一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置

摘要

本发明属于爆炸力学与力学实验技术领域，具体涉及一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置。装置包括水箱系统、测力底座系统、测量系统、力学性能参数未知的待测材料和力学性能参数已知的参考材料，在实验时首先对参考材料进行实验，参考材料采用已知力学性能参数的材料，且参考材料与待测材料的尺寸一样，然后对待测材料进行实验，将两次实验采集到的信号进行对比得到待测材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应以及待测材料基本的力学性能参数。实验装置能真实模拟不同材料对水下爆炸冲击波的动态响应，与传统的现场水下爆炸实验相比具有应用范围广、操作简单方便的优点，在能达到相同目的的情况下极大的降低了实验成本。同时，通过旋转升降杆可以实现试样平台的上下移动，从而实现了对不同尺寸材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应的测量。

权利要求

1.一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，包括水箱系统(1)、测力底座系统(2)、测量系统(3)、力学性能参数未知的待测材料和力学性能参数已知的参考材料，其中水箱系统(1)包括吊耳(1-1)、无盖水箱(1-2)、水箱支撑板(1-3)、水箱支架(1-4)；测力底座系统(2)包括试样平台(2-1)、防水帽支架(2-2)、防水帽(2-3)、升降杆(2-4)、弹性敏感元件连接座(2-5)、螺母扳手盘(2-6)、升降螺母(2-7)、底座套筒(2-8)、键(2-9)、底座支架(2-

10)；测量系统(3)包括应变片(3-1)、弹性敏感元件(3-2)和应变仪(3-3)，其特征在于：所述的待测材料和参考材料的长宽高全部相同，待测材料或参考材料穿过圆孔放置在试样平台(2-1)的中心位置；试样平台(2-1)与四个弹性敏感元件连接座(2-5)之间等间隔地依次安装4个弹性敏感元件(3-2)，弹性敏感元件(3-2)的外表面上贴有应变片(3-1)；升降杆(2-4)的外表面具有螺纹结构，待测材料或参考材料的上表面与无盖水箱(1-2)底板的下表面位于同一水平面。

2.根据权利要求1所述的一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，其特征在于：所述的无盖水箱(1-2)、水箱支撑板(1-3)、待测材料或参考材料、试样平台(2-1)、防水帽(2-3)、防水帽支架(2-2)、升降杆(2-4)、弹性敏感元件(3-2)、底座套筒(2-8)、键(2-

9)、底座支架(2-10)从上到下依次放置且重心在同一个轴线上。

3.根据权利要求1所述的一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，其特征在于：所述的待测材料或参考材料的力学性能是指材料在各种载荷作用下表现出来的抵抗力，包括塑性、韧性和强度。

4.根据权利要求1所述的一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，其特征在于：所述的无盖水箱(1-2)的底板与水箱支撑板(1-3)的中间位置处分别有一个圆孔，两个圆孔大小形状相同，待测材料或参考材料的直径小于圆孔的直径。

5.根据权利要求1所述的一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，其特征在于：所述的吊耳(1-1)安置在无盖水箱(1-2)外壁上，吊耳(1-1)位于同一高度且吊耳(1-1)的数量至少为3个。

6.根据权利要求5所述的一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，其特征在于：所述的吊耳(1-1)通过悬挂线与炸药相连，炸药是薄片炸药，炸药水平居中的放置在无盖水箱(1-2)内部的某一位置处，炸药入水深度大于水箱支撑板(1-3)的高度且小于无盖水箱(1-2)的高度、每次实验所用的炸药的大小和质量均相同。

7.根据权利要求1所述的一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，其特征在于：所述的弹性敏感元件(3-2)的外侧安装了防水帽(2-3)。

8.根据权利要求1所述的一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，其特征在于：所述的升降杆(2-4)的下半段有两条沟槽，两个沟槽以中轴线为中心间隔180度，两个与沟槽同宽度的孔洞分别位于底座套筒(2-8)中间偏下位置，两个孔洞以中轴线为中心间隔180度，两个大小和形状相同的键(2-9)分别位于两个孔洞中。

9.根据权利要求1或4所述的一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，其特征在于：所述的无盖水箱(1-2)底板中央的圆孔与待测材料或参考材料中间放置一张与待测材料或参考材料大小相同的防水薄膜。

说明书

一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置

技术领域

[0001] 本发明属于爆炸力学与力学实验技术领域，具体涉及一种测量不同种类、不同尺寸的材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应和测量材料的基本力学性能参数的实验装置。

背景技术

[0002] 海洋工程结构通常在海水腐蚀、高低温、瞬态冲击荷载等恶劣环境下工作，承受的主要冲击载荷包括碰撞、三维流体载荷作用等。此外，舰船结构还面临武器打击威胁，须应对来自于水面和水下的爆炸冲击波载荷作用。

[0003] 水下爆破会突然释放出大量能量,从而生成冲击波和大量高温高压气泡。人们很早就开始了水下爆破荷载及其传播过程的研究。Hilliar总结了19世纪末期一些水下爆破试验,并尝试测量爆破荷载作用下水中的压强(Experiment  in the underwater explosive stretch forming of clamped circular blanks.1966)，与在空气和岩体中的爆破的最明显不同在于,水下爆破冲击波超压峰值高、衰减慢、波及范围广,对邻近的水中结构的破坏效应比陆上严重。

[0004] 目前，对于水下爆炸冲击波作用在海洋结构物上的实验研究较少，目前分析水下结构受爆炸冲击波作用后的动态响应主要局限于经验法、解析法和数值法三大类。经验法是根据一些标准冲击曲线,如半正弦波、梯形波、三角波等,进行冲击试验,得到一些经验公式及图表来估算结构的冲击加速度响应；此法简单,但精度差,不适合要求较高的场合；解析法是详细分析水下结构受爆炸冲击后的表面接收压力,再分析结构的动态响应；此法精度高,但只适用于结构及边界几何形状较规则简单的问题,如球壳、无限长圆柱壳和椭球壳等；用经验法和解析法来精确求解水下复杂结构受爆炸冲击波作用后的动态响应是非常困难的,而采用数值方法能很好地解决此类问题，理论上讲,数值模拟可以包括几乎整个爆炸过程、地震波及冲击波传播过程(近场和远场)。

[0005] 在爆炸冲击效应技术领域主要的数值模拟方法包括有限单元法、有限差分法、有限体积法、无网格法等。有限差分方法和动力有限元方法的发展已经较为成熟,是目前冲击荷载作用下的结构动力响应数值计算中应用最多的两种方法，如胡刚义基于Flugge薄壳理论建立了圆柱壳与水之问流固耦合关系,采用有限差分方法求解了平面入射水下爆破荷载作用下无限长复合材料圆柱层合壳的运动微分方程(水下冲击载荷作用下复合材料圆柱壳的弹性响应.2010)。当结构为不连续介质时,人们又发展了离散元方法、有限块体法、数值流形法等来解决此类问题，但由于缺少必要的实验验证很难证明上述方法的准确性。因而，通过实验手段研究海洋结构物和材料在水下爆炸冲击波载荷作用下的动态响应和抗冲击作用显得尤为重要。

[0006] 现有的实验手段集中在水池爆炸实验和等效靶板实验，由于传统爆炸实验的可控性差、效率低、成本高、危险系数高、对实验环境要求高等缺点，同时等效靶板实验欲达到实际水下爆炸的效果也具有一定的难度，因而设计一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置将具有重要的工程意义，对研究海洋结构物材料结构在水下爆炸在冲击波作用下的动态响应以及其抗爆抗冲击性能具有至关重要的应用价值。

[0007] 目前，美国西北大学、佐治亚理工大学以及国内的北京理工大学、哈尔滨工业大学、南京理工大学等学校分别进行了水下爆炸等效加载实验装置的设计与研究，取得了一定的进展。但由于对于实际水下爆炸实验装置的研究与设计具有一定的难度，水下爆炸实验装置的研究相对较少，所以有必要发明一种可以简单快捷地测量结构材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应的实验装置。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供一种测量不同种类、不同尺寸的材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应和测量材料的基本力学性能参数的实验装置。

[0009] 本发明的目的是这样实现的：

[0010] 一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，包括水箱系统1、测力底座系统2、测量系统3、力学性能参数未知的待测材料和力学性能参数已知的参考材料，其中水箱系统1包括吊耳1-1、无盖水箱1-2、水箱支撑板1-3、水箱支架1-4；测力底座系统2包括试样平台2-1、防水帽支架2-2、防水帽2-3、升降杆2-4、弹性敏感元件连接座2-5、螺母扳手盘2-6、升降螺母2-7、底座套筒2-8、键2-9、底座支架2-10；测量系统3包括应变片3-1、弹性敏感元件3-2和应变仪3-3，所述的待测材料和参考材料的长宽高全部相同，待测材料或参考材料穿过圆孔放置在试样平台2-1的中心位置；试样平台2-1与四个弹性敏感元件连接座2-
5之间等间隔地依次安装4个弹性敏感元件3-2，弹性敏感元件3-2的外表面上贴有应变片3-
1；升降杆2-4的外表面具有螺纹结构，待测材料或参考材料的上表面与无盖水箱1-2底板的下表面位于同一水平面。

[0011] 所述的无盖水箱1-2、水箱支撑板1-3、待测材料或参考材料、试样平台2-1、防水帽2-3、防水帽支架2-2、升降杆2-4、弹性敏感元件3-2、底座套筒2-8、键2-9、底座支架2-10从上到下依次放置且重心在同一个轴线上。

[0012] 所述的待测材料或参考材料的力学性能是指材料在各种载荷作用下表现出来的抵抗力，包括强度、塑性、韧性和强度。

[0013] 所述的无盖水箱1-2的底板与水箱支撑板1-3的中间位置处分别有一个圆孔，两个圆孔大小形状相同，待测材料或参考材料的直径小于圆孔的直径。

[0014] 所述的吊耳1-1安置在无盖水箱1-2外壁上，吊耳1-1位于同一高度且吊耳1-1的数量至少为3个。

[0015] 所述的吊耳1-1通过悬挂线与炸药相连，炸药是薄片炸药，炸药水平居中的放置在无盖水箱1-2内部的某一位置处，炸药入水深度大于水箱支撑板1-3的高度且小于无盖水箱1-2的高度、每次实验所用的炸药的大小和质量均相同。

[0016] 所述的弹性敏感元件3-2的外侧安装了防水帽2-3。

[0017] 所述的升降杆2-4的下半段有两条沟槽，两个沟槽以中轴线为中心间隔180度，两个与沟槽同宽度的孔洞分别位于底座套筒2-8中间偏下位置，两个孔洞以中轴线为中心间隔180度，两个大小和形状相同的键2-9分别位于两个孔洞中。

[0018] 所述的无盖水箱1-2底板中央的圆孔与待测材料或参考材料中间放置一张与待测材料或参考材料大小相同的防水薄膜。

[0019] 本发明的有益效果在于：

[0020] 本发明提出了一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，通过调整试样平台2-1的高度让待测材料或参考材料的上表面与无盖水箱1-2底板位于同一水平面，在实验时首先对参考材料进行实验，参考材料采用已知力学性能参数的材料，且参考材料与待测材料的尺寸一样，然后对待测材料进行实验，将两次实验采集到的信号进行对比得到待测材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应以及待测材料基本的力学性能参数。该实验装置能真实模拟不同材料对水下爆炸冲击波的动态响应，与传统的现场水下爆炸实验相比具有应用范围广、操作简单方便的优点，在能达到相同目的的情况下极大的降低了实验成本。同时，通过旋转升降杆2-4可以实现试样平台2-1的上下移动，从而实现了对不同尺寸材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应的测量。

附图说明

[0021] 图1为本发明装置总体结构示意图。

[0022] 图2为水箱系统结构示意图。

[0023] 图3为测力底座系统结构示意图。

[0024] 图4为测量系统的结构示意图。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图对本发明做进一步描述。

[0026] 实施例1

[0027] 一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，该装置通过引爆无盖水箱1-2中薄片炸药产生近似水下爆炸冲击平面波，并在试样平台2-1上布置待测材料，从而可测量多种材料在水下爆炸作用下的动态响应。该实验装置包括水箱系统1、测力底座系统2、测量系统3、力学性能参数未知的待测材料和力学性能参数已知的参考材料，该实验装置与传统的现场水下爆炸实验相比具有简单方便的优点，在能达到相同目的的情况极大的降低了实验成本，同时，该装置的试样平台2-1的高度可调，从而能够对多种尺寸的结构材料进行实验。

[0028] 针对现有水下爆炸实验装置的空缺与现有相关水下爆实验装置的局限性，本发明提出了一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，能够实现对多种结构材料水下爆炸作用下的动态响应的测量及抗爆性能的研究。

[0029] 所述水箱系统1与测力底座系统2竖直方向同轴心布置，测力底座系统2布置在无盖水箱1-2正下方，测力底座系统2的底座支架2-10与水箱支架1-4布置在同一水平工作台上。该实验装置在实验时首先对参考材料进行实验，参考材料采用已知力学性能参数的铝合金材料，且参考材料与待测材料的尺寸保持一致，然后对待材料进行实验，通过测量弹性敏感元件3-2的透射波信号，将两次实验结果进行对比可知待测材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应以及待测材料的基本力学性能参数。

[0030] 所述水箱系统1包括吊耳1-1、无盖水箱1-2、水箱支撑板1-3、水箱支架1-4。无盖水箱1-2通过螺栓固定在水箱支撑板1-3上，水箱支撑板1-3与无盖水箱1-2底板分别开有相同尺寸的圆孔，参考材料或待测材料依次穿过两个圆孔并放置在试样平台2-1上表面的中心位置，水箱支撑板1-3通过螺栓与水箱支架1-4固定连接。

[0031] 所述测力底座系统2包括试样平台2-1、防水帽支架2-2、防水帽2-3、升降杆2-4、弹性敏感元件连接座2-5、螺母扳手盘2-6、升降螺母2-7、底座套筒2-8、键2-9、底座支架2-10。试样平台2-1与弹性敏感元件连接座2-5之间均匀布置了四个弹性敏感元件3-2，通过螺栓将弹性敏感元件3-2固定在试样平台2-1与弹性敏感元件连接座2-5之间，在弹性敏感元件连接座2-5上通过螺栓固定安装了防水帽支架2-2，用于支撑防水帽2-3。升降杆2-4上端与弹性敏感元件连接座2-5中心通过螺栓固定连接，下端安装在底座套筒2-8中，在底座套筒
2-8中间偏上位置左右对称布置了2个可调节升降杆高度的升降螺母2-7，升降螺母2-7的外表面上左右对称布置了2个螺母扳手盘2-6，底座套筒2-8外表面上呈轴对称分布地布置了3个底座支架2-10。

[0032] 本发明还包含这样一些特征：

[0033] 1.在无盖水箱1-2同一高度的外壁上焊有均匀分布的6个吊耳1-1，用于悬挂炸药，实验中所用的炸药为薄片炸药。

[0034] 2.无盖水箱1-2底板与水箱支撑板1-3中心分别有相同直径的2个圆孔，材料穿过两个圆孔放置在试样平台2-1的上表面上，材料的上表面与无盖水箱1-2底板位于同一个水平线上。

[0035] 3.弹性敏感元件连接座2-5设有含螺纹的升降杆2-4，通过旋转升降螺母2-7，可实现升降杆2-7的升降调节，从而改变试样平台2-1与无盖水箱1-2底板的高度差，由此实现测量多种尺寸材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应。

[0036] 4.水箱支撑板1-3下方布置了三个呈轴对称分布的水箱支架1-4，测力底座系统1布置在无盖水箱1-2中心位置的正下方，升降杆2-4安装在底座套筒2-8中，底座套筒2-8被呈轴对称分布的底座支架2-10固定，底座支架2-10与水箱支架1-4均固定在水平地面上。

[0037] 5.在试样平台2-1下面的弹性敏感元件3-2的外侧布置了防水帽2-3，可防止实验进行时水箱中流下的水对测量造成影响。

[0038] 6.升降杆2-4下半段呈对称分布的设置两条沟槽，并在底座套筒2-8中间偏下位置呈对称分布的设置两个与沟槽同宽度的孔洞，通过在两个孔洞上安装键2-9来限制升降杆2-4的周向运动，使升降杆2-4只能沿竖直方向做升降运动。

[0039] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明相比其他已有相关发明有明显的技术改进和提升。本发明装置主要包括水箱系统1、测力底座系统2和测量系统3。该实验装置在实验时首先对参考材料进行实验，参考材料采用已知力学性能参数的铝合金材料，且参考试样与待测材料的尺寸保持一致，然后对待测材料进行实验，通过测量弹性敏感元件3-2上的透射波信号，将两次实验结果进行对比可知待测材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应以及基本的力学性能参数。该装置操作简单、性能稳定、适用性广，可以实现多种结构材料、多尺寸情况下水下爆炸冲击作用的动态响应性能分析。

[0040] 参见附图2-4，一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，包括水箱系统1、测力底座系统2、测量系统3、力学性能参数未知的待测材料和力学性能参数已知的铝合金参考材料，其中水箱系统1包括吊耳1-1、无盖水箱1-2、水箱支撑板1-3、水箱支架1-4；测力底座系统2包括试样平台2-1、防水帽支架2-2、防水帽2-3、升降杆2-4、弹性敏感元件连接座2-5、螺母扳手盘2-6、升降螺母2-7、底座套筒2-8、键2-9、底座支架2-10；测量系统3包括应变片3-1、弹性敏感元件3-2和应变仪3-3，

[0041] 该装置的具体实验步骤如下：

[0042] (1)装置在不工作时，无盖水箱1-2中不添加水，升降杆2-4处于其最低位置。实验前，首先对铝合金参考材料和待测材料的上下表面进行平整处理并对两种材料的尺寸进行测量，选择尺寸完全相同的两种材料进行实验，并首先对上下表面平整的铝合金参考材料进行实验。

[0043] (2)实验时，将铝合金参考材料放在试样平台2-1的中心位置，旋转螺母扳手盘2-6调整铝合金参考材料的高度，直至铝合金参考材料上表面与无盖水箱1-2底板的下表面处于同一高度，然后利用防水薄膜将圆孔与铝合金参考材料隔开，防止实验前水从圆孔中流出。

[0044] (3)向无盖水箱1-2内注水，通过吊耳1-1悬挂薄片炸药，调整悬挂线长度，确保薄片炸药水平居中的处于水中。

[0045] (4)开启测量系统3，准备收集数据。

[0046] (5)通过引线引爆薄片炸药并收集实验数据。

[0047] (6)对待测材料重复过程过程(2)-(5)，两次试验采用的薄片炸药的规格一致，通过将两次的试验数据进行对比，得到待测材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应以及待测材料的力学性能参数。

[0048] (7)关闭测量系统3，清除实验装置中的余水。

[0049] 实施例2

[0050] 如图1-4所示，是一种测量材料在水下爆炸作用下动态响应的实验装置，包括水箱系统1、测力底座系统2、测量系统3、力学性能参数未知的待测材料和力学性能参数已知的参考材料，其中待测材料和参考材料的尺寸即长宽高相同，待测材料和参考材料的上下表面实验前经过平整处理。

[0051] 如图2所示，是水箱系统结构示意图，水箱系统1包括吊耳1-1、无盖水箱1-2、水箱支撑板1-3、水箱支架1-4。所述的无盖水箱1-2的底板与水箱支撑板1-3的中间位置分别有一个圆孔，待测材料和参考材料的直径小于圆孔的直径，待测材料或参考材料穿过两个圆孔放置在试样平台2-1上表面的正中心位置；无盖水箱1-2、水箱支撑板1-3、水箱支架1-4从上到下通过螺栓固定连接且水箱支撑板1-3下方布置了6个呈轴对称分布的水箱支架1-4，测力底座系统2位于水箱系统1的正下方，；圆孔与待测材料或参考材料中间放置一张与待测材料或参考材料大小相同的防水薄膜，防水薄膜防止实验前水从圆孔中流出；吊耳1-1位于无盖水箱1-2外壁上，吊耳1-1处于同一高度且吊耳1-1的大小形状完全相同，吊耳1-1的数量至少为3个，悬挂线的数量等于吊耳1-1的数量，悬挂线一端连接吊耳1-1一端连接炸药，通过调节悬挂线的长度让炸药水平放置在无盖水箱1-2内部的某一位置处；炸药为薄片炸药，薄片炸药能对大型复杂形状结构施加不同大小的载荷，是目前应用最为广泛的炸药之一，本实施例中所用薄片炸药厚度为0.4毫米，型号为美国的Detasheet炸药，水中爆破冲击波的传播的经验公式为：

[0052]

[0053] 其中，κ为实验系数，Q为炸药装药量(单位为千克)，R为据爆心得距离(单位为米)，α为压力衰减系数。

[0054] Parameter对应的水下爆破参数分别为P(t)、I(t)和Ew，且对于不同的炸药，κ和α是不同的常数。

[0055] 在初始峰压值Pm到来后，水中爆破产生的水冲击波压力随时间呈指数衰减规律下降，公式为：

[0056] P(t)＝Pme-t/θ

[0057] 其中，P(t)是时间t时的冲击波压力(N/cm2)，Pm是初始峰压值(N/cm2)，θ是衰减时间常数，定义为从Pm衰减到Pm/e所需要的时间(ms)。

[0058] 冲击波波阵面单位面积上的冲量是比冲量I(t)，为冲击波压力对时间的积分。当结构物的自振周期比爆破振动周期大的多时，冲量就是衡量水冲击波振动效应的重要指标。根据定义，在冲击波头到达给定点后的t瞬间前，其单位面积上发出的冲量由下式确定：

[0059]

[0060] 严格的说，在这个方程式中应该用超压，但在多数实际情况下，P(t)很大，所以这个差别不重要。

[0061] 能流密度Ew是冲击波波阵面单位面积上的能量，可表示为：

[0062]

[0063] 如图3所示，是测力底座系统结构示意图，测力底座系统2包括试样平台2-1、防水帽支架2-2、防水帽2-3、升降杆2-4、弹性敏感元件连接座2-5、螺母扳手盘2-6、升降螺母2-7、底座套筒2-8、键2-9、底座支架2-10。所述的升降杆2-4的上端通过螺栓与弹性敏感元件连接座2-5相连，升降杆2-4下端通过螺栓与底座套筒2-8相连，升降杆2-4中间偏下位置呈对称分布设置了两条沟槽，在底座套筒2-8中间偏下位置呈对称分布的有两个分别与2条沟槽同宽度的孔洞，两个大小和形状相同的键2-9分别位于两个孔洞中，键2-9限制了升降杆
2-4的周向运动，使升降杆2-4只能沿竖直方向做升降运动；在底座套筒2-8中间偏上位置左右对称地布置了2个用于调节升降杆2-4高度的升降螺母2-7，通过旋转升降螺母2-7实现了升降杆2-4位置的上下调节，从而改变试样平台2-1和无盖水箱1-2底板上表面之间的高度差，通过调节高度差使待测材料的上表面与无盖水箱1-2底板的上表面处于同一水平线上，从而实现了不同尺寸的待测材料在水下爆破冲击波作用下的动态响应的测量；弹性敏感元件3-2的外表面上安装了防水帽2-3，防止实验时水箱中流下的水对测量结果产生影响；升降螺母2-7的外表面有螺母扳手盘2-6；底座套筒2-8外表面是3个呈轴对称分布的底座支架
2-10，底座支架2-10用于保证整个测力底座系统2的稳定。

[0064] 如图4所示，是测量系统结构示意图，测量系统3包括应变片1、弹性敏感元件2和应变仪3。实验中用到的弹性敏感元件2是柱式弹性敏感元件；应变片1是西格玛有限公司生产的型号为BSF120-3AA-T的一款应变片1，应变片1的方向沿着弹性敏感元件2的轴向方向，应变片1被粘贴在弹性敏感元件2的外表面上；实验中用到的应变仪3是西格玛有限公司生产的ASMD3-16动态电阻应变仪，应变片1和应变仪3的连接方式采用引线连接，应变仪3具有信号放大处理、数据记录、数据波形显示的功能，在实验时分别对参考材料和待测材料进行测量，通过对比两次的实验数据可以得到待测材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应以及待测材料的力学性能参数。

[0065] 该装置的具体实验步骤如下：

[0066] (1)装置在不工作时，无盖水箱1-2中不添加水，升降杆2-4处于其最低位置。实验前，首先对参考材料和待测材料的上下表面进行平整处理并对两种材料的尺寸进行测量，选择尺寸完全相同的两种材料进行实验，并首先对上下表面平整的参考材料进行实验。

[0067] (2)实验时，将参考材料放在试样平台2-1的中心位置，旋转螺母扳手盘2-6调整参考材料的高度，直至参考材料上表面与无盖水箱1-2底板的下表面处于同一高度，然后利用防水薄膜将圆孔与参考材料隔开，防止实验前水从圆孔中流出。

[0068] (3)向无盖水箱1-2内注水，利用吊耳1-1悬挂薄片炸药，调整悬挂线长度，确保薄片炸药水平居中的处于水中。

[0069] (4)开启测量系统3，准备收集数据。

[0070] (5)通过引线引爆薄片炸药并收集实验数据。

[0071] (6)对待测材料重复过程过程(2)-(5)，两次实验采用的薄片炸药的规格一致，通过将两次的实验数据进行对比，得到待测材料在水下爆炸冲击波作用下的动态响应以及待测材料的力学性能参数。

[0072] (7)关闭测量系统3，清除实验装置中的余水。

[0073] 这里必须指出的是，本发明所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。