[發(fā)明專利]水下極近場電火花氣泡壁壓載荷測量實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710168147.5
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN107063843B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚熊亮;崔雄偉;陳瑩玉;劉亮濤;王志凱;孫龍泉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/313;G01N3/317
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種水下極近場電火花氣泡壁壓載荷測量實(shí)驗(yàn)裝置，測桿置于測桿防護(hù)筒內(nèi)，穿過靶板上的開孔與水箱中的水接觸，水下電火花放電針置于靶板附近，放電針針尖與測桿同軸。電火花放電引發(fā)水下爆炸氣泡，作用在靶板壁面上的爆炸載荷致使測桿中產(chǎn)生應(yīng)力波。通過置于測桿上的應(yīng)變片測得桿中應(yīng)力波的信號，反推得到靶板壁面處的爆炸載荷，達(dá)到對水下極近場電火花氣泡壁壓載荷的測量。通過高速攝像機(jī)對水下電火花氣泡整個過程進(jìn)行觀測，本發(fā)明使用安全，實(shí)驗(yàn)效果好，能為水下極近場電火花氣泡壁壓載荷研究，進(jìn)而為水下極近場爆炸壁壓載荷機(jī)理研究提供一種有效的實(shí)驗(yàn)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水下極近場電火花氣泡壁壓載荷測量實(shí)驗(yàn)裝置，屬于水下爆炸載荷研究實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域。

背景技術(shù)

極近場水下爆炸壁壓載荷測量歷來是水下爆炸，艦艇抗爆、抗沖擊領(lǐng)域重要的研究內(nèi)容之一。隨著水中制導(dǎo)技術(shù)的飛快發(fā)展，水下兵器直接命中率大幅提高，命中散布直徑大幅減小，艦艇遭受水下極近場爆炸概率大大增加。為提高艦艇生命力，只有在準(zhǔn)確得到水下極近場爆炸壁壓載荷，才能夠有針對性地開展艦艇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另一方面，只有在準(zhǔn)確得到水下極近場爆炸壁壓載荷，才能獲取新型水下兵器的威力，從而為兵器威力表征提供基礎(chǔ)，為兵器開發(fā)指引方向。因此研究水下極近場爆炸壁壓載荷機(jī)理具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前自由場壓力測量技術(shù)已經(jīng)較為成熟，而對于水下極近場爆炸壁壓以及氣泡射流載荷國內(nèi)外還沒有一種有效的測量方法。目前國內(nèi)外針對水下爆炸極近場爆炸壁壓以及氣泡射流載荷測量裝置還有諸多缺陷。基于材料的壓阻、壓電特性的水下爆炸壁壓載荷測量裝置受到量程小，熱穩(wěn)定性差，耐高溫性能差等因素的影響，在使用中受到諸多限制。關(guān)于該類壁壓測量裝置在使用過程中所暴露的易失效、過早失效、記錄時間短等報告也常見于公開發(fā)表的文獻(xiàn)中。

另一方面，火工品的制造和使用受國家嚴(yán)格管控，所以開展以炸藥、火藥等火工品水下極近場爆炸實(shí)驗(yàn)會受到諸多限制，大部分學(xué)者并沒有機(jī)會來開展該類實(shí)驗(yàn)，使得水下極近場爆炸壁壓載荷測量研究更加困難。

因此，急需開發(fā)一種靈敏度高，可重復(fù)使用，不以火工品為爆源，能夠在普通實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)的水下爆炸壁壓載荷測量實(shí)驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種水下極近場電火花氣泡壁壓載荷測量實(shí)驗(yàn)裝置，其主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，爆源為非火工品爆源，可在普通實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)研究。為水下極近場爆炸壁壓載荷測量研究，壁壓載荷特性研究提供實(shí)驗(yàn)裝置基礎(chǔ)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：在地面上設(shè)置有支架，支架上端安裝有安裝橫梁，安裝橫梁上設(shè)置有兩塊安裝平板，兩塊安裝平板之間安裝有防護(hù)筒夾具，防護(hù)筒夾具內(nèi)設(shè)置有測桿防護(hù)筒，測桿防護(hù)筒內(nèi)設(shè)置有測桿，測桿防護(hù)筒的一端設(shè)置有頂蓋、另一端為迎爆端且固連有靶板安裝底座，靶板安裝底座的中心設(shè)置有與測桿直徑相等的通孔，靶板安裝底座的外端面設(shè)置有凹槽，且靶板安裝底座的外端面固連有帶凸沿的靶板，測桿的迎爆端穿過靶板安裝底座和靶板且測桿的迎爆端的端面與靶板的迎爆面齊平，在凹槽內(nèi)還設(shè)置有環(huán)形桿密封墊，且環(huán)形桿密封墊設(shè)置測桿與凸沿之間，在測桿防護(hù)筒內(nèi)還設(shè)置有止退套筒，止退套筒的端部設(shè)置有止退頂蓋、止退套筒內(nèi)設(shè)置有止退阻尼墊，所述測桿的另一端伸入至止退套筒中并與止退阻尼墊接觸，測桿防護(hù)筒的頂蓋的中心位置通過螺紋設(shè)置有定位絲桿，定位絲桿的一端位于測桿防護(hù)筒外部、另一端伸入自航測桿防護(hù)筒內(nèi)并與止退頂蓋端面設(shè)置有螺紋孔配合，在測桿防護(hù)筒外表面還設(shè)置有電火花底座，電火花底座包括與測桿防護(hù)筒外表面配合的兩個半圓環(huán)、連接兩個半圓環(huán)的連接件、設(shè)置在半圓環(huán)上的安裝臂，每個安裝臂的下端豎直設(shè)置有放電針針柱，每個放電針針柱上設(shè)置有放電針，且放電針與放電針針柱垂直，測桿的表面貼有應(yīng)變片。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.在靶板安裝底座與測桿防護(hù)筒的連接處設(shè)置有防護(hù)筒密封圈。

2.在地面上還設(shè)置有位于測桿防護(hù)筒下方的水箱、設(shè)置在水箱一側(cè)的高速攝像機(jī)、設(shè)置在水箱另一側(cè)的光源，地面上還設(shè)置有實(shí)驗(yàn)桌，實(shí)驗(yàn)桌上設(shè)置有控制箱和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。