CN103743638A - ***波模拟复合加载装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种***波模拟复合加载装置，包括爆室以及管体，爆室是一个长方体，管体与爆室密封连接，管体内填充空气，管体的末端设置传感器，传感器与示波器连接，管体分为第一管体和第二管体，第一管体靠近爆室，第二管体的底部开口，第二管体的开口处与土壤接触，土壤内由上而下设置若干传感器，传感器分别通过导线与示波器连接，该装置充分模拟半地下防护工程的环境，根据测量不同位置的冲击波波形以及反射超压波波形确定***冲击波的波阵面反射和入射超压以及无量纲正压的作用时间的变化规律、管体端头壁面荷载与有效装填***物密度的关系、管体内的土中应力波的传播和变化规律，为半地下防护工程建造时的性能参数提供参考。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试装置，特别涉及一种***波模拟复合加载装置。
背景技术
近期在战争中使用的常规武器向高精度、大当量发展，常规武器的***能量越来越大，***冲击波荷载具有与以往不同的特点。但同时这个时期是防护工程迅速发展时期，新材料新技术不断在防护工程中应用，但在测试半地下防护工程抗压力的实验中仍然需要在野外进行测试，而野外测试及其耗费***，且难以模拟准确的***波波形，目前仍然缺乏***波冲击半地下工程的模拟加载装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种***波模拟复合加载装置，该装置可以模拟***物***产生的冲击波波形，为半地下防护工程抗大当量***物冲击波的参数提供方便，减小与真实环境中***冲击波参数的误差，并且节省模拟***物的药量。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种***波模拟复合加载装置，包括爆室以及管体，爆室是一个长方体，管体与爆室密封连接，管体内填充空气，管体的末端设置第一传感器，第一传感器通过导线与示波器连接，管体分为第一管体和第二管体，第一管体与第二管体为一体结构，第一管体靠近爆室，第二管体的底部开口，第二管体的开口处与土壤接触，土壤内由上而下均匀设置若干第二传感器，第二传感器分别通过导线与示波器连接。
优选的，管体为方形管；
优选的，第一管体的截面为0.8×0.4m，第二管体的截面为0.8×1.2m，第二管体与第一管体的高度差为0.8m；
优选的，第二管体内的土壤的高度为0.8m；
优选的，管体的总长度为22m，且第一管体的长度为7m；
优选的，爆室的长、宽、高分别为2m、1m、1m。
采用上述技术方案，将管体分为两部分，充分模拟半地下防护工程的环境，***冲击波沿管体内向前行进，当冲击波行进到管体末端端头时，管体端面反射冲击波形成反射超压波，第一传感器将收集的信号传送到示波器，在示波器中显示出***冲击波的波形，而第二传感器则将收集的信号传送至同一示波器，根据测量与真实***环境相似的土壤冲击波波形以及反射超压波波形，再通过量纲分析确定***冲击波的波阵面反射和入射超压以及无量纲正压的作用时间的变化规律、管体端头壁面荷载与有效装填***物密度的关系、管体内的土中应力波的传播和变化规律，为半地下防护工程建造时的性能参数提供参考，减小与真实环境中***冲击波参数的误差。
管体设置为方形管，便于固定；第一管体的截面为0.8×0.4m，第二管体的截面为0.8×1.2m，第二管体与第一管体的高度差为0.8m，爆室的长、宽、高分别为2m、1m、1m，使管体和爆室分布合理，节约空间；第二管体内的土壤的高度为0.8m，确保管体接触的土壤深度足够，便于测量土壤内应力波的传播；管体的总长度为22m，且第一管体的长度为7m，使第二管体与土壤接触的截面足够大，长度足够长，便于记录***物***冲击波的波形。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
其中，1.爆室2.管体3.第一管体4.第二管体5.土壤6.第一传感器7.第二传感器。
具体实施方式
下面结合附图，通过对实施例的描述，对本发明做进一步说明：
如图1所示，本发明***波模拟复合加载装置，包括爆室1以及管体2，爆室1是一个长方体，爆室1的长、宽、高分别为2m、1m、1m，爆室1的侧壁开有小孔，管体2与爆室1密封连接，管体2填充空气，管体2的末端设置第一传感器6，第一传感器6通过导线与示波器连接，管体2分为第一管体3和第二管体4，管体的总长度为22m，且第一管体3的长度为7m，第二管体4的长度则为15m，管体2设置为方形管，且第一管体3的截面为0.8×0.4m，第二管体4的截面为0.8×1.2m，第一管体3与第二管体4为一体结构，第一管体3靠近爆室1，第二管体4的底部开口，第二管体4的开口处与土壤5接触，第二管体4内的土壤5的高度为0.8m，土壤5内由上而下均匀设置若干第二传感器7，第二传感器7分别通过导线与示波器连接。
采用上述技术方案后，将管体2分为第一管体3和第二管体4，并让第二管体4内进入0.8m高的土壤5，充分模拟半地下防护工程的环境，当***冲击波沿管体2内向前行进时，冲击波行进到管体2末端端头，管体2端面反射冲击波形成超压波，第一传感器6和第二传感器7将收集的信号传送到示波器，在示波器中显示出反射超压波的波形以及土壤5中的应力波，根据两种波的波形可以确定***冲击波的波阵面反射和入射超压以及正压的作用时间的变化规律、管体2端头壁面荷载与有效装填***物密度的关系、管体2内的土中应力波的传播和变化规律，为半地下防护工程建造时的性能参数提供参考，减小与真实环境中***冲击波参数的误差。
将管体2设置为方形管，便于固定管体2；第一管体3的截面为0.8×0.4m，第二管体4的截面为0.8×1.2m，第二管体4与第一管体3的高度差为0.8m，爆室1的长、宽、高分别为2m、1m、1m，使管体2和爆室1分布合理，节约空间；第二管体4内的土壤5的高度为0.8m，确保第二管体4接触的土壤5深度足够，便于测量土壤5内应力波的传播；管体2的总长度为22m，且第一管体3的长度为7m，使第二管体4与土壤5接触的截面足够大，长度足够长，便于记录***物***冲击波的波形。
在使用时，首先将***物放入爆室1的中心，***物连接***，***再通过爆室1侧壁上开的小孔向外延伸，进行实验时，通过点燃***引燃爆室1内的***物。
实验的第一阶段为调试阶段，在该阶段中，使用密度为12g/m的导爆索作为***源，放置于爆室1的中心，通过改变导爆索的药量以及测点的位置时产生的***波波形，计算出该装置的量纲分析的精确公式；第二阶段为正式试验阶段，利用量纲分析设置爆室1的装药量和测试装置距离爆点位置，得出可以模拟大当量常规武器的基本波形，按照冲击波正反射压力由小到大的顺序进行微小调整，直到模拟出需要的大当量常规武器的准确波形。
通过在爆室1内改变装药量来模拟***冲击波荷载，具有很高的经济效益，通过实验可以得出，在爆室1内放入13.65g导爆索，即可产生波阵面反射超压为0.1MPa、正压作用时间为100ms的冲击波荷载。但若要在野外进行试验，根据***相似定律的计算，需要110T的TNT，在距离爆心126m的距离上触地***，才能产生与本发明装置等效的冲击波荷载。两者需要的装药量后者是前者的800万倍，可见本设备明显的节约费用。
该装置可以通过改变装药量调试出合适的冲击波波形，该波形与大当量常规武器***相似。在实验的基础上通过量纲理论得出以下结论：管体2中冲击波参数依赖于三个无量纲变量，即***的有效装药密度、管体2与爆室截面积之比、测点距离爆室1的距离与管体2有效直径之比，在以此为指导并以实验结果为基础，得出空气与土双介质***波在模拟装置中产生的***冲击波在管体2中的传播规律。本装置解决了空气与土双介质中***波模拟问题，利用该设备产生的空气冲击波和土中应力波可以解决半地下工程加载不均匀的难题。管体2内冲击波参数，即反射超压、入射超压和无量纲正压作用时间，可按量纲分析公式计算得出。当土壤5中含水量较低时，即土壤5含水量为20%左右，土壤5内结构压力随着土壤5深度增加而减少；当土壤5内含水量较高时，即含水量为25%左右，土壤5在有限深度下，压力随着土壤5深度增加而不衰减。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种***波模拟复合加载装置，包括爆室（1）以及管体（2），爆室（1）是一个长方体，爆室（1）的侧壁开有小孔，所述管体（2）与爆室（1）密封连接，管体（2）填充空气，管体（2）的末端设置第一传感器（6），所述第一传感器（6）通过导线与示波器连接，其特征在于：所述管体（2）分为第一管体（3）和第二管体（4），第一管体（3）与第二管体（4）为一体结构，所述第一管体（3）靠近爆室（1），第二管体（4）的底部开口，第二管体（4）的开口处与土壤（5）接触，土壤（5）内由上而下均匀设置若干第二传感器（7），所述第二传感器（7）分别通过导线与示波器连接。
2.根据权利要求1所述的***波模拟复合加载装置，其特征在于：所述管体（2）为方形管。
3.根据权利要求2所述的***波模拟复合加载装置，其特征在于：所述管体（2）的第一管体（3）的截面为0.8×0.4m，第二管体（4）的截面为0.8×0.8m，第二管体（4）与第一管体（3）的高度差为0.4m。
4.根据权利要求3所述的***波模拟复合加载装置，其特征在于：所述第二管体（4）内的土壤（5）的高度为0.4m。
5.根据权利要求1所述的***波模拟复合加载装置，其特征在于：所述管体（2）的总长度为22m，且第一管体（3）的长度为7m。
6.根据权利要求1所述的***波模拟复合加载装置，其特征在于：所述爆室（1）的长、宽、高分别为2m、1m、1m。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201410005513.1A CN103743638A (zh) | 2014-01-06 | 2014-01-06 | ***波模拟复合加载装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=50500676
Family Applications (1)
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| CN201410005513.1A Pending CN103743638A (zh) | 2014-01-06 | 2014-01-06 | ***波模拟复合加载装置 |
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