城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术的城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置，包括由底板、剪力墙体围成的内爆炸荷载发生室、安装有传感器的传感器基座、防护密闭门以及防护窗板，所述传感器基座设置于内爆炸荷载发生室内，所述剪力墙体上开设有门框与窗框架，所述防护密闭门、防护窗板分别对应地装设于门框与窗框架内。有益效果：能够实现城市人防设施内爆炸效应的模拟，实现多种毁伤元的高精度测试和多种防护设备内爆炸动力响应及毁伤效应的获取，较好地解决了城市人防设施内爆炸效应模拟的难题。施内爆炸效应模拟的难题。施内爆炸效应模拟的难题。

【技术实现步骤摘要】
城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置
[0001]
：本专利技术涉及爆炸效应及工程防护
，尤其涉及一种城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置。
[0002]
技术介绍
：人民防空工程、城市地下综合体等国家重大工程建设规模大、投资经费多、战略地位突出，是国民经济的命脉和社会发展的保障，也是国防力量的基石，同时也是敌对势力的主要打击目标。近年来，恐怖爆炸频发，领海边界斗争升级，军事威胁加剧，重大安全事故接连发生，我国重大人防工程面临的安全形势空前严峻。我国具有重要战略价值的人防及国防工程多是由单个或多个密闭、半密闭的空间结构组成，为了高效毁伤此类目标，涌现了以内爆炸效应为主要毁伤作用的钻地温压武器。与传统弹药不同，温压弹药能量密度更高，表现出高速破片、长时高冲量冲击、高热辐射及耗氧窒息等相结合的多重耦合毁伤机制，在作用机制和毁伤机理方面突破了传统人防及国防工程防护结构设计理论所涵盖的范围。
[0003]由于炸药爆炸特殊的多阶段释能过程和结构约束作用，密闭空间内爆炸的作用规律与毁伤效果与开放空间差异极大。以城市人防工程为代表的密闭空间内爆炸的特征主要表现为：冲击波、热辐射毁伤效应及耗氧窒息显著增强，爆轰产物膨胀作功（准静态压力）的有效作用时间更长，且爆炸冲击波、热辐射与耗氧的多场耦合作用使其对目标的毁伤效应更复杂，对隐藏在内部的人员和工程防护结构安全构成了严重的威胁。
[0004]目前，限于试验装置和试验条件，针对原型城市人防设施的内爆炸效应模拟装置一直是个难题。传统的内爆炸模拟装置大多采用圆柱体或球体结构，尺寸普遍较小，且防护门的安装则以平放为主，而城市人防设施主要以长方体型为主，且人防设施不同部位建有防护密闭门等人防防护设备，缺乏炸药内爆情况下防护设备的动力响应及破坏效应的实验研究平台。
[0005]
技术实现思路
：本专利技术目的在于针对城市人防设施内爆炸效应模拟实验装置的缺乏，提供了一种用于模拟城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置，用于完成封闭矩形空间、允许泄爆的半封闭空间内爆炸冲击波传播分布规律、新型弹药内爆炸能量输出机制及多毁伤元传播分布规律、人防防护设备内爆炸荷载作用下的动力响应及爆炸毁伤规律试验研究，具体由以下技术方案实现：所述城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置，包括由底板、剪力墙体围成的内爆炸荷载发生室、安装有传感器的传感器基座、防护密闭门以及防护窗板，所述传感器基座设置于内爆炸荷载发生室内，所述剪力墙体上开设有门框与窗框架，所述防护密闭门、防护窗板分别对应地装设于门框与窗框架内。
[0006]所述城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置的进一步设计在于，内爆炸荷载发生室通过布设固定自由场压力传感器、壁面压力传感器以及准静态压力传感器进行空气冲击波压力测试；通过布设热电偶温度传感器进行内爆炸释放的热辐射测试。
[0007]所述城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置的进一步设计在于，设定爆心位于
爆炸荷载发生室的几何中心位置，传感器基座包括：固定于抗爆室底板的对角线上的支架，用于固定所述自由场压力传感器和热电偶温度传感器；设置于剪力墙的内壁以及底板上壁面压力传感器底座，用于装设所述壁面压力传感器与准静态压力传感器。
[0008]所述城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置的进一步设计在于，所述传感器底座的主体为半封闭的圆柱状壳体，所述壳体的敞口开设有用于安装传感器的连接孔，所述壳体的底部、侧壁设有供传感器通信线缆通过的通孔。
[0009]所述城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置的进一步设计在于，所述防护密闭门和防护板通过布设包含位移传感器、加速度传感器和应变传感器的测试设备进行动力响应测试。
[0010]所述城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置的进一步设计在于，所述剪力墙体采用C60钢纤维混凝土整体现浇，钢纤维体积比为2%，钢筋采用双相配筋。
[0011]所述城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置的进一步设计在于，所述防护密闭门可根据实验需要选用不同的材料模拟防护密闭门原位受力环境，材料包括钢筋混凝土、钢结构、玻璃纤维增强塑料、FRP
‑
混凝土、不锈钢、超高强纤维混凝土以及连续玄武岩纤维复合材料。
[0012]所述城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置的进一步设计在于，所述防护板根据实验需要选用观察窗或钢板或复合材料板。
[0013]所述城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置的进一步设计在于，所述窗框架通过密封胶条与防护窗板固接，窗框架上预留有用于设置所述密封胶条的凹槽，密封胶条的厚度高出凹槽深度1
‑
2厘米，所述凹槽内等间距地预埋有高强螺杆，所述密封胶条穿接于高强螺杆固定在凹槽内，防护窗板穿接于高强螺杆并通过螺母固定于密封胶条上实现与窗框架的密封连接。
[0014]所述城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置的进一步设计在于，所述门框与窗框架均为预制好的框架浇筑在剪力墙体中。
[0015]本专利技术的有益效果：本专利技术的城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置采用温压炸药或其他炸药在模拟实验装置内部爆炸产生的冲击波、爆生产物及热辐射，通过设置的防护密闭门、防护板等构件实现完全密闭，通过预埋布设的各类型毁伤元测试传感器实现密闭空间中多元耦合毁伤效应的规律测试；同时，爆炸荷载作用在防护密闭门和防护板等防护设备，通过在防护设备上布设的传感器获取防护设备的动力响应，研究其毁伤规律。采用结构设计、特殊密闭封堵技术、合理测点布设、多毁伤元测试技术、预埋基座及管道等关键技术，能够实现城市人防设施内爆炸效应的模拟，实现多种毁伤元的高精度测试和多种防护设备内爆炸动力响应及毁伤效应的获取，较好地解决了城市人防设施内爆炸效应模拟的难题。
附图说明
[0016]图1为本专利技术城市人防设施内爆炸效应模拟实验装置的结构示意图。
[0017]图2为城市人防设施内爆炸效应模拟实验装置的底面传感器分布平面示意图。
[0018]图3为壁面压力传感器布设示意图。
[0019]图4为防护窗板的结构示意图。
[0020]图5为图4所示防护窗板的结构示意图的BB剖视图。
[0021]图6为窗框架的结构示意图。
[0022]图7为圆柱状壁面压力传感器底座的示意图。
[0023]图8为药柱位于内爆炸荷载发生室的位置示意图。
[0024]图9为防护窗板上加速度传感器、位移传感器的布置示意图。
具体实施方式
[0025]结合附图对本专利技术的技术方案进一步说明。
[0026]如图1、图8本实施例的城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置，主要由底板12、剪力墙体11围成的内爆炸荷载发生室1、安装有传感器的传感器基座6、防护密闭门3以及防护窗板5组成。传感器基座6设置于内爆炸荷载发生室内，剪力墙体11上开设有门框2与窗框架4。防护密闭门3、防护窗板5分别对应地装设于门框2与窗框架4内。
[0027]内爆炸荷载发生室1通过布设固定自由场压力传感器65、壁面压力传感器62以及准静态压力传感器63进行空气冲击本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置，其特征在于包括由底板、剪力墙体围成的内爆炸荷载发生室、安装有传感器的传感器基座、防护密闭门以及防护窗板，所述传感器基座设置于内爆炸荷载发生室内，所述剪力墙体上开设有门框与窗框架，所述防护密闭门、防护窗板分别对应地装设于门框与窗框架内。2.根据权利要求1所述的城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置，其特征在于内爆炸荷载发生室通过布设固定自由场压力传感器、壁面压力传感器以及准静态压力传感器进行空气冲击波压力测试；通过布设热电偶温度传感器进行内爆炸释放的热辐射测试。3.根据权利要求2所述的城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置，其特征在于设定爆心位于爆炸荷载发生室的几何中心位置，传感器基座包括：固定于抗爆室底板的对角线上的支架，用于固定所述自由场压力传感器和热电偶温度传感器；设置于剪力墙的内壁以及底板上壁面压力传感器底座，用于装设所述壁面压力传感器与准静态压力传感器。4.根据权利要求1所述的城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置，其特征在于所述传感器底座的主体为半封闭的圆柱状壳体，所述壳体的敞口开设有用于安装传感器的连接孔，所述壳体的底部、侧壁设有供传感器通信线缆通过的通孔。5.根据权利要求1所述的城市人防设施内爆炸效应的模拟实验装置，其特征在于所述防护密闭门和防护板通过布设包含位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国凯，姚箭，何勇，王振，刘举，邓树新，蒋欣利，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：