[發(fā)明專利]一種半潛式大型爆炸實驗罐的安裝基礎(chǔ)的設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110894604.5
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113704845B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王志凱;夏輝衡;姚熊亮;陳錦;王治;黃亞舒;史迪
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/17;G06F30/23;G06F119/14
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本發(fā)明屬于抗沖擊基座設(shè)計安裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半潛式大型爆炸實驗罐的安裝基礎(chǔ)的設(shè)計方法。本發(fā)明包括設(shè)計可承受大小為Fsubgt;d/subgt;靜力作用的基坑加強壁面；設(shè)計可承受大小為Fsubgt;s/subgt;靜力作用的支撐框架；將支撐框架拆分為上支撐架與下支撐架，在上支撐架與下支撐架之間布置隔振器陣列；設(shè)計實驗罐的外部支撐結(jié)構(gòu)；根據(jù)基坑加強壁面、支撐框架、隔振器和外部支撐結(jié)構(gòu)，搭建半潛式大型爆炸實驗罐系統(tǒng)；本發(fā)明針對內(nèi)部爆炸沖擊波載荷的傳遞過程以及爆炸實驗罐的通用性，能夠?qū)Ρ▽嶒灩迌?nèi)所進行的各類實驗所產(chǎn)生的垂向和水平方向的沖擊進行有效吸收和抵御，并對爆炸罐起到固定和防傾覆作用，具有安全性，同時也具有易于安裝的特點，具有較高的使用便捷性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于抗沖擊基座設(shè)計安裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半潛式大型爆炸實驗罐的安裝基礎(chǔ)的設(shè)計方法。

背景技術(shù)

爆炸實驗罐是炸藥空爆以及水下爆炸等爆炸作用規(guī)律研究和金屬爆炸加工的主要設(shè)備。與野外自然水域?qū)嶒灄l件相比，利用爆炸實驗罐進行水下爆炸實驗有著實驗儀器便于安放、實驗數(shù)據(jù)便于采集、實驗外部條件便于控制、實驗樣品便于回收、爆炸實驗對周圍環(huán)境的影響便于消除等優(yōu)點，是實驗室根據(jù)水下爆炸相似原理，利用小藥量進行炸藥水下爆炸作用規(guī)律研究的主要手段。對于空爆以及爆炸加工實驗來說，爆炸實驗罐也具有類似用于水下爆炸時的優(yōu)點。

目前，對于爆炸實驗罐的運用已經(jīng)得到了大量的實踐，但是目前對于爆炸罐的安裝并沒有通用的標準，一般是直接將爆炸罐橫置或者豎置固定在地面或者安裝框架上，爆炸試驗時爆炸實驗罐的安全性目前僅停留在爆炸實驗時爆炸實驗罐是否會損壞的程度，并未考慮到爆炸沖擊載荷對外部的影響，當進行爆炸實驗時，爆炸產(chǎn)生的沖擊載荷直接傳遞到安裝面上，容易產(chǎn)生較大的噪聲，嚴重的情況下會損壞安裝面，導(dǎo)致爆炸罐的傾覆。除此之外，爆炸罐一般直接安裝在地面上而不是埋入地下或安裝于密閉空間內(nèi)，因此也無法在爆炸實驗罐意外破損時對周圍的實驗人員和實驗設(shè)備的起到較好的保護作用。

因此，提出一套完整的爆炸實驗罐的安裝基礎(chǔ)的標準設(shè)計方案是目前爆炸實驗罐實驗領(lǐng)域需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種半潛式大型爆炸實驗罐的安裝基礎(chǔ)的設(shè)計方法。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn):包括以下步驟:

步驟1:設(shè)計可承受大小為F_d靜力作用的基坑加強壁面；

F_d的計算方法為

F_d＝αE_kd/δ_max

其中，E_kd為實驗罐內(nèi)爆炸沖擊波的比沖能；R₁為罐內(nèi)壁面距爆心的距離，單位為m；W為炸藥的藥量，單位為kg；ρ為實驗罐內(nèi)水的密度；C為實驗罐內(nèi)水中聲速；t_m為水下爆炸沖擊波對距爆心距離為R₁的罐內(nèi)壁面的作用時間，p₁為水下爆炸沖擊波對距爆心距離為R₁的罐內(nèi)壁面的峰值壓力，K、α為與炸藥性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)；θ₁為水下爆炸沖擊波衰減時間常數(shù)，單位為s，α為設(shè)定的安全系數(shù)；δ_max為設(shè)定的最大位移限制；

步驟2：設(shè)計可承受大小為F_s靜力作用的支撐框架；

F_s的計算方法為：

F_s＝λp₂S