RU2656649C1 - Method and device for measuring characteristics of explosion of explosive charge in the near zone - Google Patents
Method and device for measuring characteristics of explosion of explosive charge in the near zone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656649C1 RU2656649C1 RU2017132627A RU2017132627A RU2656649C1 RU 2656649 C1 RU2656649 C1 RU 2656649C1 RU 2017132627 A RU2017132627 A RU 2017132627A RU 2017132627 A RU2017132627 A RU 2017132627A RU 2656649 C1 RU2656649 C1 RU 2656649C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- action
- magnetic
- explosion
- wave
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004880 explosion Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 6
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 4
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 2
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B35/00—Testing or checking of ammunition
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/14—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force of explosions; for measuring the energy of projectiles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам для измерения характеристик взрыва боеприпаса или заряда взрывчатого вещества (ВВ) - давления на фронте ударной воздушной волны (УВВ) и импульса, в так называемой ближней зоне от поражаемого объекта (мишени), когда расстояние от боеприпаса/заряда до мишени не превышает 10 калибров.The invention relates to methods and devices for measuring the characteristics of an ammunition explosion or explosive charge (explosive) - pressure at the front of a shock air wave (air-blast) and momentum, in the so-called near zone from the target (target), when the distance from the ammunition / charge is up to the target does not exceed 10 calibers.
Известны способ и устройство для измерения характеристик взрыва заряда ВВ, описанные в патенте US №5487298 /1/, основанные на использовании измерительного стержня Гопкинсона, принцип действия которого заключается в измерении посредством тензорезисторов упругой деформации, возникающей в стержне под действием продольной волны напряжения, инициированной импульсным воздействием УВВ на его торец. А затем - определения расчетным путем величины давления УВВ и импульса.A known method and device for measuring the characteristics of an explosive charge explosion, described in US patent No. 5487298/1 /, based on the use of a Hopkinson measuring rod, the principle of which is to measure by means of strain gauges the elastic deformation that occurs in the rod under the action of a longitudinal voltage wave initiated by a pulse the impact of air-blast on its end. And then - determination by calculation of air-blast pressure and momentum.
Одним из недостатков данного технического решения является то, что в соответствии с предложенной конструкцией устройства для осуществления способа торец стержня предполагается нагружать УВВ через бронеплиту, к которой он закрепляется сваркой. Таким образом, волна напряжений, возникающая под действием УВВ взрыва, сначала распространяется по материалу бронеплиты, затем по материалу сварочного шва, и наконец непосредственно по материалу измерительного стержня. Каждый из материалов обладает своими физико-механическими характеристиками, прежде всего кристаллической структурой. Поэтому "поведение" волны напряжения при переходе из материала в материал непредсказуемо, возможны эффекты диссипации, частичного отражения, изменение направления и т.п.One of the disadvantages of this technical solution is that in accordance with the proposed design of the device for implementing the method, the end face of the rod is supposed to load the air-blast through an armored plate to which it is fixed by welding. Thus, the stress wave arising under the influence of an air-blast explosion first propagates through the material of the armored plate, then along the material of the weld, and finally directly through the material of the measuring rod. Each of the materials has its own physicomechanical characteristics, primarily the crystalline structure. Therefore, the “behavior” of a stress wave upon transition from a material to a material is unpredictable; effects of dissipation, partial reflection, a change in direction, etc. are possible.
Еще одним существенным недостатком является наличие клеевого слоя между тензорезистором и измерительным стержнем. В клеевом слое могут присутствовать неподконтрольные дефекты, например разнотолщинность по площади контакта с тензорезистором или стержнем, газовые включения, - все это приводит к снижению точности измерений. Под действием сопровождающих волну напряжения в стержне упругих деформаций возможно нарушение клеевого слоя - отслоение, хрупкое разрушение и т.п. Вследствие этого велика вероятность того, что измерение будет единичным. Т.е. для повторного эксперимента с использованием устройства потребуется переклейка тензорезисторов, что является достаточно трудоемким процессом.Another significant drawback is the presence of an adhesive layer between the strain gauge and the measuring rod. Uncontrolled defects may be present in the adhesive layer, for example, thickness differences in contact area with a strain gauge or a rod, gas inclusions - all this leads to a decrease in measurement accuracy. Under the action of elastic deformations accompanying the wave in the rod, the adhesive layer can be violated - peeling, brittle fracture, etc. As a consequence, it is highly likely that the measurement will be single. Those. for a repeated experiment using the device, re-sizing of the strain gauges will be required, which is a rather labor-intensive process.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, описанный в работе /2/, принцип действия которого также заключается в определении характеристик взрыва заряда ВВ в ближней зоне, - величины давления УВВ и импульса расчетным путем, по замеренным параметрам упругой деформации, возникающей в стержне под действием продольной волны напряжения, инициированной импульсным воздействием УВВ непосредственно на его торец.Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result is the method described in / 2 /, the principle of which also consists in determining the characteristics of an explosive charge explosion in the near zone - air-blast pressure and momentum by calculation, according to the measured parameters of elastic deformation arising in the rod under the action of a longitudinal stress wave initiated by the pulsed action of an air-blast directly on its end face.
Устройство для осуществления данного способа содержит измерительный стержень с закрепленными на нем преобразователями упругой деформации в электрический сигнал, размещенный в защитном кожухе с возможностью малого линейного перемещения. Со стороны нагружаемого торца измерительного стержня кожух имеет головной обтекатель с отверстием под установку стержня с минимальным зазором, а с тыльной стороны внутри - опорную втулку и упругий демпфирующий элемент, фиксируемые резьбовой крышкой. В стенке кожуха имеются отверстия для вывода проводов от преобразователей. Кожух монтируется на телескопической стойке, размещенной на массивном основании.A device for implementing this method comprises a measuring rod with transducers of elastic deformation fixed to it into an electrical signal, placed in a protective casing with the possibility of small linear movement. On the side of the loaded end of the measuring rod, the casing has a head fairing with a hole for installing the rod with a minimum clearance, and on the back side inside, there is a support sleeve and an elastic damping element fixed by a threaded cover. In the wall of the casing there are holes for the output of wires from the converters. The casing is mounted on a telescopic stand placed on a massive base.
Недостаток у данного способа и соответственно реализующего его устройства тот же самый, что и у ранее описанного - наличие клеевого слоя между преобразователями упругой деформации в электрический сигнал (тензорезисторами) и измерительным стержнем, т.е. большая вероятность получения неадекватных результатов при повторных измерениях.The disadvantage of this method and, accordingly, the device that implements it is the same as the previously described one - the presence of an adhesive layer between the converters of elastic deformation into an electric signal (strain gauges) and a measuring rod, i.e. a high probability of obtaining inadequate results in repeated measurements.
Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков способа и устройства аналога, т.е. обеспечение многократных измерений с одновременным снижением трудозатрат и повышением точности измерений с целью использования автоматизированных систем сбора и обработки информации о характеристиках УВВ в ближней зоне.The technical task of the invention is to eliminate the above disadvantages of the method and device of the analogue, i.e. providing multiple measurements while reducing labor costs and increasing the accuracy of measurements in order to use automated systems for collecting and processing information about the characteristics of air-blast in the near field.
Решение задачи достигается тем, что в известном способе определения характеристик взрыва заряда ВВ в ближней зоне с использованием нагружаемого элемента в форме стержня - величины давления УВВ и импульса - по результатам действия на материал стержня продольной волны напряжения, инициированной импульсным воздействием УВВ непосредственно на его торец, в соответствии с изобретением стержень предварительно намагничивают, а результат действия на материал стержня продольной волны напряжения определяют по изменению магнитных характеристик материала стержня.The solution to the problem is achieved by the fact that in the known method for determining the characteristics of an explosive charge explosion in the near zone using a loaded element in the form of a rod — the air-blast pressure and momentum — based on the results of the action of a longitudinal voltage wave initiated by the air-blast pulsed directly on its end face, in accordance with the invention, the rod is pre-magnetized, and the result of the action of a longitudinal voltage wave on the rod material is determined by the change in the magnetic characteristics rod material.
При этом магнитные характеристики материала нагружаемого элемента (стержня) могут быть определены как минимум двумя различными методами:In this case, the magnetic characteristics of the material of the loaded element (rod) can be determined by at least two different methods:
1) Непосредственно по изменению величины магнитной индукции материала стержня;1) Directly by changing the magnitude of the magnetic induction of the material of the rod;
2) Использованием стержня в качестве дополнительного элемента измерительной системы - по изменению полного сопротивления измерительной системы, включающей материал стержня.2) Using the rod as an additional element of the measuring system - to change the impedance of the measuring system, including the material of the rod.
Причем для получения более точных результатов измерений целесообразно использовать оба метода последовательно.Moreover, to obtain more accurate measurement results, it is advisable to use both methods in series.
Реализация предложенного способа, в свою очередь, достигается тем, что в известном устройстве для определения характеристик взрыва заряда ВВ в ближней зоне, содержащем нагружаемый элемент в форме стержня, размещенного в защитном кожухе с возможностью малого линейного перемещения, в соответствии с изобретением защитный кожух и его элементы выполнены из немагнитных материалов, внутри кожуха вблизи тыльной части стержня размещен чувствительный элемент магнитометрического преобразователя (магнитометра), а в центральной части - соленоид, охватывающий стержень в средней его части с минимальным зазором.The implementation of the proposed method, in turn, is achieved by the fact that in the known device for determining the characteristics of an explosive charge explosion in the near zone containing a loadable element in the form of a rod placed in a protective casing with the possibility of small linear displacement, in accordance with the invention, the protective casing and its the elements are made of non-magnetic materials, a sensitive element of a magnetometric transducer (magnetometer) is placed inside the casing near the rear of the rod, and a solenoid in the central part, intercepts a rod in its central part with a minimum clearance.
Таким образом, отличительными признаками предлагаемого технического решения, относящимися к способу, являются:Thus, the hallmarks of the proposed technical solutions related to the method are:
- условие предварительного намагничивания нагружаемого элемента - стержня;- the condition for the preliminary magnetization of the loaded element - the rod;
- определение результата действия на материал стержня продольной волны напряжения, инициированной импульсным воздействием УВВ непосредственно на его торец, по изменению магнитных характеристик материала стержня.- determination of the result of the action of a longitudinal stress wave on the rod material initiated by the pulsed action of the air-blast directly on its end face, by changing the magnetic characteristics of the rod material.
А отличительные признаки, касающиеся устройства для его осуществления, заключаются в:And the distinguishing features regarding the device for its implementation are:
- исполнении защитного кожуха и его элементов из немагнитного материала;- the execution of the protective casing and its elements from non-magnetic material;
- размещении внутри кожуха вблизи тыльной части стержня чувствительного элемента магнитометрического преобразователя (магнитометра);- placement inside the casing near the rear of the rod of the sensing element of the magnetometric transducer (magnetometer);
- размещении внутри кожуха в центральной части соленоида, охватывающего стержень в средней его части с минимальным зазором.- placement inside the casing in the central part of the solenoid, covering the rod in its middle part with a minimum clearance.
Предложенные технические решения могут быть пояснены следующим образом.The proposed technical solutions can be explained as follows.
Будучи предварительно намагниченным, нагружаемый элемент - стержень исходно содержит определенную магнитно-доменную структуру. При импульсном нагружении торца стержня УВВ в нем генерируется продольная волна напряжений, вызывающая при прохождении вдоль его оси локальные упругие деформации, приводящие к переориентации магнитных доменов, вследствие чего и изменяются магнитные характеристики материала стержня. Например, как показано в работе /3/, от упругой деформации ферромагнетиков зависит величина магнитной проницаемости μr. Кроме того, величина магнитной проницаемости материала μr зависит и от его температуры. При неоднократном прохождении по стержню продольной волны напряжений (прямой и нескольких обратных) за счет диссипации ее энергии осуществляется некоторый нагрев материала стержня, что также приводит к изменению величины его магнитной проницаемости. Также сильное ударное воздействие может привести к размагничиванию /4/.Being pre-magnetized, the loaded element - the rod initially contains a certain magnetic domain structure. Under pulsed loading of the end face of the air-blast rod, a longitudinal stress wave is generated in it, which causes local elastic deformations when it passes along its axis, leading to reorientation of the magnetic domains, as a result of which the magnetic characteristics of the rod material change. For example, as shown in / 3 /, the magnetic permeability μ r depends on the elastic deformation of ferromagnets. In addition, the magnitude of the magnetic permeability of the material μ r depends on its temperature. With repeated passage of stresses (direct and several inverse) along the longitudinal wave rod due to the dissipation of its energy, some heating of the rod material occurs, which also leads to a change in its magnetic permeability. Also, a strong shock can lead to demagnetization / 4 /.
Таким образом, в результате воздействия УВВ на предварительно намагниченный нагружаемый элемент - стержень изменится величина магнитной проницаемости его материала и соответственно - магнитная индукция стержня, что может быть измерено с помощью известных технических средств - например, магнитометров различного типа /5, 6/.Thus, as a result of the impact of the air-blast on the pre-magnetized loading element - the rod, the magnetic permeability of its material will change and, accordingly, the magnetic induction of the rod will change, which can be measured using known technical means - for example, magnetometers of various types / 5, 6 /.
Исполнение защитного кожуха и его элементов из немагнитных материалов позволит избежать различных неконтролируемых наводок посторонних внешних магнитных полей и повысить точность как предварительных (см. далее), так и окончательных измерений;The execution of the protective casing and its elements from non-magnetic materials will allow to avoid various uncontrolled interference of extraneous external magnetic fields and increase the accuracy of both preliminary (see below) and final measurements;
Т.к. стержень предполагается предварительно намагничивать до определенной величины магнитной индукции, торцы его, по сути, будут являться полюсами магнита, т.е. областями с «максимальной концентрацией» магнитных силовых линий, поэтому размещение чувствительного элемента магнитометрического преобразователя (магнитометра) вблизи с тыльной частью стержня (фактически вблизи торца) внутри кожуха опять-таки позволит повысить точность измерений.Because the rod is supposed to be pre-magnetized to a certain magnitude of magnetic induction, its ends, in fact, will be the poles of the magnet, i.e. areas with the "maximum concentration" of magnetic field lines, therefore, the placement of the sensitive element of the magnetometric transducer (magnetometer) near the back of the rod (actually near the end) inside the casing will again improve the accuracy of measurements.
Соленоид, размещенный внутри кожуха в центральной части и охватывающий стержень в средней его части с минимальным зазором, служит для выполнения нескольких функций:A solenoid located inside the casing in the central part and covering the rod in its middle part with a minimum clearance serves to perform several functions:
- является центрирующим элементом для стержня;- is the centering element for the rod;
- служит элементом системы намагничивания при подключении к сети постоянного тока;- serves as an element of the magnetization system when connected to a DC network;
- является дополнительным индуктивным элементом измерительной системы, включающей материал стержня, при измерении ее полного сопротивления в цепи переменного тока (до и после воздействия УВВ), например, с использованием широко распространенных в практике электротехнических измерений амперметров и вольтметров.- is an additional inductive element of the measuring system, including the rod material, when measuring its impedance in an alternating current circuit (before and after exposure to air-blasts), for example, using ammeter and voltmeters widely used in electrical measurements.
В связи с тем, что чувствительный элемент магнитометрического преобразователя (магнитометра) и витки обмотки соленоида с нагружаемым стержнем механической связи не имеют и каким-либо механическим воздействиям при прохождении по нему упругой волны напряжения не подвергаются, данная измерительная система может использоваться многократно, т.е. без замены первичных измерительных элементов.Due to the fact that the sensitive element of the magnetometric transducer (magnetometer) and the turns of the solenoid winding with the loaded rod are not mechanically coupled and do not undergo any mechanical stresses when an elastic wave propagates through it, this measurement system can be used repeatedly, i.e. . without replacing primary measuring elements.
В качестве примера изобретение иллюстрируется графической информацией, - на фиг. 1 приведена схема устройства для проведения измерений по предлагаемому способу.As an example, the invention is illustrated by graphical information, in FIG. 1 shows a diagram of a device for taking measurements by the proposed method.
Устройство для определения характеристик взрыва заряда ВВ в ближней зоне содержит нагружаемый элемент в форме стержня 1, размещенный в защитном кожухе 2 с возможностью малого линейного перемещения. Внутри кожуха 2 вблизи с тыльной частью стержня 1 размещен чувствительный элемент 3 магнитометрического преобразователя (магнитометра) 4, а в центральной части - соленоид 5, охватывающий стержень в средней его части с минимальным зазором. С фронтальной (передней) части защитный кожух имеет обтекатель 6. Внутри кожуха в передней его части размещена центрирующая втулка 7, форма отверстия которой соответствует форме сечения нагружаемого элемента - стержня 1. С тыльной стороны защитный кожух 2 содержит внутри демпфирующий элемент 8, поджимаемый резьбовой крышкой 9 таким образом, чтобы нагружаемый УВВ торец стержня 1 размещался заподлицо с торцовой поверхностью передней центрирующей втулки 7.A device for determining the characteristics of the explosive charge explosion in the near zone contains a loadable element in the form of a rod 1, placed in a
Чувствительный элемент 3 магнитометрического преобразователя (магнитометра) 4 подключается к нему посредством ключа 10.The
Выводы обмотки соленоида 5 ключом 11 могут присоединяться к цепи постоянного тока, включающей регулируемый источник 12, вольтметр 13 и амперметр 14, а ключом 15 - к цепи переменного тока, содержащей также регулируемый источник 16, вольтметр 17 и амперметр 18.The conclusions of the coil of the
Для защиты от воздействии УВВ и продуктов взрыва торца нагружаемого стержня и зазора между стержнем 1 и отверстием в центрирующей втулке 7 перед ними помещена плотно прилегающая экранирующая прокладка 19 из тонкой фольги (0,05…0,1 мм), выполненная из ферромагнитного материала и фиксируемая за счет магнитного взаимодействия с торцем стержня.To protect against the effects of air-blast and explosion products of the end face of the loaded rod and the gap between the rod 1 and the hole in the centering
Защитный кожух 2 монтируется на телескопической стойке 20, размещенной на массивном основании 21. Также в состав устройства входит стойка (опора) 22, предназначенная для установки испытуемого боеприпаса/заряда ВВ 23 на заданном расстоянии L от торца нагружаемого стержня 1 и на одной с ним высоте.The
Работа устройства (реализация способа) происходит в следующей последовательности:The operation of the device (implementation of the method) occurs in the following sequence:
1) Нагружаемый элемент - стержень 1 устанавливают в защитный кожух 2, заводя его сквозь отверстия в центрирующей втулке 7 и размещенном в кожухе соленоиде 5. Поджатием демпфирующего элемента 8 резьбой крышкой 9 нагружаемый УВВ торец стержня 1 устанавливают заподлицо с торцовой поверхностью центрирующей втулки 7.1) The loaded element - the rod 1 is installed in the
2) Выводы обмотки соленоида 5 ключом 11 подключают к цепи постоянного тока, включающей регулируемый источник 12, вольтметр 13 и амперметр 14.2) The conclusions of the solenoid winding 5 with a
Т.к. длина обмотки соленоида 5 значительно превышает ее диаметр, то в его полости при подаче на обмотку постоянного электрического тока порождается магнитное поле, близкое к однородному, вследствие чего стержень 1 намагничивается до заданной величины магнитной индукции. Управление процессом намагничивания осуществляют путем регулировки тока (изменением напряжения) в цепи, а оценку его результата - по показаниям магнитометрического преобразователя (магнитометра) 4, чувствительный элемент 3 которого подключается к нему ключом 10.Because the length of the coil of the
3) По завершении процесса намагничивания стержня 1 ключами 10 и 11 отключают соответственно магнитометр от чувствительного элемента 3 и обмотку соленоида 5 от цепи постоянного тока.3) Upon completion of the magnetization of the rod 1 with
4) Выводы обмотки соленоида 5 ключом 15 подключают к цепи переменного тока, включающей регулируемый источник 16, вольтметр 17 и амперметр 18, и определяют сопротивление цепи.4) The conclusions of the solenoid winding 5 with a key 15 are connected to an alternating current circuit including an
Данная цепь содержит как активную составляющую сопротивления R, определяемую характеристиками намоточного провода соленоида, так и индуктивную XL=ωL, где ω - круговая частота переменного тока, a L - индуктивность соленоида, определяемая его длиной, диаметром и количеством витков намотки, а также - магнитной проницаемостью сердечника (размещенного в нем намагниченного стержня 1). Сопротивление цепи, определяемое зависимостью 
5) Включение обмотки соленоида 5 в цепь переменного напряжения может привести к некоторому изменению исходных магнитных характеристик стержня 1, поэтому по завершению измерения сопротивления после отключения обмотки соленоида 5 от цепи переменного тока ключом 10 подключают чувствительный элемент 3 к магнитометру 4 и определяют окончательное значение величины магнитной индукции стержня 1.5) The inclusion of the coil of the
Стадии 2…5 могут выполняться в автоматическом режиме.
6) На торце нагружаемого стержня 1 (для защиты его и зазора между стержнем и отверстием в передней втулке 7 от воздействии УВВ и продуктов взрыва) фиксируют (за счет магнитного взаимодействия) экранирующую прокладку 19.6) At the end of the loaded rod 1 (to protect it and the gap between the rod and the hole in the
7) Телескопическую стойку 20 с закрепленным на ней кожухом 2, размещенную на массивном основании 21, устанавливают на заданную высоту, соответствующую высоте стойки (опоры) 22, и на заданном от нее расстоянии L. На стойку (опору) 22 монтируют испытуемый боеприпас (заряд ВВ) 23, осуществляют ориентацию нагружаемого (фронтального) торца стержня 1 на необходимую область испытуемого боеприпаса и осуществляют подрыв.7) The
В результате подрыва испытуемого боеприпаса (заряда ВВ) 23 генерируемая им УВВ своим импульсным воздействием на торец нагружаемого стержня 1 инициирует в нем продольную волну напряжения, вызывающую при прохождении вдоль его оси локальные упругие деформации, а также нагрев материала стержня, приводящие к изменению его магнитной проницаемости и соответственно - магнитной индукции.As a result of undermining the tested ammunition (explosive charge) 23, the air-blast generated by it, by its pulsed action on the end face of the loaded rod 1, initiates a longitudinal stress wave in it, causing local elastic deformations as it passes along its axis, as well as heating the rod material, leading to a change in its magnetic permeability and, accordingly, magnetic induction.
8) Подключают чувствительный элемент 3 к магнитометру 4 и определяют остаточную величину магнитной индукции стержня 1.8) Connect the
9) Выводы обмотки соленоида 5 ключом 15 подключают к цепи переменного тока, включающей регулируемый источник 16, вольтметр 17 и амперметр 18, и определяют остаточное сопротивление цепи (см. п. 4).9) The conclusions of the winding of the
10) На основании предварительно выполненных экспериментов и набранного статистического материала по результатам измерений устанавливают значения давления на фронте ударной воздушной волны (УВВ) и импульса.10) Based on the previously performed experiments and the collected statistical material, the pressure values at the front of the shock air wave (air-blast) and impulse are established from the measurement results.
Стадии 8…10 (как и вышеотмеченные 2…5) также могут выполняться в автоматическом режиме. Т.е. как непосредственно измерения, так и их математическая обработка могут осуществляться с применением современных программно-аппаратных средств, что позволит обеспечить многократные измерения, с одновременным снижением трудозатрат и повышением точности измерений.
Предлагаемые способ измерения характеристик взрыва заряда взрывчатого вещества в ближней зоне и устройство для его осуществления при испытаниях боеприпасов и зарядов ВВ в случае использования многоуровневой аналогово-цифровой системы записи и передачи сигналов на обработку имеет большую точность по сравнению со способом-прототипом. По мере набора статистических данных его применение ускорит создание максимально автоматизированных систем сбора и обработки информации о взрывных процессах, происходящих при испытаниях боеприпасов. Такие системы будут иметь ряд очевидных преимуществ перед существующими в настоящее время, преимущественно основанными на использовании пьезоэлектрических датчиков давления УВВ, поверка и регулировка которых вызывают сложности.The proposed method for measuring the characteristics of an explosive charge explosion in the near field and a device for its implementation when testing ammunition and explosive charges in the case of using a multi-level analog-digital system for recording and transmitting signals for processing has greater accuracy compared to the prototype method. As statistics are gathered, its use will accelerate the creation of the most automated systems for collecting and processing information about explosive processes that occur during the testing of ammunition. Such systems will have a number of obvious advantages over current ones, mainly based on the use of airborne piezoelectric pressure sensors, the verification and adjustment of which is difficult.
Источники информации, принятые во внимание при описании заявкиSources of information taken into account when describing the application
1. Патент US №5487298, G02M 7/00, Inertial Hopkinson bar shock sensor, 1996 - аналог.1. US patent No. 5487298,
2. Т. Piehler, A. Birk, R. Benjamin, V. Boyle, E. Summers, S. Aubert, Near-Field Impulse Loading Measurement Techniques for Evaluating Explosive Blast, Proceedings of the 24th International Symposium on Ballistics, New Orleans, LA, 22-26 September 2008 - прототип.2. T. Piehler, A. Birk, R. Benjamin, V. Boyle, E. Summers, S. Aubert, Near-Field Impulse Loading Measurement Techniques for Evaluating Explosive Blast, Proceedings of the 24th International Symposium on Ballistics, New Orleans, LA, September 22-26, 2008 - prototype.
3. Э.С. Горкунов, С.М. Задворкин, А.Н. Мушников, Е.И. Якушенко. Влияние механических напряжений на магнитные характеристики конструкционной стали 15ХН4Д, V Всероссийская конференция. Механика микронеоднородных материалов и разрушение. Институт машиноведения УрО РАН, 2008.3. E.S. Gorkunov, S.M. Zadvorkin, A.N. Mushnikov, E.I. Yakushenko. The influence of mechanical stresses on the magnetic characteristics of structural steel 15KHN4D, V All-Russian Conference. Mechanics of microinhomogeneous materials and destruction. Institute of Engineering Science, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2008.
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%824. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82
5. Ю.В. Афанасьев, Н.В. Студенцов, А.П. Щелкин. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. - Л.: Энергия, 1972. - 274 с.5. Yu.V. Afanasyev, N.V. Studentsov, A.P. Schelkin. Magnetometric converters, devices, installations. - L .: Energy, 1972.- 274 p.
6. Е.В. Комаров, А.Д. Покровский, В.Г. Сергеев, А.Я. Шихин. Под ред А.Я. Шихина. Испытание магнитных материалов и систем. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 376 с., ил.6. E.V. Komarov, A.D. Pokrovsky, V.G. Sergeev, A.Ya. Shihin. Edited by A.Ya. Shikhina. Testing of magnetic materials and systems. - M .: Energoatomizdat, 1984. - 376 p., Ill.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017132627A RU2656649C1 (en) | 2017-09-19 | 2017-09-19 | Method and device for measuring characteristics of explosion of explosive charge in the near zone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017132627A RU2656649C1 (en) | 2017-09-19 | 2017-09-19 | Method and device for measuring characteristics of explosion of explosive charge in the near zone |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2656649C1 true RU2656649C1 (en) | 2018-06-06 |
Family
ID=62559876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017132627A RU2656649C1 (en) | 2017-09-19 | 2017-09-19 | Method and device for measuring characteristics of explosion of explosive charge in the near zone |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656649C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114324468A (en) * | 2021-12-29 | 2022-04-12 | 中国矿业大学(北京) | Explosion experimental device and one-dimensional explosion stress experimental method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5487298A (en) * | 1994-03-22 | 1996-01-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Inertial Hopkinson bar shock sensor |
| RU28542U1 (en) * | 2002-03-22 | 2003-03-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Стали" | A device for measuring the speed of an indenter at a section of a trunk (options) |
| RU2235301C1 (en) * | 2003-07-08 | 2004-08-27 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Device for testing articles |
| US20120085162A1 (en) * | 2009-03-24 | 2012-04-12 | Benjamin Furch | Determination of the muzzle velocity of a projectile |
-
2017
- 2017-09-19 RU RU2017132627A patent/RU2656649C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5487298A (en) * | 1994-03-22 | 1996-01-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Inertial Hopkinson bar shock sensor |
| RU28542U1 (en) * | 2002-03-22 | 2003-03-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Стали" | A device for measuring the speed of an indenter at a section of a trunk (options) |
| RU2235301C1 (en) * | 2003-07-08 | 2004-08-27 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Device for testing articles |
| US20120085162A1 (en) * | 2009-03-24 | 2012-04-12 | Benjamin Furch | Determination of the muzzle velocity of a projectile |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Т. Piehler и др., Near-Field Impulse Loading Measurement Techniques for Evaluating Explosive Blast, Proceedings of the 24th International Symposium on Ballistics, New Orleans, LA, 22-26 September 2008. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114324468A (en) * | 2021-12-29 | 2022-04-12 | 中国矿业大学(北京) | Explosion experimental device and one-dimensional explosion stress experimental method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Niordson | A unit for testing materials at high strain rates: By using ring specimens and electromagnetic loading, high strain rates are obtained in a tension test in a homogeneous, uniaxial strain field | |
| US9903840B2 (en) | Method for detecting temporally varying thermomechanical stresses and/or stress gradients over the wall thickness of metal bodies | |
| CN105547825B (en) | The monitoring device and monitoring method of rock sample damage in Failure under Uniaxial Compression | |
| EP1810046B1 (en) | Sensor for measuring magnetic flux | |
| CN101246143B (en) | Device for measuring ferromagnetic material internal stress by impulse electromagnetic field | |
| RU2658080C1 (en) | Explosive substance charge explosion in the near zone characteristics determining method and device for its implementation | |
| CN109946379A (en) | A kind of electromagnetic acoustic detection method of pure stress | |
| RU2656649C1 (en) | Method and device for measuring characteristics of explosion of explosive charge in the near zone | |
| CN105651439A (en) | Electromagnetic ultrasonic residual stress and strain detection method based on Rayleigh wave polarization | |
| RU2634249C2 (en) | Method and device for studying characteristics of charge of explosive substance and method of identification of properties of explosive substance | |
| JPH0252821B2 (en) | ||
| Petrov et al. | The crankshaft position sensor based on magnetoelectric materials | |
| Wang et al. | A time-domain feedback calibration method for air-coil magnetic sensor | |
| US3930216A (en) | Method of making geophones having matched sensitivities | |
| US11054318B2 (en) | System for nondestructive residual stress profiling using inductive sensing | |
| JP2011220713A (en) | Bolt tightening force test equipment | |
| Jian et al. | In-plane and out-of-plane particle velocity measurement using electromagnetic acoustical transducers | |
| US5423223A (en) | Fatigue detection in steel using squid magnetometry | |
| RU2452928C2 (en) | Method of measuring deformation and apparatus for realising said method | |
| Cai et al. | A study on influence of plastic deformation on the global conductivity and permeability of carbon steel | |
| RU219046U1 (en) | Insertion crusher | |
| Witoś et al. | NDE of mining ropes and conveyors using magnetic methods | |
| Xie et al. | Influence of fiber-optic cable structure, sand density, and acoustic frequency on DAS amplitude response: Preliminary results | |
| CN110398449A (en) | Rock core fastener and petrophysical parameter test device | |
| GB850733A (en) | Magnetoabsorption methods and apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200920 |