阅读说明：本技术 测量砂爆比冲分布及其大小的新型装置 (Novel device for measuring sand-blast specific impulse distribution and size thereof ) 是由 赵振宇 周贻来 卢天健 任建伟 陈韦杰 张杜江 于 2020-12-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种测量砂爆比冲分布及其大小的新型装置,包括横梁、垫板、立柱、纵梁、配重、冲量捕捉器、压板、底板,其中,底板通过底座固定,冲量捕捉器通过两端压板固定在底板中央,压板约束冲量捕捉器转动；冲量捕捉器两侧设置有配重块；所述的底座包括由横梁和纵梁组成的主体框架,主体框架下方设置有若干立柱,每个立柱底部设置有垫板。本发明可循环使用,装置结构简单,易于加工制造,成本较低,可以通过调节冲量捕捉器距地面的高度及其的分布密度来控制测量砂爆冲量的范围和精度。(The invention provides a novel device for measuring sand-blast specific impulse distribution and size thereof, which comprises a cross beam, a base plate, an upright post, a longitudinal beam, a counterweight, an impulse catcher, a pressing plate and a bottom plate, wherein the bottom plate is fixed through a base; the two sides of the impulse catcher are provided with balancing weights; the base comprises a main body frame consisting of cross beams and longitudinal beams, a plurality of stand columns are arranged below the main body frame, and a base plate is arranged at the bottom of each stand column. The device can be recycled, has simple structure, easy processing and manufacturing and lower cost, and can control the range and the precision of the measured sand blast impulse by adjusting the height of the impulse catcher from the ground and the distribution density of the impulse catcher.)

测量砂爆比冲分布及其大小的新型装置

技术领域

本发明涉及结构防护技术领域，具体是一种测量砂爆比冲分布及其大小的新型装置。

背景技术

随着局部区域武装事件的不断升级，装甲车辆的所面临的安全威胁日益增大。对于军事冲突区域的装甲车辆而言，浅埋炸药及地雷是造成人员伤亡及车体损害的主要威胁。由于浅埋砂土颗粒的覆盖作用，浅埋炸药爆炸产生的载荷形式及破坏能力相较于普通的爆炸冲击波有较大差异。为了有效降低浅埋炸药对车体的损害及对乘员的伤害，有必要深入理解浅埋炸药爆炸载荷的演化过程及作用机理。

Grujicic 等组装了一套竖向冲量测量装置，即在靶板上方放置固定的冲量捕捉检测装置，通过垂直导轨连接检测装置和靶板。浅埋炸药爆炸时，爆轰载荷加载到靶板，后者产生垂直向上的位移，该位移被检测装置捕捉，进而由该位移反推出本次砂爆载荷产生的冲量。作为冲击动力学的常见测量设备，Hopkinson压杆(又称 Kolsky 杆)被广泛应用于测定固体材料在冲压载荷下的力学行为。Clarke 和Rigby等将 Hopkinson压杆阵列排布，分别测定各杆在爆轰载荷下的应力变化，各杆之间按照插值法进行插值计算，由此获得爆轰载荷冲量在靶板表面上的空间及时间分布规律。Denefel等介绍了一种测量爆轰载荷冲量空间分布的新型装置，即多环套嵌装置，通过测量某时刻各圆环的上升位移计算该圆环的上升速度，进而求得该圆环区域上分布的冲量。为检验该装置的适用性，Denefeld等进行了相关砂爆试验，分别测定了砂土种类、炸药埋深及湿度等不同地质参数下砂爆载荷的冲量分布，并将测定结果与数值仿真对比，二者吻合较好。

然而以上这些砂爆冲量分布测量装置都存在几个较大问题，一是测量装置都较为复杂，加工制造困难，成本高；二是测试装置不易搭建，需要各部分相互协同配合，一旦某个环节出现问题，都会造成测量失败；同时这些测量装置都是针对实验室而设计的，对于一些大当量的砂爆冲量分布测试不一定适用。针对此，本发明提供了一种测量砂爆比冲分布及其大小的新型装置。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种测量砂爆比冲分布及其大小的新型装置, 可循环使用，装置结构简单，易于加工制造，成本较低，可以通过调节冲量捕捉器距地面的高度及其的分布密度来控制测量砂爆冲量的范围和精度。

本发明包括横梁、垫板、立柱、纵梁、配重、冲量捕捉器、压板、底板，其中，底板通过底座固定，冲量捕捉器通过两端压板固定在底板中央，压板约束冲量捕捉器转动；冲量捕捉器两侧设置有配重块；所述的底座包括由横梁和纵梁组成的主体框架，主体框架下方设置有若干立柱，每个立柱底部设置有垫板。

进一步改进，所述的立柱为伸缩结构，通过调整立柱长度控制冲量捕捉器与地面间距。

进一步改进，所述的横梁、纵梁与底板之间通过角筋加固。

进一步改进，所述的压板和冲量捕捉器通过固定螺丝与底板固定，固定螺丝约束冲量捕捉器的平动。

本发明有益效果在于：

1、提供了一种可循环使用的测量砂爆比冲分布及其大小的装置；

2、装置结构简单，易于加工制造，成本较低；

3、冲量捕捉器可以根据试验需要进行安装与更换，方便快捷；

4、可以通过调节冲量捕捉器距地面的高度及其的分布密度来控制测量砂爆冲量的范围和精度；

5、装置易于搭建，可用来测量大当量砂爆的比冲分布及其大小。

附图说明

图1是一种测量砂爆比冲分布及其大小的新型装置的整体结构示意图；

图2是一种测量砂爆比冲分布及其大小的新型装置的正视图；

图3是一种测量砂爆比冲分布及其大小的新型装置的左视图；

图4是一种测量砂爆比冲分布及其大小的新型装置的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明结构如图1至图4所示，包括横梁1、垫板2、立柱3、纵梁4、配重5、冲量捕捉器6、压板7、固定螺栓8、角筋9、底板10。

所述各部分具体作用如下：

横梁1：与底板10和纵梁4相连，用来支撑底板；

垫板2：与立柱3相连，用来增大立柱3与地面的接触面积，确保装置不会下陷；

立柱3：与垫板2和纵梁4相连，用来支撑横梁与纵梁，同时用来调节冲量捕捉器距地面的高度；

纵梁4：与立柱3和底板10相连，用来支撑底板；

配重5：放置在底板上，用来固定测量装置，根据炸药当量的大小，可放置不同质量的配重；

冲量捕捉器6：炸药起爆后通过冲量捕捉器的变形来计算比冲分布及大小，起爆前可以通过调节冲量捕捉器6距地面的高度及其的分布密度来控制测量砂爆冲量的范围和精度。根据试验需要，也可调节冲量捕捉器6的尺寸及材料，以达到更好的试验效果；

压板7：安装在冲量捕捉器上方两端，用来固定冲量捕捉器，约束其转动；

固定螺栓8：用来连接压板、冲量捕捉器和底板，约束冲量捕捉器的平动；

角筋9：连接横纵梁与底板，增加整个测量装置的稳定性；

底板10：用来放置冲量捕捉器与配重。

试验测量时该装置放置在浅埋炸药正上方，炸药起爆后通过测量冲量捕捉器的变形来计算砂爆载荷比冲分布及其大小。根据不同炸药当量，需要在底板上放置不同质量的配重。起爆前可以通过调节冲量捕捉器距地面的高度及其的分布密度来控制测量砂爆冲量的范围和精度。根据试验需要，也可调节冲量捕捉器的尺寸及材料，以达到更好的试验效果。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。