[發(fā)明專利]用于檢驗(yàn)水下爆破器材性能的壓力容器參數(shù)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711473104.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN108280268B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘明壽;龍?jiān)?/a>;王敏;陳祖煜;李興華;謝興博;紀(jì)沖;范磊;梁向前;張雪東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學(xué);中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20;G01N25/54;G06F119/14
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種用于檢驗(yàn)水下爆破器材性能的壓力容器參數(shù)設(shè)計(jì)方法，包括建立爆炸試驗(yàn)裝置，在不同裝藥量W_i及裝藥沉深和氣壓等效水柱高度的條件下，進(jìn)行系列爆炸試驗(yàn)，測量得到第i次試驗(yàn)水下爆炸的沖擊波峰值P_mi和氣泡脈動(dòng)周期T_i，并與理論公式進(jìn)行擬合運(yùn)算，得到等效裝藥系數(shù)n，根據(jù)峰值壓力的理論值，結(jié)合容器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算公式，計(jì)算得到壓力容器的側(cè)壁厚和罐底厚度，為壓力容器的研制提供了準(zhǔn)確參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于爆炸容器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及一種用于模擬離心機(jī)水下爆炸試驗(yàn)的抗爆壓力容器的設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

戰(zhàn)時(shí)大型水壩一旦受到爆炸破壞，進(jìn)而導(dǎo)致多個(gè)水利工程發(fā)生連潰，將造成巨大的人員損傷和經(jīng)濟(jì)損失。因此，研究大壩工程的抗爆安全問題對最大限度降低損失以及進(jìn)行大壩安全性評(píng)估具有十分重要的理論指導(dǎo)意義。由于經(jīng)費(fèi)和場地受限，難以通過原型爆炸試驗(yàn)研究得到爆炸荷載作用下大型壩體毀傷的機(jī)理；傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)也難以真實(shí)揭示爆炸原型的力學(xué)行為和破壞過程。土工離心機(jī)通過高速旋轉(zhuǎn)增加模型重力，使模型介質(zhì)體產(chǎn)生與原型相近的自重應(yīng)力，模型的變形及破壞機(jī)制與原型相似，從而可模擬復(fù)雜的巖土工程及動(dòng)力學(xué)問題，目前成為研究爆炸工程力學(xué)的常用手段之一，但是其昂貴的成本和試驗(yàn)費(fèi)用成為其大面積推廣使用的限制。

此外在進(jìn)行離心模型水下爆炸試驗(yàn)中，爆炸裝置處于水下超重的環(huán)境中，超重環(huán)境和高靜水壓力的外界條件，會(huì)影響雷管等爆炸裝置的爆炸性能，甚至出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象，急需要研制安全可靠、與離心機(jī)模型高度等效的爆炸裝置，并研究設(shè)施工程的破壞機(jī)理，以替代離心機(jī)實(shí)現(xiàn)高靜水壓力環(huán)境下水下爆破的精確模擬。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種用于檢驗(yàn)水下爆破器材性能的壓力容器參數(shù)設(shè)計(jì)方法，根據(jù)參數(shù)研制的抗爆壓力容器，可以替代離心機(jī)進(jìn)行高靜水壓力環(huán)境下水下爆破的精確模擬，并確保試驗(yàn)安全。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種用于檢驗(yàn)水下爆破器材性能的壓力容器參數(shù)設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

【1】建立爆炸試驗(yàn)裝置，在不同裝藥量W_i及裝藥沉深H_i和氣壓等效水柱高度H_0i的條件下，進(jìn)行系列爆炸試驗(yàn)，測量得到第i次試驗(yàn)水下爆炸的沖擊波峰值P_mi和氣泡脈動(dòng)周期T_i；

【2】對經(jīng)典水下載荷經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行處理，得到?jīng)_擊波峰值理論值的計(jì)算公式(2.1)和氣泡脈動(dòng)周期理論值的計(jì)算公式(2.2)：

其中k_p、A_p為與炸藥特性相關(guān)的沖擊波參數(shù)，K_T為與炸藥特性相關(guān)的氣泡參數(shù)，對于TNT炸藥，k_p＝52.4，A_p＝1.13，K_T＝2.11；T_i^*、r_i分別為第i組裝藥量W_i時(shí)的沖擊波峰值理論值、氣泡脈動(dòng)周期理論值和等效爆距，n為等效藥量系數(shù)；

【3】依據(jù)最小二乘法原則，基于公式(2.1)和(2.2)擬合試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到等效系數(shù)n，使得公式(2.1)和(2.2)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)和各實(shí)測得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)偏差的平方和r_p和r_T均為最小值；即確定n值，使得r_p和r_T的取值為最小，其中

【4】設(shè)分別求r_p和r_T為最小值時(shí)的n_p和n_T，得公式(4.1)：

進(jìn)而解得：