分步壓裝工藝，通過撥料器的協(xié)調(diào)動作，將每份炸藥輸送到彈丸殼體內(nèi)，在設(shè)定的壓力下，螺桿沖壓每一份炸藥，自動完成裝藥過程。

因此，流入彈體內(nèi)的炸藥量主要是依靠其本身的流散性。流散性太好，會影響裝藥密度；流散性太差，會增加壓制次數(shù)，較少的顆粒粉承受較大的壓力載荷，導(dǎo)致柱體溫度很快升高，大大增加了工藝過程的危險性。

為研究造型流動性對分步壓裝工藝適應(yīng)性及安全性的影響，亟需一套多維度細(xì)觀造型粉顆粒運(yùn)動數(shù)字散斑動態(tài)分析裝置，其中包含三維應(yīng)變測量分析系統(tǒng)，顯微DIC應(yīng)變測量系統(tǒng)，成型加載裝置，以及紅外相機(jī)非接觸測溫裝置，以實時獲取樣品沖壓溫度，分析其流動速度、堆積密度等參數(shù)，為分步壓裝工藝要求提供評判依據(jù)。

三維應(yīng)變測量分析裝置-定制隔爆罩

1、三維應(yīng)變測量分析裝置

XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)選配相機(jī)：搭配兩臺500萬像素工業(yè)相機(jī)；兩臺400萬像素高速攝像機(jī)。工業(yè)相機(jī)最大幀率為35fps；高速相機(jī)最大幀率為500fps。

測量指標(biāo)：

應(yīng)變精度≤0.01%；位移精度≤0.01mm；應(yīng)變范圍 0.01%- 1000%；

被測物尺度支持10mm-5000mm范圍的測量幅面，可定制更多測量幅面。

對XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場測試，測試靜態(tài)跳動應(yīng)變≤0.01%；位移精度≤0.01mm。

DIC軟件測試分析，最大應(yīng)變測量范圍可達(dá)1000%，應(yīng)變測量范圍為0.01%- 1000%。

支持試驗機(jī)力信號的串口通訊或者模擬型號接入，可計算材料的彈性模量、泊松比、R 值和 N 值等參數(shù)。

2、顯微應(yīng)變測量分析裝置

新拓三維顯微DIC應(yīng)變測量系統(tǒng)搭配兩臺500萬像素工業(yè)相機(jī)，最大幀率為75fps。搭配光學(xué)體式顯微鏡，變倍比為12.5倍，可實現(xiàn)0.8x-10x倍率變化。

測量指標(biāo)：

測量幅面：2mm-10mm。應(yīng)變測量范圍：0.005%-1000%； 位移最高精度 0.005mm,應(yīng)變最高測量精度：0.005%

顯微應(yīng)變測量裝置測試，其位移靜態(tài)跳動偏差在0.005mmn內(nèi)，應(yīng)變精度在0.005%內(nèi)。

顯微DIC軟件可實現(xiàn)1000%應(yīng)變測量，結(jié)合0.005%應(yīng)變精度，軟件可實現(xiàn)0.005%-1000%應(yīng)變測量范圍。

顯微應(yīng)變測量裝置配置防爆防護(hù)罩：

3、小型力學(xué)試驗機(jī)裝置

本系統(tǒng)配置防爆型小型力學(xué)試驗機(jī)1套，滿量程測力范圍為0.4%-100% ，最大負(fù)荷為500N，精度等級為0.5 級。

與新拓三維顯微DIC測量系統(tǒng)搭配，用于微型穩(wěn)態(tài)拉伸試驗，最大負(fù)荷可達(dá)2kN，測量精度等級符合0.5級，試驗機(jī)滿量程測力范圍為0.4%-100%。

4、溫度測量裝置

本系統(tǒng)配置接觸式多路溫度記錄儀，非接觸式測溫儀各一套。接觸式溫度記錄儀，分辨率為0.1℃；測溫范圍：-50℃到300℃。

非接觸式測溫儀一套，其測溫精度為2℃, 并具有溫度場記錄功能。熱成像像素640× 512，像元大小17 μm，測溫范圍：-20°C~+550°C。

多維度細(xì)觀造型粉顆粒動態(tài)分析實驗流程

（1）將造型粉顆粒放置于壓制容器內(nèi)，將測量裝置架設(shè)到合適的測量位置。

造型粉顆粒與DIC測量裝置

（2）試驗機(jī)進(jìn)行壓縮，DIC雙目相機(jī)同步采集數(shù)據(jù)。

（3）DIC軟件計算分析，獲取位移場、應(yīng)變場、溫度等數(shù)據(jù)。

三維應(yīng)變測量裝置分析數(shù)據(jù)結(jié)果

下圖為XTDIC三維應(yīng)變測量系統(tǒng)分析裝置位移場云圖，位移量隨加載時間逐漸增大，云圖整體位移量從上往下依次減小，與理論預(yù)期一致。

位移場云圖

下圖為三維應(yīng)變測量分析裝置應(yīng)變場云圖，應(yīng)變量隨加載時間逐漸增大，在局部位置出現(xiàn)應(yīng)變集中現(xiàn)象，與理論預(yù)期一致。

應(yīng)變場云圖

DIC顯微應(yīng)變測量裝置分析數(shù)據(jù)結(jié)果

下圖為DIC顯微應(yīng)變測量系統(tǒng)，分析裝置加載過程位移場云圖，位移量隨加載時間逐漸增大，云圖整體位移量從左到右依次減小，與理論預(yù)期一致。

位移場云圖

下圖為DIC顯微應(yīng)變測量系統(tǒng)分析裝置加載過程應(yīng)變場云圖，應(yīng)變量隨加載時間逐漸增大。最大應(yīng)變量為0.0001（即100微應(yīng)變），可以看到明顯的應(yīng)變逐漸遞增趨勢。

應(yīng)變場云圖

溫度數(shù)據(jù)與溫度場分析數(shù)據(jù)結(jié)果

下圖為接觸式測量儀測量數(shù)據(jù)。軟件可直觀顯示三路傳感器的溫度數(shù)據(jù)。

接觸式測溫儀數(shù)據(jù)

下圖為紅外相機(jī)測量溫度場數(shù)據(jù)。軟件可直觀顯示溫度場云圖。

溫度場云圖

試驗結(jié)果表明，采用多維度細(xì)觀造型粉顆粒運(yùn)動數(shù)字散斑動態(tài)分析裝置，可分析造型粉顆粒在分布壓裝過程中的位移場、應(yīng)變場計算結(jié)果，結(jié)合DIC顯微應(yīng)變測量系統(tǒng)，可分析微觀尺度下的位移場與應(yīng)變場，并實時觀測壓裝過程中溫度變化結(jié)果，有助于開展炸藥流散性以及分步壓裝工藝相關(guān)試驗研究工作。