气囊爆破试验夹具
阅读说明：本技术 气囊爆破试验夹具 (Air bag blasting test fixture ) 是由 张振华 刘仁凯 张重杰 王宏芝 杨阳 蔺凤英 吴燕 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明具体涉及一种气囊爆破试验夹具；包括夹具腔体,夹具腔体为上部为敞口的箱体,夹具腔体的前面板和左侧面板上共同铰接有L形的压板,夹具腔体的腔体内安装有囊体充气支撑辅助块,靠近夹具腔体后面板容纳腔内设置有缓冲阻尼器,夹具腔体前面板上还设置有进气嘴支撑圈,与进气嘴支撑圈相对应的夹具腔体前面板上还安装有进气嘴接口支架,进气嘴接口支架上设有快速锁紧螺母,夹具腔体的左右面板外侧共同铰接有夹具腔体敞口处的防护罩；本发明保证了气囊充气过程中因气囊尺寸和体积变化而所受的反力不会瞬间增加也不会瞬间减小,实现充气气流均匀流入,也实现减小瞬间破裂时气囊所受反力的冲击作用,提高了试验的安全性。(The invention relates to an air bag blasting test fixture; the clamp comprises a clamp cavity, the clamp cavity is a box body with an open upper part, an L-shaped pressing plate is hinged to a front panel and a left side panel of the clamp cavity together, a bag body inflating and supporting auxiliary block is installed in the clamp cavity, a buffer damper is arranged in a containing cavity close to a rear panel of the clamp cavity, an air inlet nozzle support ring is further arranged on the front panel of the clamp cavity, an air inlet nozzle interface support is further installed on the front panel of the clamp cavity corresponding to the air inlet nozzle support ring, a quick locking nut is arranged on the air inlet nozzle interface support, and a protective cover at the open part of the clamp cavity is hinged to the outer sides of the left panel and the right panel of the clamp cavity together; the invention ensures that the counter force borne by the air bag due to the size and volume change of the air bag in the air inflation process cannot be instantly increased or instantly reduced, realizes the uniform inflow of inflation airflow, also realizes the reduction of the impact effect of the counter force borne by the air bag during instant rupture, and improves the safety of the test.)
技术领域
本发明涉橡胶类材质囊类产品的泄露与爆破设计的辅助工具，具体涉及一种气囊爆破试验夹具。
背景技术
某型气囊为一种航空炸弹战斗部的主要部件，系燃气抛放弹的动作执行元件。它必须有较高的爆破强度，即在较低的充气压力下有很好的气密性，在几百毫秒内爆破压力不低于7兆帕下能够炸裂。依据该型气囊性能试验方法，结合气囊的形状、充气过程中变形的特点、装夹的便捷性、实验的安全性等情况，通过测量、计算、强度校核、缓冲阻尼器变形试验，设计制作了该型气囊性爆破能试验夹具。
原试验夹具主要由夹具腔体、囊体充气支撑块、进气连接嘴、进气嘴支撑圈、进气嘴接口支架、锁紧螺母、前护板、后背板等元件组成，结构较为简单。试验时，存在气囊充气前后的尺寸变化、体积变化、受力变化的情况，在爆破时，交变压力会对夹具腔体及其他元件产生冲击作用，存在安全性较低的问题。
发明内容
本发明为解决原试验夹具存在交变压力会对夹具腔体及其他元件的产生冲击作用，安全性较低的问题，提供一种气囊爆破试验夹具，保证了气囊充气过程中因气囊尺寸和体积变化而所受的反力不会瞬间增加也不会瞬间减小，实现充气气流均匀流入，也实现减小瞬间破裂时气囊所受反力的冲击作用，提高了试验的安全性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种气囊爆破试验夹具，包括夹具腔体，夹具腔体为上部为敞口的箱体，夹具腔体的前面板和左侧面板上共同开有一个L形的缺口，并在缺口处铰接有L形的压板，所述夹具腔体的腔体内安装有囊体充气支撑辅助块，囊体充气支撑辅助块靠近夹具腔体前面板和后面板的两侧面分别开设有容纳腔，靠近夹具腔体前面板的容纳腔用于放置气囊，靠近夹具腔体后面板容纳腔内设置有缓冲阻尼器，缓冲阻尼器朝向夹具腔体后面板的一侧安装有连接管，所述连接管外侧套设有弹簧，连接管的端部旋配有压簧螺钉，压簧螺钉穿过夹具腔体后面板后与连接管内部螺纹连接；夹具腔体前面板上还设置有进气嘴支撑圈，所述压板上开设有用于容纳进气嘴支撑圈的缺口，与进气嘴支撑圈相对应的夹具腔体前面板上还安装有进气嘴接口支架，进气嘴接口支架上设有快速锁紧螺母，夹具腔体的左右面板外侧共同铰接有夹具腔体敞口处的防护罩。
工作过程：试验时，在气囊的进气嘴上装上进气嘴支撑圈，抬起压板，将已经装好进气嘴支撑圈的气囊固定在夹具腔体的前面板的凹槽内，放下压板利用其上的缺口辅助压紧气嘴支撑圈，并锁紧压板，再通过手动转动进气嘴接口支架上的快速锁紧螺母将进气连接嘴旋入气囊的进气嘴内，连接好进气嘴，手动旋转压簧螺钉调整好弹簧的预紧力，压簧螺钉轴向移动可调节囊体充气支撑辅助块与气囊的距离，可以调整缓冲阻尼器的原始缓冲阻尼大小，放下防护罩并销紧，即可进行爆破试验。试验时，压缩空气由进气连接嘴进入气囊内腔，气囊的体积开始增大，内部的气压力使囊体充气支撑辅助块后退，同时囊体充气支撑辅助块压迫充气缓冲阻尼器使其变形产生反力，弹簧逐渐被压缩，反力也在逐渐增大，当气囊内腔的压力大于7MPa时，气囊破裂，反力突然消失，此时缓冲阻尼器和弹簧开始较缓慢地恢复到自由状态，本次试验结束。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明试验夹具结构紧凑、组成元件较少、便于维护，设计时充分考虑了可操作性和安全性。试验中所承受的压力冲击比较大，通过受力计算选用了复合聚酯弹性体材质的缓冲阻尼器、设计弹簧，利用缓冲阻尼器变形的退让性和弹簧以满足气囊在充气时支撑反力缓慢增大与破裂后支撑反力缓慢减小的情况，保证气囊充气时内部压力缓慢升高以及破裂后压力缓慢降低，将气囊内部快速的压力变化适当放缓。这样既保证了气囊充气过程中因气囊尺寸和体积变化而所受的反力不会瞬间增加也不会瞬间减小，实现充气气流均匀流入，也实现减小瞬间破裂时气囊所受反力的冲击作用，提高了试验的操作性和安全性，为试验结果的准确性提供保障。
附图说明
图1为本发明气囊爆破试验夹具结构分解示意图。
图2为本发明气囊爆破试验夹具的结构示意图。
图中标记如下：
1-夹具腔体，2-囊体充气支撑辅助块，3-缓冲阻尼器，4-进气连接嘴，5-进气嘴支撑圈，6-进气嘴接口支架，7-快速锁紧螺母，8-压板，9-防护罩，10-压簧螺钉，11-弹簧，12-橡胶垫。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例
如图1和2所示，一种气囊爆破试验夹具，包括夹具腔体1，夹具腔体1为上部为敞口的箱体，夹具腔体1的前面板和左侧面板上共同开有一个L形的缺口，并在缺口处铰接有L形的压板8，所述夹具腔体1的腔体内安装有囊体充气支撑辅助块2，囊体充气支撑辅助块2靠近夹具腔体1前面板和后面板的两侧面分别开设有容纳腔，靠近夹具腔体1前面板的容纳腔用于放置气囊，靠近夹具腔体1后面板容纳腔内设置有缓冲阻尼器3，缓冲阻尼器3朝向夹具腔体1后面板的一侧安装有连接管，所述连接管外侧套设有弹簧11，连接管的端部旋配有压簧螺钉10，压簧螺钉10穿过夹具腔体1后面板后与连接管内部螺纹连接；夹具腔体1前面板上还设置有两个进气嘴支撑圈5，所述压板8上开设有用于容纳进气嘴支撑圈5的缺口，与进气嘴支撑圈5相对应的夹具腔体1前面板上还安装有两个进气嘴接口支架6，进气嘴接口支架6上设有快速锁紧螺母7，夹具腔体1的左右面板外侧共同铰接有夹具腔体1敞口处的防护罩9。
进气嘴支撑圈5在套入气囊气嘴后可以方便快速地在夹具腔体1前面板上快速定位，通过压板8辅助支撑，再通过进气嘴接口支6架、快速锁紧螺母7快速固定并锁紧进气连接嘴；可以通过调节压簧螺钉10来调整弹簧对囊体充气支撑单元的预压力来获得合适的缓冲效果；以满足气囊爆破试验的要求，并提高其试验可操作性。
进一步的，所述夹具腔体1的前面板内侧铺设有橡胶垫12，橡胶垫12为厚橡胶垫，对夹具腔体1前面板及所设元件有缓冲作用。
进一步的，所述压板8与夹具腔体1左侧面板缺口处的水平端铰接，压板8在竖直平面内活动。
进一步的，靠近夹具腔体1前面板的囊体充气支撑辅助块2的容纳腔形状为半圆柱状，与气囊充气时达到塑性变形前的双曲线轮廓外形相吻合，且靠近夹具腔体1后面板的囊体充气支撑辅助块2的容纳腔为两个并列排列的两个半圆柱状腔体，两个半圆柱状腔体内分别装设有一个缓冲阻尼器3。该囊体充气支撑辅助块2紧贴缓冲阻尼器3，通过缓冲阻尼器3变形的退让性以满足气囊在充气时支撑反力缓慢增大与破裂后支撑反力缓慢减小的情况，保证气囊充气时内部压力缓慢升高以及破裂后压力缓慢降低，将气囊内部快速的压力变化适当放缓，有效降低交变压力对夹具腔体1、进气嘴支撑圈5、进气嘴接口支架6等元件的冲击。
进一步的，所述缓冲阻尼器3的为复合聚酯弹性体材质，满足气囊在充气时支撑反力缓慢增大与破裂后支撑反力缓慢减小的情况，保证气囊充气时内部压力缓慢升高以及破裂后压力缓慢降低，将气囊内部快速的压力变化适当放缓。
试验时，在气囊的进气嘴上装上进气嘴支撑圈5，抬起压板8，将已经装好进气嘴支撑圈5的气囊固定在夹具腔体1的前面板的凹槽内，放下压板8利用其上的缺口辅助压紧气嘴支撑圈5，并锁紧压板8，再通过手动转动进气嘴接口支架6上的快速锁紧螺母7将进气连接嘴4旋入气囊的进气嘴内，连接好进气嘴，手动旋转压簧螺钉10调整好弹簧11的预紧力，压簧螺钉10轴向移动可调节囊体充气支撑辅助块2与气囊的距离，可以调整缓冲阻尼器3的原始缓冲阻尼大小，放下防护罩9并销紧，即可进行爆破试验。试验时，压缩空气由进气连接嘴4进入气囊内腔，气囊的体积开始增大，内部的气压力使囊体充气支撑辅助块2后退，同时囊体充气支撑辅助块2压迫充气缓冲阻尼器3使其变形产生反力，弹簧11逐渐被压缩，反力也在逐渐增大，当气囊内腔的压力大于7MPa时，气囊破裂，反力突然消失，此时缓冲阻尼器3和弹簧11开始较缓慢地恢复到自由状态，本次试验结束。
该型气囊在充气爆破试验过程中，包含有气囊的外形变化、体积变化、受力变化以及夹具腔体1受力变化的情况。气囊在充气过程中外形由扁平状矩形变为双曲线轮廓的鼓形，属于橡胶件的弹性变形，随着压缩空气的不断充入，压力升高，气囊的外形将发生塑性变形直至破裂，此时的充气量即为每件气囊试验所需的压缩空气量，依据充气过程中气囊的外形尺寸变化与气源充气压力可以得出。气囊在充气过程中的瞬时的体积变化对囊体充气支撑辅助块2、进气嘴接口支架6有较大的压力冲击，为此本夹具中设计了与气囊充气时达到塑性变形前的双曲线轮廓外形相吻合的囊体充气支撑辅助块2，该囊体充气支撑辅助块2紧贴缓冲阻尼器3，通过缓冲阻尼器3变形的退让性以满足气囊在充气时支撑反力缓慢增大与破裂后支撑反力缓慢减小的情况，保证气囊充气时内部压力缓慢升高以及破裂后压力缓慢降低，将气囊内部快速的压力变化适当放缓，有效降低交变压力对夹具腔体、进气嘴支撑圈、进气嘴接口支架等元件的冲击；为了防止气囊破裂后的飞溅物伤人，在夹具腔体1顶部设计了防护罩9。这些都有效体现了试验的可操作性和安全性。
本发明试验夹具设计了独特的囊体充气支撑辅助块2，实现了随着气囊逐渐鼓起与瞬间破裂，囊体充气支撑辅助块2的支撑反力缓慢增大与缓慢减小，以消除瞬间充气和破裂泄压引起的压力变化对气囊进气嘴的撕扯以及对压板、夹具腔体的冲击作用，也实现了原始缓冲阻尼大小可调整。试验夹具能够推广到橡胶类材质囊类产品的泄露与爆破评价试验中，可以做为目前单进气嘴、双进气嘴多个品种的橡胶制品气囊的爆破试验装置，对目前两个型号的气囊的爆破性能试验起到很好的质量保证作用。
在夹具腔体1的前面板上设计了进气嘴支撑圈5、进气嘴接口支架6、快速锁紧螺母7、压板8，在夹具腔体1的前面板上采用了一面两孔的定位方式实现了快速定位与夹紧，并通过快速锁紧螺母可将进气连接嘴与气囊进气嘴密封相连，实现了便捷定位、密封牢靠，提高了试验的可操作性
通过受力计算选用了复合聚酯弹性体材质的缓冲阻尼器3、设计弹簧11，以满足气囊在充气时支撑反力缓慢增大与破裂后支撑反力缓慢减小的情况，保证气囊充气时内部压力缓慢升高以及破裂后压力缓慢降低，将气囊内部快速的压力变化适当放缓。实现充气气流均匀流入，也实现减小瞬间破裂时气囊所受反力的冲击作用，提高了试验的安全性。
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