[发明专利]土工离心机模型撞击爆炸模拟试验装置

说明书

技术领域

本发明属于土工机械模型试验装置技术领域，具体公开一种土工离心机模型撞击爆炸模拟试验装置。 本发明的装置主要用于开展离心场下土工模型在爆炸载荷与撞击载荷作用下的动态响应特性试验研究。

背景技术

现有技术对土工缩比模型的毁坏试验研究主要采用两种手段进行：一是在土工模型中填埋炸药并在离心场下利用雷管引爆炸药，在土工模型中填埋各种传感器，在炸药爆炸瞬间同步高速采集各类传感器的响应信号，利用这些信号为相关研究提供数据参考；二是在土工离心机上安装气体炮，在离心场下利用气体炮发射子弹以不同的速度撞击土工模型，并同步高速采集土工模型的各部位撞击响应信号，利用响应信号为相关研究提供数据支持。

由于未见到可以用于完成土工缩比模型毁坏试验的装置的报道，国内相关研究单位难以开展爆炸与撞击环境下的土工模型离心试验。迫切需要研制一种用于土工离心机模型撞击爆炸模拟试验的装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种土工离心机模型撞击爆炸模拟试验装置。

本发明的土工离心机模型撞击爆炸模拟试验装置，其特点是，所述的试验装置包括测控组件与试验组件两部分。

测控组件含有控制计算机、数据采集计算机、光纤收发器Ⅰ、光纤收发器Ⅱ、引爆控制电路、撞击控制电路、传感器信号调理器、传感器阵列；控制计算机的网口通过网线与光纤收发器Ⅰ的网口相连接，光纤收发器Ⅰ的光口通过光纤与光纤收发器Ⅱ的光口相连接，光纤收发器Ⅱ的网口与数据采集计算机的以太网口相连接；数据采集计算机与引爆控制电路、撞击控制电路、传感器信号调理器相连接；引爆控制电路与爆炸试验组件相连接；撞击控制电路与撞击试验组件相连接；传感器信号调理器与传感器阵列相连接。

试验组件含有爆炸试验组件与撞击试验组件。爆炸试验组件含有雷管组件、炸药组件、爆炸试验模型箱；测控组件中的引爆控制电路与雷管组件相连接，雷管组件与炸药组件相连接；炸药组件、雷管组件以及测控组件中的传感器阵列安装在爆炸试验模型箱中。撞击试验组件含有充氮车、充气电磁阀、释放电磁阀、弹丸组件、气体炮、激光测速部件、炮压传感器、气路、撞击试验模型箱；充氮车通过气路与充气电磁阀相连接；充气电磁阀通过气路与气体炮相连、充气电磁阀与测控组件中的撞击控制电路相连接；释放电磁阀与测控组件中的撞击控制电路相连接；气体炮通过气路与释放电磁阀相连、气体炮与弹丸组件、激光测速部件、炮压传感器相连接；气体炮安装在撞击试验模型箱上，测控组件中的传感器阵列安装在撞击试验模型箱中。

本发明中的控制计算机为PC机，测控客户端软件安装在该计算机中。所述的数据采集计算机基于PXI总线组建，含有零槽控制器、内存、FLASH电子硬盘、同步数据采集卡、异步数据采集卡。零槽控制器含有CPU和以太网口。零槽控制器与内存、FLASH电子硬盘相连接。同步数据采集卡、异步数据采集卡通过PXI机箱上的背板总线与零槽控制器相连接。测控服务器软件安装在数据采集计算机中。控制计算机与数据采集计算机采用光纤进行网络通讯。

本发明中的引爆控制电路设置有用于引爆雷管组件的固态继电器，固态继电器与数据采集卡输出端连接。所述的撞击控制电路设置有用于控制充气电磁阀、释放电磁阀开关的固态继电器。

本发明中的充气电磁阀、释放电磁阀均为高压电磁阀。

本发明中的气体炮含有主气室、副气室、活塞阀体、炮管；主、副气室之间固定连接，主气室开有进气孔和用于安装气体炮压力传感器主气室压力的测量孔；副气室内腔前端有一进气孔，后端盖上有两个气孔，分别用于进气和排气。

本发明中撞击试验模型箱为圆形结构，撞击试验模型箱下端法兰与吊兰相连接并定位，上端法兰与气体炮支撑架相连接。