【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及含能材料安全評估，具體是一種含能材料摩擦感度的力電耦合試驗裝置及測試方法。
技術介紹
1、大多數含能材料作為粉末或顆粒狀物質，在其生產和儲運過程中不可避免地要涉及到制藥、混料、氣流輸送、破碎、顛簸碰撞等過程，在這些過程中都存在不同物質之間的摩擦力形成靜電場，進而產生靜電火花，使得含能材料局部形成熱點，誘發含能材料熱分解而發生點火燃爆現象。這種現象實質是由摩擦力和伴隨產生的靜電場同時耦合作用下發生。由于含能材料屬于具有較大燃爆危險的物質，由摩擦力與靜電場耦合引起燃燒、爆炸事故。但傳統學術觀點主要將摩擦力與靜電場作用對含能材料感度的影響分開探討，進而影響了摩擦力與靜電場耦合作用下含能材料點火閾值的判斷，無法做出更準確的含能材料安全評估結論。
2、感度是衡量含能材料在外界刺激作用下發生燃燒、爆炸等化學反應的難易程度，其中摩擦感度、靜電感度均有較為完備的研究方法，摩擦感度可通過gjb?772a-97中的爆炸概率法進行研究，靜電感度可以通過升降法，蘭利法和最優化d法進行研究。含能材料在摩擦力滑移作用下的靜電荷累積測試試驗中可獲得產生的瞬時電壓，為力電耦合作用下靜電場產生的電壓值提供了試驗依據。但是在力電耦合作用的條件下，當前靜電場產生的瞬時電壓值對含能材料的點火響應特性及其影響規律未知，以及電場與摩擦力耦合作用對含能材料安全性能的影響等都缺乏量化依據，也缺乏合適的加載手段，目前對于電壓對含能材料性能或敏感性的研究相對較少，無法獲得含能材料在不同靜電場條件下的摩擦安全性。
3、因此，有必要專利技術一種含
技術實現思路
1、本專利技術為了解決由于現有的電壓對含能材料性能或敏感性的研究相對較少，導致無法獲得含能材料在不同靜電場條件下的摩擦安全性的問題，提供了一種含能材料摩擦感度的力電耦合試驗裝置及測試方法。
2、本專利技術是采用如下技術方案實現的：
3、一種含能材料摩擦感度的力電耦合試驗裝置，包括摩擦感度測試儀，所述摩擦感度測試儀包括裝樣組件、摩擦機構、電耦合系統以及壓力加載系統；
4、所述裝樣組件包括滑柱套筒，滑柱套筒的內腔設置有上滑柱和下滑柱，且上滑柱和下滑柱之間留設有裝藥腔；上滑柱和下滑柱均可拆卸地穿設于滑柱套筒的內腔，且上滑柱和下滑柱的材料均為導電材料；
5、所述摩擦機構包括擺錘、擺錘支架與擺錘底座；擺錘與擺錘支架轉動連接，且擺錘支架上刻設有角度，擺錘支架固定于擺錘底座的上表面，擺錘底座上開設有安裝腔，且滑柱套筒安裝于安裝腔的內底壁上，安裝腔的內頂壁固定有限位塊，且限位塊位于滑柱套筒的正上方，擺錘底座的側壁水平貫穿插設有擊桿，擊桿的末端靠近上滑柱的側壁，擺錘底座的底壁豎向貫穿插設有沖子，沖子穿設于滑柱套筒的內腔，且沖子位于下滑柱的正下方，沖子的下端與壓力加載系統連接；
6、所述電耦合系統包括電源、與上滑柱電性連接的上導電線和與下滑柱電性連接的下導電線；上導電線電性連接于電源的正極，下導電線電性連接于電源的負極。
7、進一步地，所述滑柱套筒的內壁以及下表面、下滑柱的側壁均設置有絕緣層；上滑柱的上表面與下滑柱的下表面均設置有絕緣墊片。
8、進一步地，所述滑柱套筒的內壁和下表面共同開設有呈l形的安裝凹槽，且安裝凹槽的上端部高于下滑柱的下表面，下導電線的中段嵌設于安裝凹槽的內部，且下導電線的中段的外側設置有絕緣層。
9、進一步地，所述上滑柱的上表面高于滑柱套筒的上表面，且上導電線的末端繞設于上滑柱高出滑柱套筒的部分的側壁；所述下導電線的末端環繞呈蚊香狀，且與下滑柱的下表面電性連接。
10、進一步地，所述電源為輸出電壓可調的穩壓電源，且其最大輸出電壓為250v。
11、進一步地，所述壓力加載系統包括液壓泵、液壓管路、雙作用液壓缸、控制器、壓力加載電源、控制面板；液壓泵通過液壓管路與雙作用液壓缸連接，液壓管路上安裝有液壓閥門，雙作用液壓缸的活塞桿的端部與沖子的底端固定，雙作用液壓缸的活塞桿上安裝有壓力傳感器；控制器分別與液壓泵、液壓閥門、控制面板、壓力傳感器電性連接；壓力加載電源分別與液壓泵、液壓閥門、控制面板、壓力傳感器電性連接。
12、一種含能材料摩擦感度的力電耦合測試方法，該測試方法是基于本專利技術所述的一種含能材料摩擦感度的力電耦合試驗裝置來實現的；所述測試方法包括如下步驟：
13、步驟s1：按照選定的質量稱取含能材料，備用；
14、步驟s2：將下滑柱穿設于滑柱套筒的內腔，并在下滑柱的下表面安裝下導電線，使下導電線的末端與下滑柱電性連接；
15、步驟s3：將下導電線的首端與電源的負極電性連接；
16、步驟s4：將步驟s1稱量的含能材料加入滑柱套筒，使得含能材料放置于下滑柱的上表面；
17、步驟s5：在滑柱套筒的上部安裝上滑柱，使上滑柱的下表面與含能材料相接觸；
18、步驟s6：在上滑柱的上部安裝上導電線，使上導電線的末端與上滑柱電性連接；而后，將上導電線的首端與電源的正極電性連接；
19、步驟s7：開啟通風，將組裝完成的裝樣組件安裝于摩擦機構的安裝腔內，確保下滑柱位于沖子的正上方、上滑柱位于限位塊的正下方，且擊桿的末端靠近上滑柱的側壁；
20、步驟s8：啟動壓力加載系統，并調整至選定的加載壓力，將擺錘調整至選定的擺角，將電源的電壓調整至選定的初始電壓后開啟電源，當壓力加載到預定數值后，上滑柱的上表面緊貼于限位塊的下表面，利用擺錘沖擊擊桿，從而擊桿沖擊上滑柱使其下表面與含能材料發生摩擦，進行摩擦感度測試，并記錄結果；若測試結果為爆炸，則執行步驟s9；若測試結果為不爆炸，則執行步驟s10；
21、步驟s9：執行步驟s1～步驟s7，將電源的電壓調低，使得電源的電壓與上一次測試電壓之間的差值為步長電壓，利用擺錘沖擊擊桿，從而擊桿沖擊上滑柱使其下表面與含能材料發生摩擦，進行摩擦感度測試，并記錄結果；若測試結果為爆炸，則執行步驟s11；若測試結果為不爆炸，則執行步驟s12；
22、步驟s10：執行步驟s1～步驟s7，將電源的電壓調高，使得電源的電壓與上一次測試電壓之間的差值為步長電壓，利用擺錘沖擊擊桿，從而擊桿沖擊上滑柱使其下表面與含能材料發生摩擦，進行摩擦感度測試，并記錄結果；若測試結果為爆炸，則執行步驟s11；若測試結果為不爆炸，則執行步驟s12；
23、步驟s11：計算摩擦感度測試的次數，若摩擦感度測試的次數小于n，n為正整數，則執行步驟s9；若摩擦感度測試的次數等于n，則執行步驟s13；
24、步驟s12：計算摩擦感度測試的次數，若摩擦感度測試的次數小于n，n為正整數，則執行步驟s10；若摩擦感度測試的次數等于n，則執行步驟s13；
25、步驟s13：根據n次摩擦感度測試的結果，采用火工品感度統計方法中的升降法得到50％發火臨界電壓。進一步地，
26、進一步地，所述選定本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種含能材料摩擦感度的力電耦合試驗裝置，其特征在于：包括摩擦感度測試儀，所述摩擦感度測試儀包括裝樣組件(1)、摩擦機構(2)、電耦合系統(3)以及壓力加載系統；
2.根據權利要求1所述的含能材料摩擦感度力電耦合實驗裝置，其特征在于：所述滑柱套筒(11)的內壁以及下表面、下滑柱(13)的側壁均設置有絕緣層；上滑柱(12)的上表面與下滑柱(13)的下表面均設置有絕緣墊片(15)。
3.根據權利要求1所述的含能材料摩擦感度力電耦合實驗裝置，其特征在于：所述滑柱套筒(11)的內壁和下表面共同開設有呈L形的安裝凹槽(16)，且安裝凹槽(16)的上端部高于下滑柱(13)的下表面，下導電線(33)的中段嵌設于安裝凹槽(16)的內部，且下導電線(33)的中段的外側設置有絕緣層。
4.根據權利要求1所述的含能材料摩擦感度力電耦合實驗裝置，其特征在于：所述上滑柱(12)的上表面高于滑柱套筒(11)的上表面，且上導電線(32)的末端繞設于上滑柱(12)高出滑柱套筒(11)的部分的側壁；所述下導電線(33)的末端環繞呈蚊香狀，且與下滑柱(13)的下表面電性連接。<...
【技術特征摘要】
1.一種含能材料摩擦感度的力電耦合試驗裝置，其特征在于：包括摩擦感度測試儀，所述摩擦感度測試儀包括裝樣組件(1)、摩擦機構(2)、電耦合系統(3)以及壓力加載系統；
2.根據權利要求1所述的含能材料摩擦感度力電耦合實驗裝置，其特征在于：所述滑柱套筒(11)的內壁以及下表面、下滑柱(13)的側壁均設置有絕緣層；上滑柱(12)的上表面與下滑柱(13)的下表面均設置有絕緣墊片(15)。
3.根據權利要求1所述的含能材料摩擦感度力電耦合實驗裝置，其特征在于：所述滑柱套筒(11)的內壁和下表面共同開設有呈l形的安裝凹槽(16)，且安裝凹槽(16)的上端部高于下滑柱(13)的下表面，下導電線(33)的中段嵌設于安裝凹槽(16)的內部，且下導電線(33)的中段的外側設置有絕緣層。
4.根據權利要求1所述的含能材料摩擦感度力電耦合實驗裝置，其特征在于：所述上滑柱(12)的上表面高于滑柱套筒(11)的上表面，且上導電線(32)的末端繞設于上滑柱(12)高出滑柱套筒(11)的部分的側壁；所述下導電線(33)的末端環繞呈蚊香狀，且與下滑柱(13)的下表面電性連接。
5.根據權利要求1所述的含能材料摩擦感度力電耦合實驗裝置，其特征在于：所述電源(31)為輸出電壓可調的穩壓電源，且其最大輸出電壓為250v。
6.根據權利要求1所述的含能材料摩擦感度的力電耦合試驗裝置，其特征在于：所述壓力加載系統包括液壓泵、液壓管路、雙作用液壓缸、控制器、壓力加載電源、控制面板；液壓泵通過液壓管路與雙作用液壓缸連接，液壓管路上安裝有液壓閥門，雙作用液壓缸的活塞桿的端部與沖子(24)的底端固定，雙作用液壓...
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁俊明，韓佩江，胡菲，荊蘇明，于雁武，王建華，楊棋，楊佳，
申請(專利權)人：中北大學，
類型：發明
國別省市：
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