爆炸波模擬復(fù)合加載裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種爆炸波模擬復(fù)合加載裝置，包括爆室以及管體，爆室是一個(gè)長(zhǎng)方體，管體與爆室密封連接，管體內(nèi)填充空氣，管體的末端設(shè)置傳感器，傳感器與示波器連接，管體分為第一管體和第二管體，第一管體靠近爆室，第二管體的底部開口，第二管體的開口處與土壤接觸，土壤內(nèi)由上而下設(shè)置若干傳感器，傳感器分別通過導(dǎo)線與示波器連接，該裝置充分模擬半地下防護(hù)工程的環(huán)境，根據(jù)測(cè)量不同位置的沖擊波波形以及反射超壓波波形確定爆炸沖擊波的波陣面反射和入射超壓以及無(wú)量綱正壓的作用時(shí)間的變化規(guī)律、管體端頭壁面荷載與有效裝填爆炸物密度的關(guān)系、管體內(nèi)的土中應(yīng)力波的傳播和變化規(guī)律，為半地下防護(hù)工程建造時(shí)的性能參數(shù)提供參考。
【專利說明】爆炸波模擬復(fù)合加載裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試裝置，特別涉及一種爆炸波模擬復(fù)合加載裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近期在戰(zhàn)爭(zhēng)中使用的常規(guī)武器向高精度、大當(dāng)量發(fā)展，常規(guī)武器的爆炸能量越來(lái)越大，爆炸沖擊波荷載具有與以往不同的特點(diǎn)。但同時(shí)這個(gè)時(shí)期是防護(hù)工程迅速發(fā)展時(shí)期，新材料新技術(shù)不斷在防護(hù)工程中應(yīng)用，但在測(cè)試半地下防護(hù)工程抗壓力的實(shí)驗(yàn)中仍然需要在野外進(jìn)行測(cè)試，而野外測(cè)試及其耗費(fèi)炸藥，且難以模擬準(zhǔn)確的爆炸波波形，目前仍然缺乏爆炸波沖擊半地下工程的模擬加載裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種爆炸波模擬復(fù)合加載裝置，該裝置可以模擬爆炸物爆炸產(chǎn)生的沖擊波波形，為半地下防護(hù)工程抗大當(dāng)量爆炸物沖擊波的參數(shù)提供方便，減小與真實(shí)環(huán)境中爆炸沖擊波參數(shù)的誤差，并且節(jié)省模擬爆炸物的藥量。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供以下的技術(shù)方案:一種爆炸波模擬復(fù)合加載裝置，包括爆室以及管體，爆室是一個(gè)長(zhǎng)方體，管體與爆室密封連接，管體內(nèi)填充空氣，管體的末端設(shè)置第一傳感器，第一傳感器通過導(dǎo)線與示波器連接，管體分為第一管體和第二管體，第一管體與第二管體為一體結(jié)構(gòu)，第一管體靠近爆室，第二管體的底部開口，第二管體的開口處與土壤接觸，土壤內(nèi)由上而下均勻設(shè)置若干第二傳感器，第二傳感器分別通過導(dǎo)線與示波器連接。
[0005]優(yōu)選的，管體為方形管；
[0006]優(yōu)選的，第一管體的截面為0.8X0.4m，第二管體的截面為0.8X1.2m，第二管體與第一管體的高度差為0.8m ；
[0007]優(yōu)選的，第二管體內(nèi)的土壤的高度為0.8m ；
[0008]優(yōu)選的，管體的總長(zhǎng)度為22m，且第一管體的長(zhǎng)度為7m ；
[0009]優(yōu)選的，爆室的長(zhǎng)、寬、高分別為2m、lm、lm。
[0010]采用上述技術(shù)方案，將管體分為兩部分，充分模擬半地下防護(hù)工程的環(huán)境，爆炸沖擊波沿管體內(nèi)向前行進(jìn)，當(dāng)沖擊波行進(jìn)到管體末端端頭時(shí)，管體端面反射沖擊波形成反射超壓波，第一傳感器將收集的信號(hào)傳送到示波器，在示波器中顯示出爆炸沖擊波的波形，而第二傳感器則將收集的信號(hào)傳送至同一示波器，根據(jù)測(cè)量與真實(shí)爆炸環(huán)境相似的土壤沖擊波波形以及反射超壓波波形，再通過量綱分析確定爆炸沖擊波的波陣面反射和入射超壓以及無(wú)量綱正壓的作用時(shí)間的變化規(guī)律、管體端頭壁面荷載與有效裝填爆炸物密度的關(guān)系、管體內(nèi)的土中應(yīng)力波的傳播和變化規(guī)律，為半地下防護(hù)工程建造時(shí)的性能參數(shù)提供參考，減小與真實(shí)環(huán)境中爆炸沖擊波參數(shù)的誤差。
[0011]管體設(shè)置為方形管，便于固定；第一管體的截面為0.8X0.4m，第二管體的截面為
0.8X1.2m，第二管體與第一管體的高度差為0.8m，爆室的長(zhǎng)、寬、高分別為2m、lm、lm，使管體和爆室分布合理，節(jié)約空間；第二管體內(nèi)的土壤的高度為0.Sm，確保管體接觸的土壤深度足夠，便于測(cè)量土壤內(nèi)應(yīng)力波的傳播；管體的總長(zhǎng)度為22m，且第一管體的長(zhǎng)度為7m，使第二管體與土壤接觸的截面足夠大，長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，便于記錄爆炸物爆炸沖擊波的波形。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]其中，1.爆室2.管體3.第一管體4.第二管體5.土壤6.第一傳感器
7.第二傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型爆炸波模擬復(fù)合加載裝置，包括爆室I以及管體2，爆室I是一個(gè)長(zhǎng)方體，爆室I的長(zhǎng)、寬、高分別為2m、lm、Im,爆室I的側(cè)壁開有小孔，管體2與爆室I密封連接，管體2填充空氣，管體2的末端設(shè)置第一傳感器6，第一傳感器6通過導(dǎo)線與示波器連接，管體2分為第一管體3和第二管體4，管體的總長(zhǎng)度為22m，且第一管體3的長(zhǎng)度為7m,第二管體4的長(zhǎng)度則為15m,管體2設(shè)置為方形管,且第一管體3的截面為0.8X0.4m,第二管體4的截面為0.8 X 1.2m，第一管體3與第二管體4為一體結(jié)構(gòu)，第一管體3靠近爆室I，第二管體4的底部開口，第二管體4的開口處與土壤5接觸，第二管體4內(nèi)的土壤5的高度為0.Sm, 土壤5內(nèi)由上而下均勻設(shè)置若干第二傳感器7，第二傳感器7分別通過導(dǎo)線與示波器連接。
[0016]采用上述技術(shù)方案后，將管體2分為第一管體3和第二管體4，并讓第二管體4內(nèi)進(jìn)入0.8m高的土壤5，充分模擬半地下防護(hù)工程的環(huán)境，當(dāng)爆炸沖擊波沿管體2內(nèi)向前行進(jìn)時(shí)，沖擊波行進(jìn)到管體2末端端頭，管體2端面反射沖擊波形成超壓波，第一傳感器6和第二傳感器7將收集的信號(hào)傳送到示波器，在示波器中顯示出反射超壓波的波形以及土壤5中的應(yīng)力波，根據(jù)兩種波的波形可以確定爆炸沖擊波的波陣面反射和入射超壓以及正壓的作用時(shí)間的變化規(guī)律、管體2端頭壁面荷載與有效裝填爆炸物密度的關(guān)系、管體2內(nèi)的土中應(yīng)力波的傳播和變化規(guī)律，為半地下防護(hù)工程建造時(shí)的性能參數(shù)提供參考，減小與真實(shí)環(huán)境中爆炸沖擊波參數(shù)的誤差。
[0017]將管體2設(shè)置為方形管，便于固定管體2 ;第一管體3的截面為0.8X0.4m，第二管體4的截面為0.8X 1.2m,第二管體4與第一管體3的高度差為0.8m,爆室I的長(zhǎng)、寬、高分別為2m、lm、lm,使管體2和爆室I分布合理，節(jié)約空間；第二管體4內(nèi)的土壤5的高度為
0.Sm，確保第二管體4接觸的土壤5深度足夠，便于測(cè)量土壤5內(nèi)應(yīng)力波的傳播；管體2的總長(zhǎng)度為22m，且第一管體3的長(zhǎng)度為7m，使第二管體4與土壤5接觸的截面足夠大，長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，便于記錄爆炸物爆炸沖擊波的波形。
[0018]在使用時(shí)，首先將爆炸物放入爆室I的中心，爆炸物連接雷管，雷管再通過爆室I側(cè)壁上開的小孔向外延伸，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過點(diǎn)燃雷管引燃爆室I內(nèi)的爆炸物。
[0019]實(shí)驗(yàn)的第一階段為調(diào)試階段，在該階段中，使用密度為12g/m的導(dǎo)爆索作為爆炸源，放置于爆室I的中心，通過改變導(dǎo)爆索的藥量以及測(cè)點(diǎn)的位置時(shí)產(chǎn)生的爆炸波波形，計(jì)算出該裝置的量綱分析的精確公式；第二階段為正式試驗(yàn)階段，利用量綱分析設(shè)置爆室I的裝藥量和測(cè)試裝置距離爆點(diǎn)位置，得出可以模擬大當(dāng)量常規(guī)武器的基本波形，按照沖擊波正反射壓力由小到大的順序進(jìn)行微小調(diào)整，直到模擬出需要的大當(dāng)量常規(guī)武器的準(zhǔn)確波形。
[0020]通過在爆室I內(nèi)改變裝藥量來(lái)模擬爆炸沖擊波荷載，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，通過實(shí)驗(yàn)可以得出，在爆室I內(nèi)放入13.65g導(dǎo)爆索，即可產(chǎn)生波陣面反射超壓為0.1MPa、正壓作用時(shí)間為IOOms的沖擊波荷載。但若要在野外進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)爆炸相似定律的計(jì)算，需要IlOT的TNT，在距離爆心126m的距離上觸地爆炸，才能產(chǎn)生與本發(fā)明裝置等效的沖擊波荷載。兩者需要的裝藥量后者是前者的800萬(wàn)倍，可見本設(shè)備明顯的節(jié)約費(fèi)用。
[0021]該裝置可以通過改變裝藥量調(diào)試出合適的沖擊波波形，該波形與大當(dāng)量常規(guī)武器爆炸相似。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過量綱理論得出以下結(jié)論:管體2中沖擊波參數(shù)依賴于三個(gè)無(wú)量綱變量，即炸藥的有效裝藥密度、管體2與爆室截面積之比、測(cè)點(diǎn)距離爆室I的距離與管體2有效直徑之比，在以此為指導(dǎo)并以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，得出空氣與土雙介質(zhì)爆炸波在模擬裝置中產(chǎn)生的爆炸沖擊波在管體2中的傳播規(guī)律。本裝置解決了空氣與土雙介質(zhì)中爆炸波模擬問題，利用該設(shè)備產(chǎn)生的空氣沖擊波和土中應(yīng)力波可以解決半地下工程加載不均勻的難題。管體2內(nèi)沖擊波參數(shù)，即反射超壓、入射超壓和無(wú)量綱正壓作用時(shí)間，可按量綱分析公式計(jì)算得出。當(dāng)土壤5中含水量較低時(shí)，即土壤5含水量為20%左右，土壤5內(nèi)結(jié)構(gòu)壓力隨著土壤5深度增加而減少；當(dāng)土壤5內(nèi)含水量較高時(shí)，即含水量為25%左右，土壤5在有限深度下，壓力隨著土壤5深度增加而不衰減。
[0022]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種爆炸波模擬復(fù)合加載裝置，包括爆室(I)以及管體(2)，爆室(I)是一個(gè)長(zhǎng)方體，爆室(I)的側(cè)壁開有小孔，所述管體(2)與爆室(I)密封連接，管體(2)填充空氣，管體(2)的末端設(shè)置第一傳感器(6)，所述第一傳感器(6)通過導(dǎo)線與示波器連接，其特征在于:所述管體(2)分為第一管體(3)和第二管體(4),第一管體(3)與第二管體(4)為一體結(jié)構(gòu),所述第一管體(3)靠近爆室(I )，第二管體(4)的底部開口，第二管體(4)的開口處與土壤(5)接觸，土壤(5)內(nèi)由上而下均勻設(shè)置若干第二傳感器(7)，所述第二傳感器(7)分別通過導(dǎo)線與示波器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆炸波模擬復(fù)合加載裝置，其特征在于:所述管體(2)為方形管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爆炸波模擬復(fù)合加載裝置，其特征在于:所述管體(2)的第一管體(3)的截面為0.8X0.4m，第二管體(4)的截面為0.8X0.8m，第二管體(4)與第一管體(3)的高度差為0.4m。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的爆炸波模擬復(fù)合加載裝置，其特征在于:所述第二管體(4)內(nèi)的土壤(5)的高度為0.4m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆炸波模擬復(fù)合加載裝置，其特征在于:所述管體(2)的總長(zhǎng)度為22m，且第一管體(3)的長(zhǎng)度為7m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆炸波模擬復(fù)合加載裝置，其特征在于:所述爆室(I)的長(zhǎng)、寬、高分別為2m、lm、lm。
【文檔編號(hào)】G01N3/313GK203658180SQ201420007174
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】穆朝民 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)