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申请/专利权人：华中科技大学

摘要：本发明公开了一种水下爆炸加载及结构响应可视化试验装置及方法，具体涉及水下爆炸试验技术领域，包括透明水箱、结构模型、水下爆炸起爆模块、多个水下压力传感器、小型摄像机及钢制支架组成，透明水箱设置于钢制支架内侧，多个所述水下压力传感器等距安装设置在透明水箱侧壁和底部，所述小型摄像机安装在钢制支架的底部，该试验装置还包括：姿态调整模块，冲击波可视化模块。本发明利用透明水箱以及可视化试验，结合冲击波威力信号采集，实现冲击破、气泡脉动和结构响应形成的气‑液‑固相互作用的可视化过程，以及对应的水下冲击波威力场；利用姿态调整模块实现不同姿态角度的结构模型在水面和水下两种典型状态下的水下爆炸试验测试。

主权项：1.一种水下爆炸加载及结构响应可视化试验装置，包括透明水箱、结构模型、水下爆炸起爆模块、多个水下压力传感器、小型摄像机及钢制支架组成，透明水箱设置于钢制支架内侧，多个所述水下压力传感器等距安装设置在透明水箱侧壁和底部，所述小型摄像机安装在钢制支架的底部，其特征在于：该试验装置还包括：姿态调整模块，设置于透明水箱侧壁上，姿态调整模块包括滑道、滑块、牵引线和丝线收束器，所述丝线收束器固定在滑块上，所述牵引线盘绕在丝线收束器中且自由延长或收缩；所述滑块在滑道上自由滑动，滑块一端通过所述牵引线与结构模型相连；通过调整滑块位置使结构模型以不同的姿态角处于水面或者水下位置，实现水面或水下结构水下爆炸加载测试的需求；所述水下爆炸模块包括药柱、引爆线、起爆控制器和遥控起爆开关；所述引爆线一端与药柱相连，所述引爆线另一端与起爆控制器连接，所述药柱固定在结构模型侧面的中心处，所述起爆控制器置于透明水箱外侧，所述引爆线一端与起爆控制器相接，所述引爆线另一端与药柱相接，用所述遥控起爆开关控制起爆控制器引燃引爆线，使药柱爆炸；以及冲击波可视化模块，所述冲击波可视化模块正对结构模型和药柱且位于透明水箱一侧，冲击波可视化模块包括高速相机、棱镜、点光源、漫反射光幕，将棱镜粘贴在小型摄像机的镜头上，点光源与高速相机等高度放置产生均匀平行光源经凸透镜汇聚于棱镜焦点处，被棱镜反射产生足以观察透明水箱内部结构模型加载一侧的点光源，所述药柱爆炸产生的冲击波传播至结构模型加载端面并在水下反射、汇聚，该过程中冲击波以阴影形式投射至漫反射光幕处，并被小型摄像机捕捉；所述漫反射光幕与高速相机对应，放置于透明水箱另一侧；小型摄像机获取爆炸冲击波、气泡的实时演化及其与结构模型的相互作用过程，利用水下压力传感器测试水下压力场，继而实现水下爆炸试验安全可控和重复性高的目的，其中所述高速相机在捕捉冲击波加载到结构模型端面的过程的同时，获得结构模型在加载过程中的变形响应。

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