Page 29 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 姚术健，等： 等效模拟爆炸加载试验技术研究进展 第 4 期

表 1（续）
Table 1 (Continued)

激波管 机构 尺寸 驱动方式 目的
长193.04 cm，圆锥角17°，起始直径 C4炸药驱动， 研究空气爆炸对防护材料相互
锥形激波管 [56-58] 美国陆军研究实验室
10.16 cm，锥形激波管 无隔膜 作用和人员的影响
加拿大渥太华大学结构工程 驱动段0.305～5.185 m可调，扩张段为从 压缩空气驱动， 用于测试结构部件在爆炸荷载
2 m激波管 [66-67]
实验室 0.597 m圆形扩张到2.032 m的方形截面 铝膜片分隔 下的响应
0.23 m方形激 美国内布拉斯加大学 氮气驱动， 爆炸荷载引起的脑部
驱动截面0.23 m×0.23 m，总长6.2 m
波管 [68] 林肯分校 单隔膜 损伤的影响
SIMLab激波管 圆柱形驱动段，出口方形截面0.3 m， 压缩气体驱动， 研究复合材料和结构在水下爆
挪威科技大学
（SSTF） [74-77] 总长18.355 m Melinex片隔膜 炸载荷作用下的响应
BST-Ⅰ大型生物 压缩空气驱动， 研究爆炸冲击波对生物造成的
陆军军医大学 总长39 m，试验段直径1 m
激波管 [82-83] 双夹模结构 原发性损伤
中国科学技术大学空天飞行 高压气体驱动， 强激波诱导的Richtmyer-
3马赫激波管 [85] 驱动段总长13.16 m，
高温气动全国重点实验室 聚酯薄膜 Meshkov不稳定性
德国弗劳恩霍夫高速 总长22 m，测试段为3 m×3 m的 高压气体驱动， 分析部件对爆炸荷载的抵抗
Blast-STAR [86-87]
动力研究所 方形截面 铝隔膜 力，指导建筑设计
提供各种爆炸波加载状态，
出口方形界面1.5 m×2.0 m， 高压气体或氧乙炔爆
NFPBS ABS [88-90] 澳大利亚卧龙岗大学 探究军用和民用设施的
总长19.79 m 炸驱动，Valmex隔膜
爆炸毁伤特性

2 爆炸模拟器试验技术

2.1 落锤冲击试验机
在结构冲击响应试验中，大型落锤式冲击试验机因其原理简单、调节方便和良好的环境适应性等优
势而备受青睐。特别是在过去的二三十年间，这类装置在美国、日本、欧洲以及中国经历了长足的发
展，并广泛应用于模拟爆炸荷载对结构构件力学响应的研究 [97-99] 。试验过程中，提升装置将落锤升至预
定高度，随后通过释放装置使落锤自由下落，导轨系统能确保落锤沿垂直方向下落，将落锤的势能转化
为动能，对试件进行局部冲击加载 [100] 。
关于模拟爆炸荷载的冲击试验装置，兰州理工大学的 Xian 等 [101] 利用落锤试验台模拟爆炸冲击荷
载，对 18 种不同的方形 SRCFST（square steel-reinforced concrete-filled steel tubular）试件进行了落锤冲击试
验，评估了试件在冲击过载下的响应特性。王宇等 [102] 利用 Instron 公司生产的 9 400 系列落锤冲击试验
系统（如图 10 所示），研究了岩土在不同锤头冲击速度下的应力、速度和位移的响应规律，进一步推导了
落锤冲击荷载峰值应力和正压作用时间的计算公式。李腾飞等 [103] 开发了一种新的基于落锤-弹簧碰撞
原理的燃气爆炸载荷模拟装置及加载方法，基于一维弹性碰撞理论建立了系统响应过程的运动方程，并
推导了载荷与时间之间的函数。程帅等 [104] 基于落锤试验平台，提出了一种通过液压原理产生半正弦波
载荷的方法，通过减小落锤质量、减小液压缸长度或增大液压缸截面积等方法可以获得持续时间较短、
脉冲峰值较高的半正弦波载荷，与爆炸冲击载荷的作用效果相似。但他们没有制造出实体装置，其仿真
结果有待进一步验证。
结合落锤冲击试验台原理，跌落试验台也是试验室模拟爆炸冲击荷载的关键技术之一。任佳等 [105]
针对防雷座椅台架试验，提出了一种冲击波形模拟方法，并建立了波形发生装置的设计与调试方法。他
们给出了波形的设计原理、波形发生器设计方法，并通过试验数据，提出了波形的调试与修正方法，验证

了该方法的可行性和实用性。Bosch 等 [106] 通过构建特定的跌落试验台，完成了多型防雷座椅的乘员防
护性能试验。Cheng 等 [107] 比较了跌落试验和爆炸环境下防雷座椅对人员防护的异同点，指出了采用跌

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