CN108761028B - 一种多功能爆炸实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及爆炸实验技术，特指一种多功能爆炸实验装置，属于构件爆炸载荷加载响应及分析实验技术领域，包括水泥基座、槽钢、垫板、矩形钢a、撑杆、撑板a、撑板b、后压板、爆炸筒、前压板、试件板以及矩形钢b，槽钢通过预埋螺柱固定于水泥基座上，矩形钢a和撑板b的底部间隔固定于槽钢的顶部上，矩形钢b通过螺栓b连接于矩形钢a的上部，垫板固定于矩形钢a的上部，爆炸筒固定于矩形钢b上部，爆炸筒一端与后压板通过螺栓a连接，爆炸筒的另一端通过螺栓a与前压板、试件板连接，撑板b上部通过螺栓a固定于后压板下部，撑杆上部固定于撑板b上，撑杆下部固定于撑板a上，撑板a固定于槽钢的端部上，爆炸筒上部对应设有压力传感器。

Description

一种多功能爆炸实验装置
技术领域
本发明涉及爆炸实验技术，特指一种多功能爆炸实验装置，属于构件爆炸载荷加载响应及分析实验技术领域。
背景技术
当今世界局势风云变幻，局部战乱冲突频发，种族主义和恐怖主义发酵，世界安全形式不容乐观。爆炸是武器毁伤的主要形式，大型舰船，陆地装甲部队等军事单位需要研究及设计抗爆结构以提高军事单位的防御力和生命力，民航飞机，地铁站等，需要时刻提防恐怖组织及犯罪袭击，研究防爆箱，防爆罐等也成为当务之急，因此在军事领域和民用领域，抗爆材料及结构的研发及应用成为高校和科研院所研究的热门问题。
对抗爆结构来讲，结构在爆炸载荷下的响应是科研人员十分关心的问题，如何有效测量爆炸载荷，分析构件在爆炸载荷作用下的变形和破坏特征是目前抗爆研究的主要问题。而研究抗爆结构最有效的方法就是进行爆炸实验，因此爆炸实验装置的设计尤为重要。
目前的爆炸实验装置多采用高强钢制作，加工难度大，价格昂贵，整体结构笨重，不易运输，不同的爆炸工况用不同装置，实验效率低下，多为一次性实验装置，毁伤后难以回收，实验数据难以采集，对推进抗爆研究有较大影响。因此需要开发出一种多功能爆炸实验装置，实现模块化设计，便于拆装运输，同时在一个装置上实现不同爆炸工况，提高实验效率，降低实验成本。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种多功能爆炸实验装置，有效解决现有爆炸分析实验中实验效率低下，操作安装复杂，装置加工困难及价格昂贵的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种多功能爆炸实验装置，包括水泥基座、槽钢、垫板、矩形钢a、
撑杆、撑板a、撑板b、后压板、爆炸筒、前压板、试件板以及矩形钢b，
槽钢通过预埋螺柱固定于水泥基座上，矩形钢a和撑板b的底部间隔固定于槽钢的顶部上，矩形钢b通过螺栓b连接于矩形钢a的上部，垫板固定于矩形钢a的上部，爆炸筒固定于矩形钢b上部，爆炸筒一端与后压板通过螺栓a连接，爆炸筒的另一端通过螺栓a与前压板、试件板连接，撑板b上部通过螺栓a固定于后压板下部，撑杆上部固定于撑板b上，撑杆下部固定于撑板a上，撑板a固定于槽钢的端部上，爆炸筒上部对应设有压力传感器。
进一步而言，所述后压板通过螺栓a分别与爆炸筒和撑板b固定连接，后压板采用开口板。
进一步而言，所述矩形钢a及矩形钢b型号相同，均为工业矩形钢，矩形钢a的底部通过熔透焊固定于槽钢顶部。
进一步而言，所述预埋螺柱预埋在水泥基座中，槽钢底部开有与预埋螺柱对应设置的螺栓孔。
进一步而言，所述矩形钢b的顶部与爆炸筒通过熔透焊固定，矩形钢b的底部通过螺栓b固定于矩形钢a顶部。
进一步而言，所述撑杆的上部焊接于撑板b上，撑杆的下部焊接于撑板a上，撑板a通过熔透焊固定于槽钢端部，撑板b的上部通过螺栓a固定于后压板的下部。
进一步而言，所述矩形钢a右侧切割有两个方形窗口，方形窗口与螺栓b对应设置。
进一步而言，所述爆炸筒由20mm厚高强钢通过熔透焊制造成中空的长方体结构，爆炸筒的筒身外部设有有环向加强筋。
进一步而言，所述爆炸筒上部开有与对应压力传感器配合的传感器孔(13)。
本发明有益效果：
本发明在现有结构抗爆实验装置的基础上，提供了一种多功能爆炸实验装置，现有爆炸实验装置加工难度大，结构笨重，测试难度大，不可同时进行空爆，全封闭内爆，和局部封闭内爆三种工况，实验效率低下，本发明可以模块化加工，将零部件运输至实验场地进行安装固定，不需要整体运输，装置拆卸后亦可重复安装使用，零部件多为标准型号构件，加工难度小，装置成本低，将爆炸筒由横向固定变为竖向固定即可完成内爆工况与空爆工况的转换，通过更换爆炸筒后压板即可完成全封闭内爆和局部封闭内爆的转换，在一套实验装置内实现空爆，全封闭内爆，和局部封闭内爆三种工况，提高实验效率。
附图说明
图1是本发明局部封闭爆炸结构立体图；
图2是本发明局部封闭爆炸结构平面图；
图3是图2俯视图；
图4是图2侧视图；
图5是本发明完全封闭内爆结构立体图；
图6是本发明空爆工况整体结构平面图；
图7是图6俯视图；
图8是图6侧视图。
1.水泥基座；2.槽钢；3.预埋螺柱；4.垫板；5.矩形钢a；6.撑杆；7.撑板a；8撑板b；9.螺栓；10.后压板；11.爆炸筒；110.环向加强筋；12.前压板；13.传感器孔；14.试件板；15.挂药杆；16.矩形钢b；17.螺栓b；18.方形窗口；19.炸药；20.挂药绳。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
实施例一：
如图1至图4所示，本发明所述一种多功能爆炸实验装置，包括水泥基座1、槽钢2、矩形钢a5、撑杆6、撑板a7、撑板b8、后压板10、爆炸筒11、前压板12、试件板14以及矩形钢b16，槽钢2通过预埋螺柱3固定于水泥基座1上，矩形钢a5和撑板b8的底部间隔固定于槽钢2的顶部上，矩形钢b16通过螺栓b17连接于矩形钢a5的上部，爆炸筒11固定于矩形钢b16上部，爆炸筒11一端与后压板10通过螺栓a9连接，爆炸筒11的另一端通过螺栓a9与前压板12、试件板14连接，撑板b8上部通过螺栓a9固定于后压板10下部，撑杆6上部固定于撑板b8上，撑杆6下部固定于撑板a7上，撑板a7固定于槽钢2的端部上，爆炸筒11上部对应设有压力传感器。以上所述构成本发明基本结构。
本发明采用这样的结构设置，槽钢2通过预埋螺柱3与水泥基座1连接，将爆炸实验装置整体固定于水泥基座1上，保证爆炸实验装置的稳固，同时可便于爆炸实验装置的拆卸与运输；矩形钢a5和撑板b8的下部固定于槽钢2的顶部上，可有效抬高爆炸筒11并提供支撑；同时撑板b8还起到提升爆炸实验装置的整体刚度作用；矩形钢b16通过螺栓b17连接于矩形钢a5的上部，将爆炸筒11部分提高，并提供支撑，同时可拆卸，便于转换工况及安装运输；爆炸筒11固定于矩形钢b16上部，爆炸筒11一端与后压板10通过螺栓a9连接，爆炸筒11另一端通过螺栓a9与前压板12、试件板14连接，起到将爆炸筒11支撑并固定，同时安装前压板12固定试件板14；撑板b8上部通过螺栓a9固定于后压板10下部，撑杆6上部固定于撑板b8，撑杆6下部固定于撑板a7，撑板a7固定于槽钢2端部，有效提高爆炸实验装置沿爆炸筒纵向方向上的刚度，避免爆炸过程中装置的摇晃。
更具体而言，所述后压板10通过螺栓a9分别与爆炸筒11和撑板b8固定连接，后压板10采用开口板。采用这样的结构设置，便于后压板10、爆炸筒11以及撑板b8之间的固定安装与分离。实际应用中，后压板10采用开口板可实现局部封闭爆炸的效果。需要说明的是，后压板10上的开口大小可根据实际应用调整。
更具体而言，所述矩形钢a5及矩形钢b16型号相同，均为工业矩形钢，矩形钢a5的底部通过熔透焊固定于槽钢2顶部。采用这样的结构设置，矩形钢a5及矩形钢b16采秀相同型号的工业矩形钢，便于材料采购及加工，降低装置成本，同时矩形钢a5的底部通过熔透焊固定于槽钢2顶部，防止爆炸实验装置出现滑移。
更具体而言，所述预埋螺柱3预埋在水泥基座1中，槽钢2底部开有与预埋螺柱3对应设置的螺栓孔。采用这样的结构设置，将爆炸实验装置整体固定于水泥基座1上，提高爆炸实验装置的稳定性和刚度。
更具体而言，所述矩形钢b16的顶部与爆炸筒11通过熔透焊固定，矩形钢b16的底部通过螺栓b17固定于矩形钢a5顶部。采用这样的结构设置，便于矩形钢b16与矩形钢a5之间的固定安装与分离。
更具体而言，所述撑杆6的上部焊接于撑板b8上，撑杆6的下部焊接于撑板a7上，撑板a7通过熔透焊固定于槽钢2端部，撑板b8的上部通过螺栓a9固定于后压板10的下部。采用这样的结构设置，用于加强爆炸实验装置的纵向刚度，防止爆炸筒摇晃对实验及测量产生影响。
更具体而言，所述矩形钢a5右侧切割有两个方形窗口18，方形窗口18与螺栓b17对应设置。可将工具从侧边伸入矩形钢a5中，用于方便螺栓b17的拆卸和安装。
更具体而言，所述爆炸筒11由20mm厚高强钢通过熔透焊制造成中空的长方体结构，爆炸筒11的筒身外部设有有环向加强筋110。采用这样的结构设置，用于增大爆炸筒11的强度及刚度，使爆炸筒11可重复使用，提高实验的安全性。
更具体而言，所述爆炸筒11上部开有与对应压力传感器配合的传感器孔13。采用这样的结构设置，通过传感器孔13便于压力传感器测量爆炸筒11的筒内载荷，提高实验测试能力。
实施例二：
如图5所示，所述后压板10通过螺栓a9分别与爆炸筒11和撑板b8固定连接，后压板10采用密封板。采用这样的结构设置，便于后压板10、爆炸筒11以及撑板b8之间的固定安装与分离，同时起到完全封闭内爆的效果。
实施例一采用局部封闭爆炸结构，而本实施例二采用完全封闭爆炸结构，本实施例二除后压板10的结构采用密封板以外，其余结构与工作原理皆与实施例一相同，不作重复描述。
实施例三：
如图6至图8所示，通过在矩形钢a5的上部设有垫板4，其主要用于固定空爆工况时爆炸筒并提供支撑，同时可以拆卸，便于工况转换及安装运输。
更具体而言，通过在槽钢2的底部上通过熔透焊固定有挂药杆15，挂药杆15采用高强钢热弯成型。采用这样的结构设置，加强挂药杆15的强度，用于空爆工况炸药的固定，防止爆炸过程中挂药杆15损坏。挂药杆15的作用主要用于通过挂药绳20将炸药19进行吊起。
实施例一与实施例二均采用将爆炸筒11横向设置，而本实施例三采用将爆炸筒11纵向设置，本实施例三除了在实施例二的结构上增加了垫板4以及挂药杆15以外，其余结构与工作原理皆与实施二相同，采用完全封闭爆炸结构，不作重复描述。
需要说明的是，实施例一于实施例三中所述后压板10、爆炸筒11、前压板12、垫板4、撑板b8及试件板14所开螺栓孔均相同，且与螺栓a9配合。采用这样的结构设置，仅用一种型号螺栓，安装起来更方便，提高装置的安装与拆卸效率。同时便于封闭内爆，局部封闭爆炸和空爆三种不同工况的转换。
需要说明的是，本发明可以采用将实施一至实施例三中所有结构设置在同一装置上，可实现封闭内爆，局部封闭爆炸和封闭内爆空爆三种不同工况的转换。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种多功能爆炸实验装置，其特征在于：包括水泥基座（1）、槽钢（2）、矩形钢a（5）、撑杆（6）、撑板a（7）、撑板b（8）、后压板（10）、爆炸筒（11）、前压板（12）、试件板（14）以及矩形钢b（16），所述槽钢（2）通过预埋螺柱（3）固定于水泥基座（1）上，所述矩形钢a（5）和撑板b（8）的底部间隔固定于槽钢（2）的顶部上，所述矩形钢b（16）通过螺栓b（17）连接于矩形钢a（5）的上部，所述爆炸筒（11）固定于矩形钢b（16）上部，所述爆炸筒（11）一端与后压板（10）通过螺栓a（9）连接，所述爆炸筒（11）的另一端通过螺栓a(9)与前压板（12）、试件板（14）连接，所述撑板b（8）上部通过螺栓a（9）固定于后压板（10）下部，所述撑杆（6）上部固定于撑板b（8）上，所述撑杆（6）下部固定于撑板a（7）上，所述撑板a（7）固定于槽钢（2）的端部上，所述爆炸筒（11）上部对应设有压力传感器；
所述后压板（10）通过螺栓a（9）分别与爆炸筒（11）和撑板b（8）固定连接，所述后压板（10）采用开口板；
所述矩形钢a（5）及矩形钢b（16）型号相同，均为工业矩形钢，矩形钢a（5）的底部通过熔透焊固定于槽钢（2）顶部；
所述预埋螺柱（3）预埋在水泥基座（1）中，所述槽钢（2）底部开有与预埋螺柱（3）对应设置的螺栓孔；
所述矩形钢b（16）的顶部与爆炸筒（11）通过熔透焊固定，所述矩形钢b（16）的底部通过螺栓b（17）固定于矩形钢a（5）顶部；
所述撑杆（6）的上部焊接于撑板b（8）上，所述撑杆（6）的下部焊接于撑板a（7）上，所述撑板a（7）通过熔透焊固定于槽钢（2）端部；
所述矩形钢a（5）右侧切割有两个方形窗口（18），所述方形窗口（18）与螺栓b（17）对应设置；
所述爆炸筒（11）由20mm厚高强钢通过熔透焊制造成中空的长方体结构，所述爆炸筒（11）的筒身外部设有环向加强筋（110）。
2.根据权利要求1所述的一种多功能爆炸实验装置，其特征在于：所述爆炸筒（11）上部开有与对应压力传感器配合的传感器孔（13）。
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