logo好方法网

含能复合材料固化应力横纵波调控装置


技术摘要:
本申请涉及含能复合材料研究技术领域,尤其涉及一种关于含能复合材料固化的应力横纵波调控装置。该应力横纵波调控装置包括内装有待固化的含能复合材料的固化容器;及垂直入射至所述固化容器的垂直式激励器,和多个环绕所述垂直式激励器设置的斜入射至所述固化容器的斜  全部
背景技术:
推进剂、PBX炸药等含能复合材料的固化稳定性在应用中要求越来越高。例如,推 进剂作为航天重要燃料,随着航天工业在经济发展中作用的日益显著,工程应用中对航天 工业安全的要求越来越高,对推进剂的力学性能及稳定性的要求也越来越高。推进剂残余 应力的存在,会直接导致推进剂药柱出现裂纹,诱发开裂等现象,这会直接威胁航天器材的 运行安全。因此,需要进一步研究消减及均化推进剂、PBX炸药等含能复合材料内部的残余 应力,以提高其固化稳定性,提高在应用中的安全性。 现有技术中,申请公布号为CN109797279A、发明名称为“敞开式高能声束消减推进 剂固化残余应力装置”的发明专利申请中,公开了敞开式固化容器、高能声束换能器及紧固 装置三者的中心轴重合设置,这种设置下的高能声束为纵波,按纵波质点波动方向的特点, 纵波主要对轴向残余应力的进行作用,但是,引起变形脱粘的是径向残余应力,故现有技术 的残余应力的消减及均化效果有待提高。
技术实现要素:
本申请提供了一种关于含能复合材料固化的应力横纵波调控装置,通过入射横纵 波,对内的径向残余应力和轴向残余应力均进行消减及均化,以提高含能复合材料固化的 稳定性及力学性能。 本申请提供了一种关于含能复合材料固化的应力横纵波调控装置,包括: 内装有待固化的含能复合材料的固化容器;及 垂直入射至所述固化容器的垂直式激励器,和 多个环绕所述垂直式激励器设置的斜入射至所述固化容器的斜入式激励器,其倾 斜角介于第一临界角和第二临界角之间。 与现有技术相比,本申请所提供的应力横纵波调控装置包括垂直入射至固化容器 的垂直式激励器和斜入射至固化容器的斜入式激励器,且倾斜角介于第一临界角和第二临 界角之间,在固化容器内的待固化的含能复合材料进行由胶态至固态的固化过程中,垂直 入射到含能复合材料内的应力超声波主要为纵波,主要起到对其轴向残余应力的消减及均 化效应,而以介于第一临界角和第二临界角之间的倾斜角入射到含能复合材料内的应力超 声波同时具有纵波和横波,可以同时对其轴向残余应力和径向残余应力进行消减及均化, 实现对含能复合材料的多向残余应力的调控,增强其固体颗粒的均匀性,提高含能复合材 料固化的力学性能和稳定性。并且,该斜入式激励器具有多个,且环绕该垂直式激励器设 置,使固化容器内具有多相混合物介质的含能复合材料粒子质点受控于该横波及纵波,做 类似于三维椭圆体轨迹的运动,这样可以进一步实现对含能复合材料内部任意方向的残余 3 CN 111592431 A 说 明 书 2/5 页 应力的消减及均化,进一步增强其颗粒均匀性,提高含能复合材料固化的力学性能和稳定 性。 进一步的,所述垂直式激励器的发射端和多个所述斜入式激励器的发射端合体为 一体式发射端。 这样与只是设有多个激励器分别插入至固化容器的方案相比,可以进一步的缩小 声界面,减小声衰减以及提高能量的传递效率。 进一步的,所述一体式发射端具有垂直入射的第一声楔块和斜入射的第二声楔 块, 所述第一声楔块与所述垂直式激励器的发射端对应耦合连接,所述第二声楔块与 所述斜入式激励器的发射端对应耦合连接。 这种具体设置方式可以简单直接高效的实现多个激励器发射端一体化。 更进一步的,所述第一声楔块设置于所述一体式发射端的中心位置,多个所述第 二声楔块环绕所述第一声楔块均匀设置。 这样设置更有助于含能复合材料固化过程中整体应力调控消减的均匀性,提高固 体颗粒的均匀度,提高含能复合材料固化的力学性能和稳定性。 进一步的,所述固化容器顶部与所述一体式发射端耦合对接; 所述垂直式激励器对应所述固化容器顶部的中心位置设置,多个所述斜入式激励 器环绕所述垂直式激励器均匀设置。 这样设置更有助于含能复合材料固化过程中整体应力调控消减的均匀性,提高固 体颗粒的均匀度,提高含能复合材料固化的力学性能和稳定性。 更进一步的,具有一个所述垂直式激励器,且对应所述固化容器顶部的中心位置 设置,具有三个所述斜入式激励器,且环绕所述垂直式激励器均匀设置。 该设置的个数可根据待固化的含能复合材料量、固化容器体积等具体设定,以得 到较佳的合理设置方式。 进一步的,具有多个所述垂直式激励器,且多个所述垂直式激励器对应于所述固 化容器顶部的中心位置均匀分布。 这样可以加强纵波能量的射入,提高轴向残余应力的消减及均化效率。 进一步的,所述固化容器为罐体结构,所述一体式发射端的边缘与所述固化容器 顶部的边缘紧固连接。 以进一步保证含能复合材料固化过程的有效进行。 进一步的,不同的所述斜入式激励器的倾斜角相同或不相同。 斜入式激励器的倾斜角介于第一临界角和第二临界角之间,其具有很大的调控范 围,各斜入式激励器的倾斜角可根据需要选择该范围内的任意角度,不同的斜入式激励器 的倾斜角相同或不相同均可,以实现最优的横纵波调控方案,达到最好的含能复合材料固 化中残余应力的消减及均化效果,达到最好的稳定性,进而实现应用中安全性最大化。 进一步的,所述固化容器内壁表面均匀涂覆有脱模剂。 这样可以使固化后的含能复合材料取出时更容易脱落,保证含能复合材料的完整 无损,以及可以更方便固化容器重复多次使用。 应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本 4 CN 111592431 A 说 明 书 3/5 页 申请。 附图说明 图1为本申请实施例所提供的应力横纵波调控装置的结构示意图; 图2为本申请实施例所提供的应力横纵波调控装置的俯视图; 图3为本申请实施例所提供的应力横纵波调控装置的另一角度的结构示意图; 图4为本申请实施例所提供的一体式发射端的结构示意图; 图5为本申请实施例所提供的一体式发射端的另一角度的结构示意图。 附图标记: 10-固化容器; 20-垂直式激励器; 30-斜入式激励器; 40-一体式发射端; 41-第一声楔块; 42-第二声楔块; 43-连接孔。 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施 例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
下载此资料需消耗2积分,
分享到:
收藏