炮口制退器制退力测试方法

摘要

本发明公开了一种炮口制退器制退力测试方法，在靠近炮口制退器的身管外表面对称选择四个测点，在每个测点上粘贴一片单向应变片，敏感栅方向沿身管轴线方向。上下表面测点应变片组成一个电桥系统，而左右表面测点应变片组成另一个电桥系统，两个电桥系统得到的应变求平均值。火炮射击，在后效期，火炮燃气流冲击炮口制退器，它给身管施加拉力，引起身管拉伸变形。应变片感知该拉伸变形，并以电信号形式由动态应变仪将电信号传输给数据采集器，经过数据处理，就得到了炮口制退器引起的身管轴向应变，再利用虎克定律，由此可以得到制退力。本发明对于研究火炮后坐阻力规律，减小射击激励力，降低炮口振动，提高火炮射击密集度具有划时代意义。

主权项

1.一种炮口制退器制退力测试方法，包括动态应变仪、应变片和数据采集器，其特征在于，采用应变测量原理实现炮口制退器制退力实验测试，在靠近炮口制退器的身管[1]外表面的某一横截面上对称选择四个测点，在每个测点上粘贴一片单向应变片[2]，敏感栅方向沿身管[1]轴线方向；上下表面测点应变片[2]组成一个电桥系统，而左右表面测点应变片[2]组成另一个电桥系统，两个电桥系统得到的应变求平均值；火炮射击，在后效期，火炮燃气流冲击炮口制退器，它给身管[1]施加向前的拉力，引起身管[1]拉伸变形；应变片[2]感知该拉伸变形，并以电信号形式由动态应变仪将电信号传输给数据采集器，经过数据处理，就得到了炮口制退器引起的身管[1]轴向应变，再利用虎克定律，由此可以得到制退力；上下表面测点应变片[2]组成电桥系统得到轴向拉应变，身管[1]上表面应变片[2]标记为R₁，身管[1]下表面应变片[2]标记为R₄；为了消除温度的影响，在不受力的构件上粘贴两片温度补偿片，分别标记为R_2B和R_3B，将R₁、R_2B、R_3B和R₄完成电桥连接；其中，R₁和R₄为工作片；在后效期过程中，身管[1]受力主要包括沿身管[1]轴线的制退力P、身管[1]受到的弯矩M和温度引起的应力，温度应力可以通过温度补偿而消除；由制退力P在上下外表面引起的应变标记为ε_1拉和ε_4拉，由弯矩M在上下外表面引起的应变标记为ε_1弯和ε_4弯，由温度在上下外表面引起的应变标记为ε_1温和ε_4温，温度补偿片R_2B和R_3B对应的应变分别为ε_2B和ε_3B；根据身管[1]结构的对称特性及R₁和R₄的粘贴对称特性，有ε_1弯＝-ε_4弯，ε_1拉＝ε_4拉               (1)及ε_1温＝ε_2B，ε_4温＝ε_3B                  (2)根据电桥工作原理及公式(1)和公式(2)，其输出电压与应变的关系为由公式(3)解出ε1拉，有则炮口制退器制退力P_z为P_z＝σs＝Eε_1拉s                  (5)为了消除测试误差，按照同样的方法和原理，在炮口制退器附近的身管[1]左右外表面对称位置粘贴应变片[2]，也可以得到轴向拉应变，左右拉应变和上下拉应变求平均值，记为ε，则公式(5)可以改写为P_z＝σs＝Eεs                     (6)公式(6)给出了应变实验测试原理求炮口制退器制退力的计算公式；因此，实验测试时，只要得到身管[1]轴向拉应变，并测量测点处身管[1]横截面积，就可以得到射击时的炮口制退器施加在身管[1]上的制退力。