一种测压模拟弹的制作方法

本发明属于火炮内弹道压力测试装备，具体涉及一种测压模拟弹。

背景技术：

弹底压力与弹前压力是表征火炮内弹道火药压力特性的重要参数。炮弹在炮管内高速运动时，弹底压力或弹前压力始终作用在炮弹的底面或者弹头表面，必须在炮弹底面或者弹头表面安装传感器，才能准确获取弹底压力或弹前压力。因此，将压力传感器、采集存储电路、电池置于机械壳体中，形成存储测量记录仪，将存储测量记录仪安装在在炮弹内部，在随炮弹运动过程中进行压力的测量、采集与压力数据存储，实验结束后回收存储测量记录仪即可获取测试数据，是目前常见的弹底压力或弹前压力测试方法。

作者尤文斌在《弹底压力测试技术》一文中，采用将弹底压力记录仪安装在155mm大口径炮弹底部的方法，成功获取了测量数据。对于大口径火炮而言，炮弹内部空间大，存储测量记录仪可以较为方便的置入其中；而对于小口径火炮而言，炮弹内部空间狭小，无法方便的进行存储测量记录仪的安装，极大制约了小口径火炮内弹道压力测试的发展。

作者徐浩在《基于pvdf压电薄膜的大口径火炮弹底发射装药挤压应力测试方法》一文中，采用新型pvdf薄膜式压电传感器取代传统大体积压力传感器，将pvdf传感器放置在承压上盖与模拟弹本体之间，并使用紧固螺栓将承压上盖与模拟弹本体连接，证明了pvdf薄膜式传感器测量火药压力的可行性。但是相关的炮弹结构较为繁琐，安装步骤复杂，不方便应用在小口径炮弹上。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种测压模拟弹，结构精简、安装方便，尺寸根据被测对象可以任意调节，尤其适合小口径炮弹压力测试，解决了小口径炮弹使用pvdf薄膜压力传感器、存储测量记录仪进行火药压力测量时的炮弹结构设计问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种测压模拟弹，包括弹头、第一o型圈、第一pvdf薄膜传感器、存储测试电路板、模拟弹本体前段、连接螺套、电池、模拟弹本体中段、模拟弹本体后段、弹带、第二pvdf薄膜传感器和弹底。

其中，模拟弹本体前段、模拟弹本体中段和模拟弹本体后段自前向后依次连接构成模拟弹本体，第一pvdf薄膜传感器设置在弹头与模拟弹本体之间，弹头与模拟弹本体通过点铆方式连接；第二pvdf薄膜传感器设置在弹底与模拟弹本体之间，弹底与模拟弹本体通过点铆方式连接；存储测试电路板、连接螺套、电池依次间隔设置于模拟弹本体内，弹带设置于模拟弹本体外壁。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

（1）采用点铆连接方式取代螺栓，进行弹头与模拟弹本体的连接，既保证压力可以有效传递给pvdf传感器，又摒弃了螺栓与螺栓安装孔，占用弹头和模拟弹本体的空间极少，安装方法简单、易操作，尤其适用于体积受限的小口径炮弹的压力测量结构中。

（2）采用连接螺套进行模拟弹本体前段、模拟弹本体中段的连接，既保证了模拟弹在火炮内的机械强度，又方便了存储测试电路板、电池的安装以及实验后的拆卸，为小口径模拟弹的设计提供了一种可行的解决方案。

附图说明

图1是本发明的测压模拟弹结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1，一种测压模拟弹，包括弹头1、第一o型圈2、第一pvdf薄膜传感器3、存储测试电路板4、模拟弹本体前段5、连接螺套6、电池8、模拟弹本体中段9、模拟弹本体后段10、弹带11、第二pvdf薄膜传感器12和弹底13。

其中，模拟弹本体前段5、模拟弹本体中段9和模拟弹本体后段10自前向后通过螺纹依次连接构成模拟弹本体，第一pvdf薄膜传感器3设置在弹头1与模拟弹本体之间，弹头1与模拟弹本体通过点铆方式连接；第二pvdf薄膜传感器12设置在弹底13与模拟弹本体之间，弹底13与模拟弹本体通过点铆方式连接；存储测试电路板4、连接螺套6、电池8依次间隔设置于模拟弹本体内，弹带11设置于模拟弹本体外壁。

在模拟弹本体前段5的前端面中心开有一个第一凹槽，第一pvdf薄膜传感器3粘贴于模拟弹本体前段5前端面的第一凹槽底面，沿弹头1圆柱部的圆周外侧壁上开有第一o型圈沟槽，将第一o型圈2置入其中，弹头1后端面压合在第一pvdf薄膜传感器3上；在第一凹槽的开口端外壁均匀分布四个凸起，使用小锤敲击凸起使之向弹头1方向产生变形，从而将弹头1和模拟弹本体前段5点铆并紧密连接。弹头1受到弹前压力作用后，将压缩第一pvdf薄膜传感器3，使其产生与弹前压力相关的极化电荷，达到测量弹前压力的目的。与采用螺栓连接弹头与模拟弹本体的方式相比，点铆连接摒弃了螺栓与螺栓安装孔，占用弹头和模拟弹本体的空间极少，安装方法简单、易操作，尤其适用于体积受限的小口径炮弹的压力测量结构中。

模拟弹本体前段5自后端面向前开有一个盲孔，盲孔底部向前开有一个通孔，存储测试电路板4固定在盲孔中，第一pvdf薄膜传感器3的引线穿过模拟弹本体前段5的通孔与存储测试电路板4连接。

模拟弹本体后段10的后端面中心开有一个第二凹槽，第二pvdf薄膜传感器12粘贴于模拟弹本体后段10的后端面的第二凹槽底面，沿弹底13圆柱部圆周外侧壁开有第二o型圈沟槽，将第二o型圈置入其中，弹底13前端面压合在第二pvdf薄膜传感器12上；模拟弹本体后段10第二凹槽的开口端外壁均匀分布四个凸起，使用小锤敲击凸起使之向弹底13方向产生变形，从而将弹底13和模拟弹本体后段10点铆并紧密连接。弹底13受到弹前压力作用后，将压缩第二pvdf薄膜传感器12，使其产生与弹底压力相关的极化电荷，达到测量弹底压力的目的。

模拟弹本体后段10由自前向后依次连接的第一圆柱和第二圆柱构成，第一圆柱直径小于第二圆柱的直径，第一圆柱外圆周侧壁加工有外螺纹，弹带11具有圆环外形，弹带11套在模拟弹本体后段10的第一圆柱底端，两者间隙配合。

模拟弹本体中段9自前端面向后开有一个二阶通孔，其中所述二阶通孔的第一阶孔直径大且靠近前端面，第二阶孔直径小，电池8固定在第一阶孔内，第二阶孔加工有内螺纹，模拟弹本体中段9与模拟弹本体后段10第一圆柱外壁通过螺纹连接。

连接螺套6自前端面至后端面开有一个通孔，模拟弹本体后段10自前端面向后端面开有一个通孔，第二pvdf薄膜传感器12的引线穿过模拟弹本体后段10的通孔、模拟弹本体中段9的第一阶孔、连接螺套6的通孔与存储测试电路板4连接。

将存储测试电路板4设置在模拟弹本体前段5的盲孔中，使用环氧树脂灌封胶将存储测试电路板4与模拟弹本体前段5灌封成一体，预留出连接螺套6的安装空间不灌封；将电池8安装到模拟弹本体中段9的第一阶孔中，使用环氧树脂灌封胶将电池8与模拟弹本体中段9灌封成一体，预留出连接螺套6的安装空间不灌封。

所述测压模拟弹还包括6根顶丝7，沿模拟弹本体前段5的后部圆周外壁均匀加工三个顶丝孔，沿模拟弹本体中段9前部圆周外壁均匀加工三个顶丝孔，实验前，将存储测试电路板4的电源接通，将模拟弹本体前段5、模拟弹本体中段9分别安装到连接螺套6上，将顶丝7分别安装入顶丝孔中，防止模拟弹本体前段、模拟弹本体中段和连接螺套6间的相对转动。安装到位后可以进行实验，实验完成后，将模拟弹本体前段5、模拟弹本体中段9从连接螺套6上拆下，即可获取测试数据。使用连接螺套6进行模拟弹本体前段5、模拟弹本体中段9的连接，可以保证模拟弹在火炮内的机械强度，同时方便了存储测试电路板4、电池8的安装以及实验后的拆卸，为小口径模拟弹的设计提供了一种可行的解决方案。