[發明專利]基于壓膜效應的梁式構件抗爆炸作用試驗裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202210165894.4
• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114594006A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 陳萬祥;閆鳳國;孟凡俊;孫航;郭志昆;王德榮
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313;G01N3/06;G01N3/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于壓膜效應的梁式構件抗爆炸作用試驗裝置，包括混凝土支墩和位于滾凝土支墩上的梁式構件，其特征在于，還包括：

壓膜作用加載機構(1)，所述壓膜作用加載機構(1)包括分別與梁式構件(100)縱向兩端壁位于中性面以下的部分貼合的墊塊(5)、多根位于墊塊(5)和梁式構件(100)之間的圓形鋼管(7)、以及對稱設于梁式構件(100)底部縱向兩側的滾軸(4)；

多個電阻應變片(2)，位于梁式構件(100)縱向至少一側的所述圓形鋼管(7)橫截面分別裝有所述電阻應變片(2)，用于監測所在圓形鋼管(7)的壓縮應變數據；

多個位移傳感器(3)，多個所述位移傳感器(3)設于梁式構件(100)正下方且縱向間隔分布，用于監測梁式構件(100)的不同部位的垂向位移；以及數據采集裝置，所述數據采集裝置用于在梁式構件(100)受爆炸荷載與壓膜效應共同作用的不同時刻，采集各個電阻應變片(2)監測到的壓縮應變數據以及各個位移傳感器(3)監測到的垂向位移數據，以供后續與圓形鋼管(7)已知的彈性模量、直徑、長度L、泊松比u、加載角α和各圓形鋼管(7)的軸線與中性面的距離di結合進行計算和統計分析，獲得所有圓形鋼管(7)在所述不同時刻為梁式構件(100)提供的縱向總約束力數據N和總抵抗彎矩數據M，從而獲得在爆炸荷載作用下梁式構件(100)不同時刻垂向位移所對應的壓膜作用大小、以及在爆炸荷載與壓膜效應下梁式構件(100)的撓度-時間關系。

2.如權利要求1所述的基于壓膜效應的梁式構件抗爆炸作用試驗裝置，其特征在于：所述梁式構件(100)縱向兩側設有兩個墊塊(5)，所述一墊塊(5)通過高強度環氧樹脂與梁式構件(100)兩側端壁緊密結合，所述墊塊(5)側壁均布設有半圓形的第一凹槽，二者緊密結合形成圓形凹槽，同時圓形鋼管(7)的直徑與水平凹槽相適，以供圓形鋼管(7)卡入，所述一墊塊(5)通過高強度環氧樹脂與梁端壁緊密結合，所述另一墊塊(5)與混凝土支墩緊密結合。

3.如權利要求1所述的基于壓膜效應的梁式構件抗爆炸作用試驗裝置，其特征在于：所述圓形鋼管(7)的數量與圓形凹槽一致，且所述墊塊(5)的上端面與梁式構件(100)水平中軸線重合。

4.如權利要求1所述的基于壓膜效應的梁式構件抗爆炸作用試驗裝置，其特征在于：所述梁式構件(100)水平架設于兩水平間隔設置的滾軸(4)上，以便爆炸作用后梁能夠縱向自由伸縮，所述滾軸(4)立于混凝土支墩上方，混凝土支墩固結于剛性地面，兩混凝土支墩之間還連接有剛性橫梁(300)，所述剛性橫梁(300)通過鋼板(6)固定于混凝土支墩處，多個位移傳感器(3)裝于剛性橫梁(300)位于梁式構件(100)正下方的位置，且從對應梁式構件(100)縱向中心的位置向其中一個混凝土支墩的方向間隔均均分布。

5.如權利要求1所述的基于壓膜效應的梁式構件抗爆炸作用試驗裝置，其特征在于：對稱設于所述梁式構件(100)縱向兩側的圓形鋼管(7)的數量均為三根，且垂向兩兩相鄰的圓形鋼管(7)的軸線間距均為d。

6.如權利要求1所述的基于壓膜效應的梁式構件抗爆炸作用試驗裝置，其特征在于：還包括計算及分析裝置，計算及分析裝置執行基于圓形橫截面受到均布荷載時應力與應變的關系并獲得縱向總約束力數據N和總抵抗彎矩數據M，以及獲得在爆炸荷載與壓膜效應下梁式構件(100)的撓度-時間關系。