[其他]壓力系統爆破片的模化設計方法

無效

• 申請號: 85102877
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102877A
• 公開（公告）日: 1986-10-15
• 發明（設計）人: 賀匡國;丁信偉;李志義;宋永鋒
• 申請（專利權）人: 大連工學院
• 主分類號: F17C13/06
• 分類號: F17C13/06
• 代理公司: 大連工學院專利代理事務所
• 代理人: 姜波

本發明屬于壓力系統防超壓安全元件的設計方法。

已有技術中，爆破片的計算方法有兩類。一類是力學工作者所采用的理論分析法，該法以某一特定的力學模型為基礎進行設計計算，雖然在理論上比較嚴密，但數學運算復雜，沒有通用性，文獻Journal????of????Applied????Mechanics.Dec.1955，PP.533中有此類分析法的介紹。另一類是工程上所采用的近似分析法，文獻Journal????of????Applied????Mechanics.Dec.1959，pp.621中對此法有記載。這種近似分析法以兩點假設為基礎;幾何假設和物理假設。這些假設總會使爆破壓力的計算產生較大的誤差，同時所用爆破片材料的性能參數由泊材的單向拉伸試驗獲得，而泊材厚度一般為0.05～1.00mm，單向拉伸試驗結果的分散帶往往超出了爆破片本身所允許的偏差范圍，這也會給計算在實際應用中帶來難以避免的附加誤差。目前爆破片的設計程序是，對設計參數進行近似估算，按估算結果進行爆破試驗，按試驗結果修改原估算結果，再進行爆破試驗。這種反復一直進行到試驗所得爆破壓力在某一規定的制造范圍內為止。這種取決于試探性爆破試驗的設計方法會使爆破片的成本大為增加。

為了改變上述爆破片設計計算中的缺點，尋求一種既能滿足設計精度要求，又能降低爆破片制造成本的設計計算方法，特設計了本發明。

本發明構思是，由相似原理出發，分析相似條件，采用模化手段進行設計。

利用本發明進行爆破片設計，設計程序如下：

在爆破片爆破試驗裝置上，對用于制造爆破片的泊材進行模型試驗，由此模型試驗得出材料的性能參數-爆破系統K。由相似原理和試驗確定相似關系，按此相似關系進行相似放大或縮小，將爆破系數K推廣到各個相似系統中去，從而設計出各種幾何尺寸的爆破片。

材料的軋制狀態及熱處理狀態會影響材料的性能參數。如果所設計的爆破片需考慮時效效應，應對求解爆破系統K時的模型試驗爆破片進行時效處理。如果所設計的爆破片在非常溫下工作，應在相應溫度下進行求解K的模型試驗。在這兩種情況下，反映爆破片爆破性能的相似關系不變。

爆破片爆破試驗裝置采用爆破片夾持器，夾持器如附圖所示，其中〔1〕是爆破片，〔2〕是緊固螺栓，〔3〕是夾持器上蓋，〔4〕是夾持器下蓋。

附圖1是進行爆破試驗所采用的凸臺型夾持器，當爆破片口徑d≥100mm時，采用凸臺型夾持器，di是凸臺直徑，e是凸臺高度。

附圖2是進行爆破試驗所采用的平面型夾持器，當d＜100mm時，采用平面型夾持器。

下面以拉伸型爆破片為例說明本發明的最佳實施。

通過因素分析和試驗考察證明，反映爆破片爆破特性的因素有：

爆破片的初始厚度S_o，單位mm;

爆破片的內徑d，單位mm;

爆破片夾持器的圓角半徑r，單位mm;

爆破片材料應變硬化特性的m個常數。Aj（j＝1，2，3，…，m），單位kg/cm²;

爆破片材料的單向拉伸強度限6b，單位kg/cm²;

爆破片的爆破壓力P_b，單位kg/cm²。

對上述因素進行因次分析得：

P_b/σb=f( (S₀)/(d) · (r)/(d) · (Aj)/(σb) )

由正交試驗可知， (S₀)/(d) · (r)/(d) 及 (Aj)/(σb) 對爆破片爆破壓力的影響是相互獨立的，因此有

P_b/σb=f₁( (S0)/(d) )f₂( (r)/(d) )f₃( (Aj)/(σb) )

或寫成P_b=kf₁( (S₀)/(d) )f₂( (r)/(d) )，其中K＝6bf₃（ (Aj)/(6b) ）。

對周邊夾持，一側受靜壓力作用的金屬爆破片的定解方程進行相似分析和試驗驗證得

P_b∝( (S₀)/(d) )