本发明剪切试验装置，特别是涉及一种标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置。
背景技术：
1、剪切是含能材料面临的一种重要刺激源。在外界机械刺激下，战斗部装药或推进剂装药会发生应力集中，并伴随有流动现象。强烈的剪切作用下，含能材料局部温升，最终可能引起意外点火，影响武器系统安全性。因此，有必要发明一种试验装置，标定含能材料剪切点火的临界条件。
2、目前，含能材料机械刺激点火安全性评估标准中，以撞击、摩擦两种机械刺激为主，尚未对含能材料剪切刺激安全性进行单独评估。为此，国内外学者基于落锤实验等现有试验手段，改进或开发了一系列含能材料剪切点火安全性试验装置，主要可分为落锤驱动撞击剪切实验装置和杆驱动动态剪切实验装置两类。
3、(1)落锤驱动撞击剪切实验装置。该类实验装置以落锤或其他重物跌落的动能为驱动能源，通过特殊的模具设计，将撞击载荷转化为剪切载荷，施加于实验样品。
4、dai等人依托落锤装置，将炸药试样夹于软硬不同的上下垫片之间，利用试样上下表面垫片弹性模量的差异实现撞击剪切加载。
5、代晓淦等人将炸药柱放置于金属落锤内部，跌落撞击地面撞针，使试样受到击针的局部撞击和局部剪切作用。试验通过压力、加速度及空气冲击波超压表征炸药反应程度。
6、田轩等人设计的剪切模，炸药试样放置于剪切模上方。落锤撞击压块，驱动试样向下运动，迫使剪切模施加剪切载荷。
7、(2)杆驱动动态剪切实验装置。该类实验装置基于分离式霍普金森压杆技术，由气枪发射的撞击杆提供动能，通过特殊的接触面设计提供纯剪切载荷或压缩剪切载荷。
8、stephan r等人基于分离霍普金森杆对双基推进剂进行了动态冲剪实验。实验将样品固定于输入杆和输出杆之间，输出杆后端自由。子弹杆撞击入射杆使其向右运动，从而对样品施加剪切载荷。
9、miller.b等人将试样与杆的接触面由垂直于杆改为与杆呈一定角度，将压缩应力分解为垂直于接触面的压缩应力和平行于接触面的剪切应力，从而对样品施加剪切载荷。
10、目前含能材料剪切安全性试验装置存在结构复杂、无法精确观测临界点火状态等缺点。现有技术中的落锤撞击剪切试验装置体积庞大，且使用药量较多，实验需在室外大型试验场地进行，实验成本和场地要求较高。此外，上述试验中，试样均被安装在装置内部，虽然现有技术也有装置样品裸露，但由于杆的遮挡，无法直接观测样品的剪切响应过程。实验时，当外部观察到火焰时，其内部样品已经反应一段时间，无法确定临界点火状态，因此无法准确标定临界点火条件，不利于对含能材料剪切安全性的深入分析。因此，本发明旨在提供一种低成本、精确观测的标定含能材料剪切点火临界条件的实验装置。
技术实现思路
1、本发明提供一种标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，能够实现含能材料剪切点火过程的实时观测、精确标定含能材料剪切点火临界条件，同时具备体积小、成本低、功能拓展性强的优点。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、一种标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置包括：背板、剪切冲头、盖板、可视化窗口和紧固螺钉，所述剪切冲头设置在所述背板的上方，所述背板通过所述紧固螺钉和所述盖板固定连接，所述可视化窗口设置在所述盖板的中间位置，所述背板的中间位置设有半圆柱形空腔。
4、可选地，所述背板和所述盖板为长方体构件。
5、可选地，所述剪切冲头包括冲头头部和剪切体，所述冲头头部为圆柱形，所述剪切体为半圆柱形，所述冲头头部与现行落锤撞击感度仪的落锤撞针相同直径，并作倒角处理使载荷分布均匀。
6、可选地，所述背板包括剪切背板、冲塞背板、缝隙挤压背板和压缩背板。
7、可选地，所述剪切背板前面中心位置包括上侧空腔、中部空腔和下侧空腔三个同轴半圆柱形空腔；所述上侧空腔为冲头通道，用于安装剪切冲头；所述中部空腔为样品腔，用于安装试样；所述下侧空腔为预留的样品变形流动通道，所述冲头通道的直径和所述样品变形流动通道的直径相同。
8、可选地，所述冲塞背板前面中心位置包括上侧空腔和中部空腔两个同轴半圆柱形空腔；所述上侧空腔为冲头通道，用于安装剪切冲头；所述中部空腔为样品腔，用于安装试样；所述冲头通道的直径小于所述样品变形流动通道的直径。
9、可选地，所述缝隙挤压背板前面中心位置包括上侧空腔、中部空腔和下侧空腔三个同轴半圆柱形空腔；所述上侧空腔为冲头通道，用于安装剪切冲头；所述中部空腔为样品腔，用于安装试样；所述下侧空腔为预留的样品变形流动通道，所述冲头通道的直径等于所述样品腔的直径，所述样品腔的直径大于所述样品变形流动通道的直径。
10、可选地，所述压缩背板前面中心位置包括上侧空腔和中部空腔两个同轴半圆柱形空腔；所述上侧空腔为冲头通道，用于安装剪切冲头；所述中部空腔为样品腔，用于安装试样；所述冲头通道的直径等于所述样品腔的直径。
11、可选地，所述背板两侧布置8个螺孔，所述螺孔上设置所述紧固螺钉与盖板连接，所述背板下部两侧有凸耳，所述凸耳上有定位螺孔，通过所述定位螺孔与连接底座连接。
12、可选地，所述可视化窗口安装蓝宝石玻璃。
13、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
14、本发明提供一种标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，该装置包括：背板、剪切冲头、盖板、可视化窗口和紧固螺钉，所述剪切冲头设置在所述背板的上方，所述背板通过所述紧固螺钉和所述盖板固定连接，所述可视化窗口设置在所述盖板的中间位置，所述背板的中间位置设有半圆柱形空腔。上述装置能够实现含能材料剪切点火过程的实时观测、精确标定含能材料剪切点火临界条件，同时具备体积小、成本低、功能拓展性强的优点。
1.一种标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，其特征在于，所述装置包括：背板、剪切冲头、盖板、可视化窗口和紧固螺钉，所述剪切冲头设置在所述背板的上方，所述背板通过所述紧固螺钉和所述盖板固定连接，所述可视化窗口设置在所述盖板的中间位置，所述背板的中间位置设有半圆柱形空腔。
2.根据权利要求1所述的标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，其特征在于，所述背板和所述盖板为长方体构件。
3.根据权利要求1所述的标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，其特征在于，所述剪切冲头包括冲头头部和剪切体，所述冲头头部为圆柱形，所述剪切体为半圆柱形，所述冲头头部与现行落锤撞击感度仪的落锤撞针相同直径，并作倒角处理使载荷分布均匀。
4.根据权利要求1所述的标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，其特征在于，所述背板包括剪切背板、冲塞背板、缝隙挤压背板和压缩背板。
5.根据权利要求4所述的标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，其特征在于，所述剪切背板前面中心位置包括上侧空腔、中部空腔和下侧空腔三个同轴半圆柱形空腔；所述上侧空腔为冲头通道，用于安装剪切冲头；所述中部空腔为样品腔，用于安装试样；所述下侧空腔为预留的样品变形流动通道，所述冲头通道的直径和所述样品变形流动通道的直径相同。
6.根据权利要求4所述的标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，其特征在于，所述冲塞背板前面中心位置包括上侧空腔和中部空腔两个同轴半圆柱形空腔；所述上侧空腔为冲头通道，用于安装剪切冲头；所述中部空腔为样品腔，用于安装试样；所述冲头通道的直径小于所述样品变形流动通道的直径。
7.根据权利要求4所述的标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，其特征在于，所述缝隙挤压背板前面中心位置包括上侧空腔、中部空腔和下侧空腔三个同轴半圆柱形空腔；所述上侧空腔为冲头通道，用于安装剪切冲头；所述中部空腔为样品腔，用于安装试样；所述下侧空腔为预留的样品变形流动通道，所述冲头通道的直径等于所述样品腔的直径，所述样品腔的直径大于所述样品变形流动通道的直径。
8.根据权利要求4所述的标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，其特征在于，所述压缩背板前面中心位置包括上侧空腔和中部空腔两个同轴半圆柱形空腔；所述上侧空腔为冲头通道，用于安装剪切冲头；所述中部空腔为样品腔，用于安装试样；所述冲头通道的直径等于所述样品腔的直径。
9.根据权利要求1所述的标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，其特征在于，所述背板两侧布置8个螺孔，所述螺孔上设置所述紧固螺钉与盖板连接，所述背板下部两侧有凸耳，所述凸耳上有定位螺孔，通过所述定位螺孔与连接底座连接。
10.根据权利要求1所述的标定含能材料剪切点火临界条件的试验装置，其特征在于，所述可视化窗口安装蓝宝石玻璃。
