CN208705186U - 一种混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置 - Google Patents

Abstract

一种混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，本实用新型将压力传感器（3）通过支架（4）固定在圆筒（5）的内缘面上，实现了压力传感器有效准确定位和方向固定，保证了混凝土浇筑和凝固过程中方向不会发生改变，有效的解决了混凝土靶内应力波埋设和测量的技术难题等，本实用新型具有成本低、操作方便、可靠性高等特点，本实用新型不仅适用于混凝土介质中的应力波测量，也适用于土壤、岩石等固体介质中的应力波测量，适合大范围的推广和应用。

Description

一种混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种爆炸应力波的测量装置，具体涉及一种混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置。

背景技术

已知的，混凝土材料广泛应用于抗爆防护结构、机场跑道、武器库、高速公路等重要军事和民用设施中，开展针对混凝土目标的侵彻爆炸效应研究具有重要价值。由于混凝土本构关系比较复杂，它既不是匀质材料，也不是线弹性材料，使研究冲击载荷作用下的混凝土特性响应存在着很多的困难。

侵彻爆炸对混凝土和钢筋混凝土的破坏效果，国内外研究人员从理论模型、数值仿真以及实验研究几个方面已进行了大量的工作，并取得大量的成果。现有撞击问题的研究方法有理论方法、经验方法、数值方法和试验方法。其中理论、经验和数值方法为三种近似预估方法，其预估的准确性还需要试验方法提供数据，对三种近似方法获得的结果进行校验，为三种近似方法提出改进方向和思路。但在混凝土浇筑和凝固过程中，对测量力学参数的传感器的埋设、防水、防潮工艺要求极高。混凝土凝固过程中容易使传感器方向发生变化，导致传感器失效或测试结果不准确，有效动态力学参数测试成功率很低。国内外学者也努力采用不同的方法将传感器预埋在混凝土靶体中，测试了侵彻/爆炸过程中混凝土靶内的应力波响应特性，但公开发表的成功测试结果很少。

长期以来，由于混凝土的动态力学响应测试困难，人们掌握的有关动力学数据匮乏，导致对混凝土的破坏过程及机理研究较少。随着工程防护结构研究的深入，逐渐提高了对侵彻/爆炸过程中靶体力学响应过程的需求（如工程结构受打击时应力波传播规律）。因此，对混凝土靶中力学参数测试技术研究和提高数据测试成功率显得尤为重要。

发明内容

为克服背景技术中存在的不足，本实用新型提供了一种混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，本实用新型有效的解决了混凝土靶标内应力波测量中传感器定位困难、传感器与混凝土介质界面难以紧密结合等问题，本实用新型具有成本低、操作方便、可靠性高等特点。

为实现如上所述的发明目的，本实用新型采用如下所述的技术方案：

一种混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，包括压力传感器、支架和圆筒，在所述圆筒内缘面的同一断面上间隔设有复数个支架，所述支架为一端固定另一端悬空设置，每个支架的悬空端头均沿径向指向断面的几何中心，在每个支架悬空端的下面间隔设有复数个压力传感器，所述压力传感器通过低噪声电缆连接适配器，所述适配器连接高速数据采集存储仪形成所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置。

所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，所述支架的端头焊接在圆筒的内缘面上。

所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，所述支架的悬空端间隔设有复数个通孔，在所述通孔内设有螺钉，所述螺钉的下端连接安装件，在所述安装件的下面设有压力传感器。

所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，所述压力传感器粘接在安装件的下面。

所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，所述圆筒内设有混凝土靶标，在混凝土靶标的中部由上至下设有装药孔，在所述装药孔内设有炸药，所述装药孔的中心对应压力传感器的敏感点。

所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，所述支架设置为六个，每两个支架之间的夹角为60°。

采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下所述的优越性：

本实用新型将压力传感器通过支架固定在圆筒的内缘面上，实现了压力传感器有效准确定位和方向固定，保证了混凝土浇筑和凝固过程中方向不会发生改变，有效的解决了混凝土靶内应力波埋设和测量的技术难题等，本实用新型具有成本低、操作方便、可靠性高等特点，本实用新型不仅适用于混凝土介质中的应力波测量，也适用于土壤、岩石等固体介质中的应力波测量，适合大范围的推广和应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图；

图3是本实用新型中支架的结构示意图；

图4是本实用新型中压力传感器的安装示意图；

在图中：1、炸药；2、装药孔；3、压力传感器；4、支架；5、圆筒；6、混凝土靶标；7、通孔；8、安装件；9、螺钉。

具体实施方式

通过下面的实施例可以更详细的解释本实用新型，本实用新型并不局限于下面的实施例；

结合附图1～4所述的一种混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，包括压力传感器3、支架4和圆筒5，在所述圆筒5内缘面的同一断面上间隔设有复数个支架4，所述支架4为一端固定另一端悬空设置，支架4的端头焊接在圆筒5的内缘面上，每个支架4的悬空端头均沿径向指向断面的几何中心，在每个支架4悬空端的下面间隔设有复数个压力传感器3，在具体实施时，所述支架4的悬空端间隔设有复数个通孔7，在所述通孔7内设有螺钉9，所述螺钉9的下端连接安装件8，在所述安装件8的下面设有压力传感器3，所述压力传感器3用环氧树脂粘接在安装件8的下面，每个支架4的长度根据试验要求确定，所述压力传感器3通过低噪声电缆连接适配器，所述适配器连接高速数据采集存储仪形成所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置。

其中所述圆筒5内设有混凝土靶标6，在混凝土靶标6的中部由上至下设有装药孔2，在所述装药孔2内设有炸药1，所述装药孔2的中心对应压力传感器3的敏感点。

进一步，所述支架4设置为六个，每两个支架4之间的夹角为60°。

进一步，安装件8为弧形结构，在安装件8的上面设有螺孔，螺孔的孔径与通孔7匹配，安装件8通过螺钉9将安装件8固定在支架4上。

实施本实用新型的一种混凝土靶标内爆炸应力波的测量方法，所述测量方法具体包括如下步骤：

第一步、根据试验所需测量的压力范围和点数选择压力传感器3的类型、数量和混凝土靶标6的大小，所述压力传感器3为饼状结构PVDF压力传感器或其他适合介质内测量用的饼状结构压力传感器，其既具有量程宽、抗冲击性能好、动态响应快等特点，且与混凝土介质具有较好的匹配特性；

第二步、接上步，根据试验要求，确定炸药1在混凝土靶标6的位置；

第三步、接上步，将支架4焊接在圆筒5的内缘面，检查每个支架4的位置，确保支架4在同一断面内且均匀分布，并沿径向指向断面的几何中心；

第四步、接上步，将压力传感器3固定在支架4上，并检查压力传感器3的敏感点，确保压力传感器3的敏感点和炸药1中心在同一水平面内，即使压力传感器3的敏感点对着炸药1的爆心，然后给压力传感器引线套上保护管，将套上保护管的传输线沿支架4固定并引出至圆筒5外并和低噪声电缆连接；

第五步、接上步，将满足试验要求的混凝土浇筑到圆筒5内制作成混凝土靶标6，并预留装药孔2，保养至达到强度要求后进行试验；具体实施时，按照试验对装炸药1深度的要求，在圆筒5几何中轴线上固定一根一端封堵、另一端不封堵的PVC管以形成装药孔2，装药孔2内径和试验炸药1外径匹配，炸药1为圆柱状，PVC管未封堵端和混凝土靶标6表面齐平；将满足试验要求的钢筋混凝土浇筑到圆筒5内制成钢筋混凝土靶标6，保养至达到强度要求后进行试验；

第六步、接上步，压力传感器3通过低噪声电缆连接适配器，适配器再与高速数据采集存储仪连接，调试高速数据采集存储仪，使高速数据采集存储仪处于正常工作状态；

第七步、接上步，将炸药1放入混凝土靶标6预留的装药孔2内，并用黄土填塞后引爆；

第八步、接上步，高速数据采集存储仪测量到炸药1爆炸后混凝土介质内的应力波-时间历程，通过数据处理获取各测点应力和应力波传播规律。

在具体实施时，依据理论计算的应力波传播规律和应力特征点为参考，确定压力传感器3到爆心的距离。据炸药1放置在混凝土靶标6的位置，确定压力传感器3在混凝土靶标6中的深度。

本实用新型未详述部分为现有技术。

为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (6)

1.一种混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，包括压力传感器（3）、支架（4）和圆筒（5），其特征是：在所述圆筒（5）内缘面的同一断面上间隔设有复数个支架（4），所述支架（4）为一端固定另一端悬空设置，每个支架（4）的悬空端头均沿径向指向断面的几何中心，在每个支架（4）悬空端的下面间隔设有复数个压力传感器（3），所述压力传感器（3）通过低噪声电缆连接适配器，所述适配器连接高速数据采集存储仪形成所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置。

2.根据权利要求1所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，其特征是：所述支架（4）的端头焊接在圆筒（5）的内缘面上。

3.根据权利要求1所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，其特征是：所述支架（4）的悬空端间隔设有复数个通孔（7），在所述通孔（7）内设有螺钉（9），所述螺钉（9）的下端连接安装件（8），在所述安装件（8）的下面设有压力传感器（3）。

4.根据权利要求3所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，其特征是：所述压力传感器（3）粘接在安装件（8）的下面。

5.根据权利要求1所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，其特征是：所述圆筒（5）内设有混凝土靶标（6），在混凝土靶标（6）的中部由上至下设有装药孔（2），在所述装药孔（2）内设有炸药（1），所述装药孔（2）的中心对应压力传感器（3）的敏感点。

6.根据权利要求1所述的混凝土靶标内爆炸应力波的测量装置，其特征是：所述支架（4）设置为六个，每两个支架（4）之间的夹角为60°。