[发明专利]一种基于一维应变条件的爆炸加载装置及使用方法

权利要求书

1.一种基于一维应变条件的爆炸加载装置，其特征在于，包括用于爆炸冲击的加载模块、用于实现一维应变的约束模块以及用于实验数据采集的测量模块；

所述加载模块包括起爆器、炸药、容器以及介质，其中，所述容器装有用于将爆炸载荷均匀传递到试件上的介质，而所述炸药放置在介质中，所述起爆器用于引爆炸药；

所述约束模块包括开有观察窗的钢管、上金属板、下金属板，所述观察窗沿钢管轴向开设，其内部的宽度大于外部；所述上金属板的直径略小于钢管直径，其位于试件上表面，用于传递载荷；所述下金属板固定在支撑结构上，并位于试件下表面；

所述测量模块包括支撑结构、用于测量背板运动速度的激光干涉测速仪、用于测量作用压力的传感器、用于测量空气超压的传感器、用于观察材料压缩过程的高速摄像机、用于测量钢管变形的应变片以及用于采集数据的示波器；所述测量作用压力的传感器位于试件上下表面；所述激光干涉测速仪与测量空气超压的传感器位于下金属板背面并保持合理距离。

2.根据权利要求1所述的一种基于一维应变条件的爆炸加载装置，其特征在于，所述容器为圆柱状，其放置在上金属板上，底部采用柔性塑料膜密封，有利于将爆炸载荷均匀传递给上金属板；容器的直径略小于所述的钢管，其高度根据炸药位置进行调节。

3.根据权利要求1所述的一种基于一维应变条件的爆炸加载装置，其特征在于，所述炸药的类型、药量以及与所述上金属板的距离需要根据实验载荷大小进行调节。

4.根据权利要求1所述的一种基于一维应变条件的爆炸加载装置，其特征在于，所述观察窗的高度与试件高度一样，其外部宽度应大于材料的三倍孔径，所述观察窗设置有高强度的透明材料，用于满足一维应变加载条件。

5.根据权利要求1所述的一种基于一维应变条件的爆炸加载装置，其特征在于，所述钢管与支撑结构以及下金属板采用螺栓连接，且下金属板位于中间。

6.根据权利要求1所述的一种基于一维应变条件的爆炸加载装置，其特征在于，所述测量作用压力的传感器为薄片状，其最大限度减少对试件的干扰。

7.根据权利要求1所述的一种基于一维应变条件的爆炸加载装置，其特征在于，所述激光干涉测速仪与测量空气超压的传感器的固定杆可以伸缩。

8.一种应用权利要求1所述的基于一维应变条件的爆炸加载装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）固定并调整激光干涉测速仪与压力传感器的位置；

（2）将测量作用压力的传感器贴在下金属板上表面；

（3）将钢管与支撑结构以及下金属板采用螺栓连接；

（4）在钢管周向贴上一个应变片；

（5）将试件放入钢管中；

（6）将上金属板放置在试件上；

（7）将测量作用压力的传感器贴在上金属板上表面；

（8）将容器（下端用塑料薄膜封口的PVC管）放置在上金属板上；

（9）将炸药在容器中固定好；

（10）往容器中注入适量的介质；

（11）连接数据采集的线路；

（11）调整高速摄像机，使其对准观察窗；

（12）准备就绪后起爆炸药。