CN102494830A - 一种爆炸冲击波场强度的测量方法及专用压力罐 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种爆炸冲击波场强度的测量方法及专用压力罐用于测试爆炸压力场，相比于传统的压力传感器测量，更为直观，易操作，且更为经济。具体技术方案为，压力罐主要由膜片、罐盖和罐体组成，其中罐盖敞开且上端有凸縁，膜片为塑性材料，是压力场的直接作用对象，其变形量反应出压力大小。罐盖和罐体通过螺纹连接且膜片卡放在罐盖凸缘下端面和罐体开口上端面之间。测量方法是通过测量爆炸前后及膜片变形前后罐内体积的变化来测量爆炸冲击波的压力场。

Description

一种爆炸冲击波场强度的测量方法及专用压力罐

技术领域

本发明涉及一种冲击波场强度(压力、比冲量)的测量方法及专用装置，特别是一种爆炸冲击波场强度的测量方法及专用压力罐。

背景技术

目前存在的对于冲击波的毁伤准则有超压准则、冲量准则、超压-冲量准则。超压-冲量准则是目前公认的对FAE武器最好的评价方法，但从目前国内外测试水平来看，对冲量的测试仍存在较大的不足，而超压的测试技术已趋于完善。爆炸冲击波场压力的测量，一般采用压力传感器。但用于测冲击波压力的传感器不仅昂贵、操作步骤繁琐，而且在爆炸场中易损坏。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种爆炸冲击波场压力冲量的测量方法及专用压力罐用于测试爆炸压力场，相比于传统的压力传感器测量，更为直观，易操作，且更为经济。具体技术方案为，压力罐主要由膜片、罐盖和罐体组成，其中罐盖敞开且上端有凸縁，膜片为塑性材料，是压力场的直接作用对象，其变形量反应出压力比冲量大小。罐盖和罐体通过螺纹连接且膜片卡放在罐盖凸缘下端面和罐体开口上端面之间。

进一步的，膜片的材料主要选择铝或铜。

进一步的，压力罐罐体下端安装有实心圆椎体，方便在地面钻孔，便于安装罐体。

进一步的，在压力罐罐体下端的圆椎体的外表面上固定连接有挡片，防止在安装罐盖时罐体旋转。

进一步的，压力罐罐体为刚性材料制成，厚度为0.5～1.5mm。

测量方法具体步骤为：

第一步，根据将要进行的毁伤等级(超压)和压力罐预埋的位置确定膜的材质及厚度；

第二步，向压力罐体内注入水，待水满后将罐盖压紧膜片并旋紧，然后将水倒出并通过测量水的体积确定罐体内的体积；

第三步，将膜片、罐盖与罐体连接好后埋到指定地点，使膜片与空气接触；

第四步，爆炸结束后将罐取出，膜片发生变形，此时再向罐体内注水，并测量水的体积测，通过测水的体积得出膜片变形后罐内的体积；

第五步，根据前后体积的变化，确定预埋点的压力、比冲量的大小，再通过预埋点与爆炸点的距离，评价出此次爆炸的冲击波场的强度。冲击波传播近似按照无限空气场传播计算，按照brode公式反解TNT当量

${\mathrm{\ΔP}}_{+}=\frac{0.096}{F}+\frac{0.143}{F^2}+\frac{0.573}{F^3}-0.0019$ (0.0098≤ΔP₊≤0.98)

$\mathrm{\Δ}{P}_{+}=\frac{0.657}{F^3}+0.098$ (ΔP₊≥0.98)

其中

称为对比距离，单位m/kg1/3；ΔP+为超压，单位MPa；r为测点到炸药中心距离，单位m；

为TNT当量，单位kg。

进一步的，第三步中埋的深度直至膜片与地表齐平。

本测量方法及专用压力罐与传统的传感器测量方法相比成本低、操作方便。

附图说明

图1为压力罐的半剖主视图；

图2为压力罐的俯视图

其中：1-膜片，2-罐盖，3-罐体，4-圆椎体，5-挡片。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供一种一种爆炸冲击波场强度的测量方法及专用压力罐，压力罐包括膜片1，罐盖2，罐体3，圆椎体4和挡片5，其中罐盖2敞开且上端有凸縁，膜片为铝，厚度为0.4～0.5mm，罐体为不锈钢材料且厚度为1mm，罐盖和罐体通过螺纹连接且膜片卡放在罐盖凸缘下端面和罐体开口上端面之间，圆锥体为实心且与罐体下端螺纹连接，挡片固定连接在圆锥体外表面上。

测量方法具体步骤为：

第一步，选定压力罐的预埋位置为将要进行的爆炸的中场区域里；

第二步，向压力罐体内注入水，待水满后将罐盖压紧膜片并旋紧，然后将水倒出并测量水的体积；

第三步，将膜片、罐盖与罐体连接好后埋到预埋地点直至膜片与地表齐平，使膜片与空气接触；

第四步，爆炸结束后将罐取出，膜片发生变形，此时再向罐体内注水，并测量水的体积测；

第五步，根据前后体积的变化，确定预埋点的压力的大小，再通过预埋点与爆炸点的距离，来评价此次爆炸的冲击波的压力场的强度。冲击波传播近似按照无限空气场传播计算，按照brode公式反解TNT当量

${\mathrm{\ΔP}}_{+}=\frac{0.096}{F}+\frac{0.143}{F^2}+\frac{0.573}{F^3}-0.0019$ (0.0098≤ΔP₊≤0.98)

$\mathrm{\Δ}{P}_{+}=\frac{0.657}{F^3}+0.098$ (ΔP₊≥0.98)

其中

称为对比距离，单位m/kg1/3；ΔP+为超压，单位MPa；r为测点到炸药中心距离，单位m；为TNT当量，单位kg。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种爆炸冲击波场强度的测量专用压力罐，其特征在于，压力罐包括膜片、罐盖和罐体，其中罐盖敞开且上端有凸缘，膜片为塑性材料，罐盖和罐体通过螺纹连接且膜片卡放在罐盖凸缘下端面和罐体开口上端面之间。

2.如权利要求1所述的爆炸冲击波场强度的测量专用压力罐，其特征在于，膜片的材料为铝或铜。

3.如权利要求2述的爆炸冲击波场强度的测量专用压力罐，其特征在于，压力罐罐体下端安装有实心圆椎体。

4.如权利要求3述的爆炸冲击波场强度的测量专用压力罐，其特征在于，压力罐罐体下端的圆椎体的外表面上固定连接有挡片。

5.如权利要求1或的爆炸冲击波场强度的测量专用压力罐，其特征在于，压力罐罐体为刚性材料制成，厚度为0.5～1.5mm。

6.一种应用如权利要求1所述的压力罐测量炸冲击波压力场强度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，根据将要进行的毁伤等级和压力罐预埋的位置确定膜的材质及厚度；

第二步，向压力罐体内注入水，待水满后将罐盖压紧膜片并旋紧，然后将水倒出并通过测量水的体积确定罐体内的体积；

第三步，将膜片、罐盖与罐体连接好后埋到指定地点，使膜片与空气接触；

第四步，爆炸结束后将罐取出，膜片发生变形，此时再向罐体内注水，并测量水的体积测，通过测水的体积得出膜片变形后罐内的体积；

第五步，根据前后体积的变化，确定预埋点的压力、比冲量的大小，再通过预埋点与爆炸点的距离，评价出此次爆炸的冲击波场的强度，冲击波传播近似按照无限空气场传播计算，按照brode公式反解TNT当量

${\mathrm{\ΔP}}_{+}=\frac{0.096}{F}+\frac{0.143}{F^2}+\frac{0.573}{F^3}-0.0019$ (0.0098≤ΔP₊≤0.98)

$\mathrm{\Δ}{P}_{+}=\frac{0.657}{F^3}+0.098$ (ΔP₊≥0.98)

其中

称为对比距离，单位m/kg1/3；ΔP+为超压，单位MPa；r为测点到炸药中心距离，单位m；

为TNT当量，单位kg。

7.如权利要求6所述测量爆炸冲击波的压力场的方法，其特征在于，第三步中埋的深度直至膜片与地表齐平。

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