彭湃, 王军评, 毛勇建, 黄海莹, 李翀, 张军, 杨琪

(中国工程物理研究院总体工程研究所, 绵阳 621999)

特种装备或放射性运输容器等复杂涉危性物品在运输(公路、铁路、空运)和使用过程中,一旦遭受异常撞击等事故环境[1-3],结构将在强冲击载荷的作用下发生变形、破坏,并可能致使其内部的高能炸药或放射性物品在外界能量刺激下发生化爆或泄漏[4-7]。因此,异常撞击安全性问题已得到广泛的关注和重视,中外开展了大量的研究工作。

目前,撞击安全性的试验研究主要通过跌落塔、火箭撬、高空缆绳等[8-11]方式实现。跌落塔受自身结构形式的影响,其最大速度受限(速度一般小于40 m/s),一般用于模拟吊装、公路运输等较低碰撞速度的安全性研究。火箭撬的速度可以在每秒几十米至几千米的范围,高空缆绳通过自由跌落和火箭复合加速后最大速度可达244 m/s,承载能力可从数十克至数吨,但这两种试验设施占地面积大、造价昂贵、单次使用成本高,且在中低速段(几十至百余米每秒)加载速度离散性大[12](速度误差可能达到10%以上),可控性较差。

基于高压空气驱动的撞击试验装置为大负载试验件的撞击安全性研究提供了一种新的手段。该类型试验装置利用高压空气作为动力,可以在较短距离内推动吨级以上试件加速至每秒几十米到百米的发射速度,具有较好的经济性、可控性,弥补了跌落塔、火箭撬、高空缆绳等试验装置的不足[13]。对于该类型试验装置,发射速度的精确控制是试验成败的关键。……