托对试验件产生影响最小的弹托。

技术实现要素：

发明目的：

本发明的目的是提供一种具有重量轻、刚度好且脱壳时可有效遮挡泡沫粉尘的复合结构弹托。

技术方案：

本申请公开了一种强冲击复合结构弹托，包括第一构件和第二构件，所述第二构件嵌入在所述第一构件内形成复合结构，所述第一构件由发泡材料制成，所述第二构件由金属材料制成。

第二构件可以呈带有外翻边沿的金属桶形结构。第二构件的深度可以小于所装入的试验件的高度，使得在试验件装入复合结构弹托后，试验件的端部突出到复合结构弹托的口部之外。

在试验件装入复合结构弹托后，试验件的端部相对于复合结构弹托的口部的突出量可以在5mm-20mm之间。

第二构件可以在其内部设置有筋部，用以支撑和引导试验件。筋部可以是径向筋部和轴向筋部中的一种筋部，以适应不同外形的试验件。筋部与复合结构弹托的口部可以相距15mm以上。径向筋部可以包括两个径向筋部，并且两个径向筋部之间的间距介于试验件的高度的1/2至2/3之间。轴向筋部可以包括三个或更多个轴向筋部。

如上所述，本发明提供了具有较强支撑强度及阻挡粉尘的复合结构弹托，弹托主要由金属内胆嵌入到发泡泡沫中组成。其中，金属内胆带有翻边结构且内腔加工有适应不同试验件的筋部。本发明工作时，弹托与试验件在脱壳前同步运行，由于试验件外露平面高于弹托口部，因此在脱壳时，试验件在弹托碰撞脱壳器前穿过脱壳器。弹托在撞击脱壳器时，金属内胆的翻边挡住了泡沫粉尘向前飞行，保证了后续测试的准确性。

本发明采用具有翻边结构且内部加工有筋部的金属内胆与发泡材料相复合的弹托形式，通过模具，使金属内胆完全被发泡泡沫所包裹，保证了弹托的支撑强度，阻挡了脱壳时由于撞击产生的大量粉尘的随试验件飞行。通过本发明的复合结构弹托可以：

1)增强弹托的支撑作用

本发明采用的金属内胆与发泡材料相复合的结构形式，对试验件尤其是重量较大的试验件提供了较好的支撑作用，不至弹托在炮管的内压下产生破损。

2)有效地阻挡粉尘随试验件同步飞行导致的测试精度下降

本发明的内胆为带有翻边结构的金属件，在脱壳时，弹托撞击脱壳器，由于翻边的存在，翻边对脱壳撞击产生的泡沫粉尘有一个向后的阻挡作用，使试验件飞行与泡沫粉尘飞行有一个时间差，使粉尘不至于遮挡试验件，对后续测试尤其如高速摄像的测量精度有大幅度提升。

3)筋部的存在保证试验件的飞行姿态

弹托内壁的筋部减少了试验件与弹托内壁的接触面积，减少了脱壳碰撞时弹托对试验件飞行姿态的影响。同时，筋部位置及尺寸合理设计，大大保证了试验件的支撑和飞行姿态。

此弹托构型能够很好解决泡沫单一材料所造成的支撑力不足以及脱壳后泡沫粉尘遮挡图像测试设备导致无法精确测试试验件冲击响应过程，对弹托的设计具有指导意义。

附图说明

图1是强冲击试验设备示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的弹托的剖视图。

图3是图2的弹托、试验件及脱壳器的剖视图。

图4是根据本发明的另一个实施例的弹托的剖视图。

图5是图4的弹托、试验件及脱壳器的剖视图。

图中，1-第一构件，2-第二构件，2-1筋部，3-试验件，4-脱壳器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图4。

图1是强冲击试验设备示意图，该试验设备包括储气罐、炮管和脱壳器，储气罐和脱壳器分别位于炮管两端并与炮管连接。在试验时，将带有试验件的弹托装载到炮管的靠近储气罐的一端，储气罐提供高压气体，促使带有试验件的弹托沿炮管内部高速向外运动，在炮管的远离储气罐的一端，脱壳器使弹托止动，从而使试验件由于惯性与弹托分离，并高速飞出炮管，以测试试验件性能。

目前，弹托通常由质量轻成本低的泡沫材料制成，但在试验件重量较重的情况下泡沫材料不能够提供足够的支撑，同时，泡沫材料弹托在脱壳时撞击产生大量泡沫粉尘，粉尘跟随试验件一起向前飞行，对试验件进行了遮挡，对后续测试如高速摄像造成了不利影响。

图2是根据本发明的一个实施例的弹托的剖视图，并且图3是图2的弹托、试验件3及脱壳器4的剖视图。弹托包括第一构件1和第二构件2，第二构件2嵌入在第一构件1内形成复合结构，第一构件1由发泡材料制成，第二构件2由金属材料制成。

由金属制成的第二构件2相对于由发泡材料制成的第一构件1具有更高的强度，向试验件提供更好的支撑作用，即在炮管内较强的内压下，对试验件尤其是重量较大的试验件提供很好的支撑强度。

第二构件2可以呈带有外翻边沿的金属桶形结构。复合结构弹托撞击脱壳器4后，第二构件2的外翻边沿能够有效阻挡由发泡材料制成的第一构件1由于撞击而破碎产生的大量粉尘，使后续的测试比如高速摄像不受影响。

第二构件2的深度l4可以小于所装入的试验件3的高度l，使得在试验件3装入复合结构弹托后，试验件3的端部突出到复合结构弹托的口部之外。

在试验件3装入复合结构弹托后，试验件3的端部相对于复合结构弹托的口部的突出量l3(l3＝l-l4)可以在5mm-20mm之间。

第二构件2可以在其内部设置有六个轴向筋部2-1。筋部2-1作用在于对试验件起支撑定位作用，并对试验件的飞行姿态起引导作用，并减少了试验件3与弹托内壁的接触面积，降低脱壳时复合结构弹托对试验件的影响。虽然本实施例中包括六个轴向筋部，但轴向筋部的数量不限于此。根据试验件的外形结构以及其他条件，第二构件2可以包括三个或更多个轴向筋部。

筋部2-1与复合结构弹托的口部之间的距离l2可以在15mm以上。在试验件3脱壳时复合结构弹托口部挤压变形较大，如果筋部2-1与复合结构弹托的口部相距小于15mm，则对试验件3脱壳后的飞行姿态有一定影响。

图4是根据本发明的另一个实施例的弹托的剖视图，图5是图4的弹托、试验件3及脱壳器4的剖视图。图4和图5所示的弹托与图2和图3所示的弹托类似，因此在此仅对二者不同的部分进行描述，并省略其相同部分，其中相同的附图标记指示相同的部件。

与图2和图3所示的弹托相比，图4和图5所示的弹托中的第二构件2’具有径向筋部2’-1。径向筋部2’-1可以包括两个径向筋部，并且两个径向筋部之间的间距介于试验件3的高度的1/2至2/3之间，以保证试验件3的稳定性。与图2和图3所示的轴向筋部类似，径向筋部2’-1与复合结构弹托的口部之间的距离l2可以在15mm以上。

本发明涉及一种具有较强支撑强度及阻挡粉尘的复合结构弹托，弹托主要由金属内胆嵌入到发泡泡沫中组成。其中，金属内胆带有翻边结构且内腔加工有适应不同试验件的筋部。

弹托带着试验件在炮管内运行时，复合结构弹托对试验件尤其是重量较重的试验件提供了很好的支撑强度。

弹托金属内腔加工有不同形式的筋部，对试验件的飞行姿态有较好引导作用，其次也较少了试验件与内胆内壁的接触面积，减小了脱壳时脱壳器变形对试验件飞行姿态的影响，再次，筋部没有与弹托口部平齐，脱壳时口部撞击产生的变形对试验件飞行姿态影响较小。

脱壳时，由于弹托内腔深度小于试验件高度，即试验件高度高于弹托口部，在弹托撞击脱壳器使其与试验件分离时，试验件先于复合结构弹托穿过脱壳器，使试验件与弹托形成速度差，降低弹托对试验件飞行姿态的影响，保证了飞行姿态。脱壳器碰到脱壳器时，金属内胆翻边碰到脱壳器，对后部泡沫粉尘有阻挡及反作用力，致使泡沫粉尘后于试验件向前飞行，保证了后续测试精度。

复合结构弹托外壳采用非金属聚合物发泡构件目的在于减轻复合结构弹托的重量，减少速度损失，内胆采用金属构件目的在于增加弹托的支撑刚强度。本发明用于“黑匣子”强冲击抗毁试验，试验前，将试验件(即，“黑匣子”抗毁单元)装在复合结构弹托内，外壁适当加以润滑后，再将装有试验件的复合结构弹托装入强冲击试验设备(发射炮管)内。试验过程中，装有试验件的复合结构弹托在发射管内高速运行，达到规定的速度和位置后，脱壳器阻挡复合结构弹托，使试验件与复合弹托分离(脱壳)，由于金属内胆外翻沿边的存在，在脱壳时有效阻挡了杂物向前飞行，避免了杂物与试验件混合而对测试产生影响。金属内胆的高强度、高刚度对试验件起稳定支撑作用，保证了脱壳时试验件稳定的飞行姿态，减少了速度损失。