[發明專利]一種柱形爆炸容器軸向載荷的測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201310264364.6
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103353426A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 張德志;秦學軍;徐海斌;史國凱;劉峻嶺;楊軍;熊琛;梁志剛
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本發明屬爆炸力學技術領域，涉及內部爆炸作用下柱形爆炸容器軸向荷載的測量裝置及測量方法，該發明的裝置和方法應用于柱形爆炸容器軸向載荷的測量。

背景技術

爆炸容器因其能夠有效封閉爆炸沖擊波和爆炸產物而廣泛應用于科學研究、工業生產、危險品儲存和運輸以及反恐等方面。由于柱形容器可以較容易實現較大的內部空間，加工方便，造價相對低廉，獲得了廣泛的應用。

典型柱形爆炸容器由柱狀主筒體、端部封頭以及封頭與主筒體的連接結構組成，爆炸沖擊波在端部封頭處的復雜反射會給容器施加很強的軸向脈沖載荷。軸向載荷是封頭以及封頭與主筒體連接結構強度設計的基礎；軸向載荷與徑向載荷相繼疊加作用在主筒體上，也會影響主筒體的結構響應。由此可見，柱形爆炸容器軸向載荷研究對于容器設計具有十分重要的意義。有關柱形爆炸容器徑向載荷及其沿軸向的分布、徑向載荷作用下的結構響應等已開展了大量的研究，未見軸向載荷研究的報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種柱形爆炸容器軸向載荷的測量裝置及測量方法，其可進行柱形爆炸容器軸向載荷的測量。

本發明的技術解決方案是：

一種柱形爆炸容器軸向載荷的測量裝置，其特殊之處在于：包括柱殼1、安裝在柱殼1兩端且帶有環槽的兩個平板封頭4、放置在柱殼1中心的炸藥6、粘貼在炸藥6表面的電探針7、用于固定連接兩個平板封頭4和柱殼1的螺桿2和螺母3、粘貼在螺桿2上的應變片9、用于引爆炸藥6的雷管5；所述電探針7通過爆速儀8與示波器12相連，所述應變片9通過應變儀和示波器12相連。

一種柱形爆炸容器軸向載荷的測量方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1】用螺桿2和螺母3將平板封頭4固定在柱殼1的兩端；

2】引爆柱殼1內的炸藥；

3】炸藥6表面的電探針7通過爆速儀8在示波器12上得到炸藥6起爆的準確時刻脈沖波形，從而得到爆炸載荷在柱殼1內作用的準確時間序列；同時，螺桿2上的應變片9通過應變儀11在示波器12上得到螺桿2上的螺桿2上的應力，從而得到作用在螺桿2的力，繼而獲得平板封頭4上軸向載荷平均值：

P_aver=nEεS₁/S₂

式中：

n為螺桿數量；

E為螺桿2材料彈性模量；

ε為單根螺桿2上應變值；，

S₁為螺桿2截面積；

S₂為封頭4投影面積。

一種柱形爆炸容器軸向載荷的測量方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1】根據爆炸相似率，確定縮比模型的尺寸，選用與原型一致的材料制作縮比模型；所述縮比模型包括柱殼1、螺桿2、螺母3、平板封頭4；

2】用螺桿2和螺母3將平板封頭4固定在柱殼1的兩端；

3】引爆柱殼1內的炸藥；

4】炸藥6表面的電探針7通過爆速儀8在示波器12上得到炸藥6起爆的準確時刻脈沖波形，從而得到爆炸載荷在柱殼1內作用的準確時間序列；同時，螺桿2上的應變片9通過應變儀11在示波器12上得到螺桿2上的螺桿2上的應力，從而得到作用在螺桿2的力，繼而獲得平板封頭4上軸向載荷平均值：

P_aver=nEεS₁/S₂

式中：

n為螺桿數量；

E為螺桿2材料彈性模量；

ε為單根螺桿2上應變值；，

S₁為螺桿2截面積；

S₂為封頭4投影面積；

5】根據以下縮比比例關系計算原型的軸向載荷平均值：

L∝1/η；t∝1/η；Q∝1/η^1/3；P∝1??????????(2)

式中：

L表示幾何尺寸；

η為縮比比例；

t為時間量；

Q為爆炸當量P為壓力載荷。

本發明的有益效果：

1、本發明研究柱形爆炸容器軸向載荷的測量測量裝置及測量方法，對于認識內部爆炸作用下柱形容器的軸向荷載具有重要的意義。

2、本發明研究柱形爆炸容器軸向載荷的測量裝置及測量方法，實驗原理簡單，容易進行操作。