一种破片和冲击波综合威力测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种破片和冲击波综合威力测量装置及测量方法。装置由接收板、吸能结构、2个滑轨、密封壳体、密封板组成，吸能结构放在滑轨上，密封壳体和密封板将接收板、吸能结构和滑轨封装在密封壳体内。接收板受到破片和冲击波的作用后沿滑轨运动，压缩吸能结构，吸能结构发生变形，破片动能和冲击波能量转化为接收板的动能，进而转化为吸能结构的变形能。吸能结构的变形易于测量，本发明专利技术方法没有繁琐的数据处理过程，测量装置也不受干扰信号的影响，测量结果直接、准确；本发明专利技术装置结构简单，密封板拆装方便，制造成本低且可重复使用，实验时可大量布设本发明专利技术装置，根据大量的实验数据推演破片和冲击波的综合威力。据推演破片和冲击波的综合威力。据推演破片和冲击波的综合威力。

【技术实现步骤摘要】
一种破片和冲击波综合威力测量装置及测量方法


[0001]本专利技术属于弹药毁伤威力评估
，具体涉及一种破片和冲击波综合 威力测量装置及测量方法。

技术介绍

[0002]杀爆战斗部的基本组成部分是炸药、壳体(包括自然壳体、半预制破片、 预制破片等)，其在爆炸过程中伴随着巨大的能量释放，产生强烈的冲击波和高 温高压爆轰产物，同时，壳体破碎后形成的破片获得能量并以一定的初速度抛 散出去，高速击穿目标，并在目标内产生引燃和引爆作用。杀爆战斗部毁伤目 标的机制主要有两种：一是杀伤作用，高速破片直接撞击目标，依靠破片动能 杀伤目标；二是爆破作用，杀爆战斗部爆炸产生冲击波，依靠冲击波超压杀伤 目标。这两种毁伤元会对人员、车辆等目标进行不同程度的毁伤和破坏，对于 人员目标通常用动能杀伤准则作为杀伤判据，对于车辆等其它目标则以破片是 否能贯穿保护壳体作为杀伤判据。
[0003]军事上对战斗部的要求是向着远程化、大威力、高精度和多功能方向发展， 结构越来越复杂，威力越来越大，“毁伤多元化”的特点日益突出，对战斗部的 综合威力评估需求也日益紧迫。目前综合威力评估存在以下难点：1.由于爆炸场 的干扰因素较多，且破片的飞行轨迹无法预测，因而导致所测值不准确且稳定 性差，工程中常常采用静爆试验对破片战斗部预制的各型破片衰减系数进行测 定，和真实的动爆试验结果有所偏差；2.试验中要求在较广的区间布设区截装置， 导致测点数量急剧增加，给工程试验带来了诸多不便；3.由于爆炸场各种寄生效 应的干扰，实测的冲击波压力数据通常含有大量噪声，不能直接读取其特征值。
[0004]现阶段，对战斗部毁伤性能的鉴定通常把破片和冲击波这两种毁伤元分开 进行评估，另外大多采用静态威力试验方法，未考虑动态命中目标形式及目标 特性等多种因素，尤其是战斗部动态威力性能的评估非常困难，因此如何对破 片和冲击波综合威力进行评估非常具有研究价值。本专利技术所提供的测量装置结 构简单、成本低、抗电磁干扰能力强、布设快速，可大量布设，测量方法结果 处理方便、测量精度高，对提高战斗部动态毁伤性能具有新的指导意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是针对目前破片和冲击波综合威力测量方法和装 置匮乏的问题，提供一种破片和冲击波综合威力测量方法及测量装置，用于对 战斗部综合威力的表征与评估，能够对比分析不同战斗部对同一目标以及同一 战斗部对不同目标(人员、车辆等)的毁伤能力的差别。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]本专利技术由接收板、吸能结构、2个滑轨、密封壳体、密封板组成。以接收板 的接收板翼缘的底边的中心为笛卡尔坐标系原点O，定义从靠近密封板的一端 指向靠近密封壳体的
一端为z轴，按照左手坐标系的定义方法，确定x轴和y 轴，x轴与接收板翼缘的靠近密封板的底边重合，测量装置整体关于y轴对称。 定义x轴正向所指为测量装置的右端，x轴负向所指为测量装置的左端；y轴正 向所指为测量装置的上端，y轴负向所指为测量装置的下端；z轴正向所指为测 量装置的后端，z轴负向所指为测量装置的前端。2个滑轨关于y轴对称、沿z 轴布设；2个滑轨固定在密封壳体的下端面上；2个滑轨的前端面与接收板的前 端面平齐。吸能结构放在滑轨上，吸能结构前端面和接收板的后端面紧密接触； 吸能结构的后端卡在密封壳体中，牢牢固定。密封板固定在密封壳体开口的一 侧，密封板和密封壳体把接收板、吸能结构和2个滑轨包围在内；密封板既封 闭了密封壳体的上端面，又封闭了密封壳体的前端面。
[0008]接收板用于接收破片和冲击波，由接收板翼缘、接收板配重和2个接收板 滑槽组成。接收板翼缘是长方体，固定于接收板配重的后上方，接收板翼缘的 后端面与接收板配重的后端面平齐。接收板翼缘的长度l
11
满足0.01m<l
11
<2.0m， 接收板翼缘的宽度w
11
满足0.001m<w
11
<0.2m，接收板翼缘的高度h
11
满足 0.02m<h
11
<3.0m。接收板翼缘用于接收破片和冲击波，接收板配重整体是实心长 方体，底部沿z轴挖有两个接收板滑槽，接收板滑槽是横截面为T字形的通槽 (通槽沿z方向的长度等于接收板配重的宽度w
12
)，接收板配重的长度l
12
满足 l
11
<l
12
<1.3l
11
，接收板配重的宽度w
12
满足w
11
<w
12
<5w
11
，接收板配重的高度h
12
满足0.01h
11
<h
12
<0.3h
11
。接收板配重用于稳定接收板翼缘的重心，增大接收板滑 槽和滑轨的接触长度，滑动过程中不会因为微小倾斜导致卡顿。定义接收板滑 槽的T字形上端沿x轴的槽为横槽、T字形下端沿y轴的槽为纵槽，横槽和纵 槽垂直；横槽的长度l
13
满足0.01l
12
<l
13
<0.3l
12
，横槽的高度h
13
满足0.1h
12
<h
13
<h
12
； 纵槽的长度l
14
满足0.1l
13
<l
14
<0.5l
13
，纵槽的高度h
14
满足0.1h
12
<h
14
<(h
12
‑
h
13
)；2 个接收板滑槽关于y轴对称，右端的接收板滑槽右端到接收板配重右端的距离 l
15
满足0.01l
12
<l
15
<0.1l
12
。接收板采用高强金属材料等制成，密度ρ1>1.0g/cm3， 屈服强度σ1>100MPa，具体材料和强度允许破片贯穿、但在爆炸冲击波作用下 无明显变形。2个滑轨分别插入2个接收板滑槽内部，接收板翼缘和接收板配重 通过接收板滑槽沿滑轨运动，接收板滑槽和滑轨的前端面平齐；接收板配重后 端面和吸能结构前端面紧密接触。
[0009]吸能结构为实心长方体，长度l2满足l2＝l
12
，宽度w2满足l2<w2<3l2，高度 h2满足h2＝h
12
‑
h
13
‑
h...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种破片和冲击波综合威力测量装置，其特征在于破片和冲击波综合威力测量装置由接收板(1)、吸能结构(2)、2个滑轨(3)、密封壳体(4)、密封板(5)组成；以接收板(1)的接收板翼缘(11)的底边的中心为笛卡尔坐标系原点O，定义从靠近密封板(5)的一端指向靠近密封壳体(4)的一端为z轴，按照左手坐标系的定义方法，确定x轴和y轴，x轴与接收板翼缘(11)的靠近密封板(5)的底边重合，测量装置整体关于y轴对称；定义x轴正向所指为测量装置的右端，x轴负向所指为测量装置的左端；y轴正向所指为测量装置的上端，y轴负向所指为测量装置的下端；z轴正向所指为测量装置的后端，z轴负向所指为测量装置的前端；2个滑轨(3)关于y轴对称、沿z轴布设；2个滑轨(3)固定在密封壳体(4)的下端面上；2个滑轨(3)的前端面与接收板(1)的前端面平齐；吸能结构(2)放在滑轨(3)上，吸能结构(2)前端面和接收板(1)的后端面紧密接触；吸能结构(2)的后端卡在密封壳体(4)中固定；密封板(5)固定在密封壳体(4)开口的一侧，密封板(5)和密封壳体(4)把接收板(1)、吸能结构(2)和2个滑轨(3)包围在内；密封板(5)既封闭了密封壳体(4)的上端面，又封闭了密封壳体(4)的前端面；接收板(1)用于接收破片和冲击波，由接收板翼缘(11)、接收板配重(12)和2个接收板滑槽(13)组成；接收板翼缘(11)是长方体，固定于接收板配重(12)的后上方，接收板翼缘(11)的后端面与接收板配重(12)的后端面平齐；接收板翼缘(11)的长度为l
11
，接收板翼缘(11)的宽度为w
11
，接收板翼缘(11)的高度为h
11
，接收板翼缘(11)用于接收破片和冲击波；接收板配重(12)是长方体，底部沿z轴挖有两个接收板滑槽(13)，接收板滑槽(13)是横截面为T字形的通槽，通槽沿z方向的长度等于接收板配重(12)的宽度w
12
，接收板配重(12)的长度为l
12
，接收板配重(12)的宽度为w
12
，接收板配重(12)的高度为h
12
；接收板配重(12)用于稳定接收板翼缘(11)的重心，增大接收板滑槽(13)和滑轨(3)的接触长度；定义接收板滑槽(13)的T字形上端沿x轴的槽为横槽(131)、T字形下端沿y轴的槽为纵槽(132)，横槽(131)和纵槽(132)垂直；横槽(131)的长度为l
13
，横槽(131)的高度为h
13
；纵槽(132)的长度为l
14
，纵槽(132)的高度为h
14
；2个接收板滑槽(13)关于y轴对称，右端的接收板滑槽(13)右端到接收板配重(12)右端的距离为l
15
；接收板(1)采用金属材料制成，要求允许破片贯穿、但在爆炸冲击波作用下无变形；2个接收板滑槽(13)内分别插有1个滑轨(3)，接收板滑槽(13)和滑轨(3)的前端面平齐；接收板配重(12)后端面和吸能结构(2)前端面紧密接触；吸能结构(2)为实心长方体，长度为l2，宽度为w2，高度为h2，吸能结构(2)放在2个滑轨(3)上，吸能结构(2)前端面和接收板配重(12)后端面紧密接触；吸能结构(2)后端面和密封壳体中板(43)后端面平齐；吸能结构(2)的材料要求在受到接收板(1)的挤压作用时产生塑性不可恢复变形；吸能结构(2)将破片和冲击波的动能转换为自身的变形形式吸收的均匀塑性变形能；滑轨(3)为T字梁结构，定义T字梁上端沿x轴的梁为横梁(31)、T字梁下端沿y轴的梁为纵梁(32)，纵梁(32)位于横梁(31)的正下方，两者正交；横梁(31)和纵梁(32)均为长方体板，纵梁(32)的下端面设置有两个第一螺丝孔(33)，第一螺丝孔(33)直径为D
33
，第一螺丝孔(33)深度为h
33
通过两个第一螺丝孔(33)内螺丝的拧紧实现滑轨(3)与密封壳体(4)的固定连接；滑轨(3)采用金属材料制成要求在爆炸冲击波作用下无变形即可；2个滑轨(3)的横梁(31)分别插在2个接收板滑槽(13)的横槽(131)中，2个滑轨(3)的纵梁(32)分别插在2个接收板滑槽(13)的纵槽(132)中，滑轨(3)的前端面和接收板滑槽(13)前端面平齐；滑轨(3)用
于承托吸能结构(2)，控制接收板(1)的运动方向；密封壳体(4)由壳体(40)、密封壳体中板(43)和刻度尺(46)组成；壳体(40)是前端面和上端面开口的长方体盒子，壳体(40)的壁厚为h
41
，壳体(40)的长度为l4，壳体(40)的宽度为w4，壳体(40)的高度为h4；定义壳体(40)上端面后侧长方体板为后翼缘(41)，定义壳体(40)上端面左、右两侧长方体板为侧翼缘(42)；后翼缘(41)的宽度为w
41
；侧翼缘(42)的长度为l
42
，侧翼缘(42)的宽度为w
42
；密封壳体中板(43)是长方体板，沿y轴垂直粘贴于密封壳体(4)后端面，密封壳体中板(43)的长度为l
43
，密封壳体中板(43)的宽度为w
43
，密封壳体中板(43)的厚度为h
43
，密封壳体中板(43)上端面到后翼缘(41)上端面的距离为h
431
，密封壳体中板(43)上端面和后翼缘(41)下端面组成的空间卡住吸能结构(2)后端，从而固定住吸能结构(2)；壳体(40)和密封板(5)通过螺丝固定连接，将接收板(1)、吸能结构(2)和滑轨(3)封装在壳体内；壳体(40)下端面通过螺丝固定滑轨(3)；右侧的侧翼缘(42)上端面刻制有刻度尺(46)，刻度尺(46)沿z方向；密封壳体(4)采用金属材料或有机玻璃制成，要求破片不能贯穿、在爆炸冲击波作用下无变形；后翼缘(41)用于封装吸能结构(2)的上端面的后侧边缘，侧翼缘(42)用于封装吸能结构(2)的上端面的左、右侧边缘，防止吸能结构(2)左右移动；密封板(5)是由密封板下板(51)、密封板上板(52)组成的“L”型结构，密封板下板(51)位于密封板上板(52)的下方，两者垂直、两者的前端面平齐；密封板下板(51)是长方体板，密封板下板(51)的长度为l
51
，密封板下板(51)的宽度为w
51
，密封板下板(51)的高度为h
51
；密封板上板(52)是长方体板，密封板上板(52)的长度为l
52
，密封板上板(52)的宽度为w
52
，密封板上板(52)的高度为h
52
；密封板下板(51)的左端面通过螺丝固定在壳体(40)的左端面上，密封板下板(51)右端面通过螺丝固定在壳体(40)右端面上；密封板(5)用于封闭密封壳体(4)的上端面和前端面；密封板(5)采用金属材料或有机玻璃制成要求破片不能贯穿、在爆炸冲击波作用下无变形。2.如权利要求1所述的破片和冲击波综合威力测量装置，其特征在于所述接收板翼缘(11)的长度l
11
满足0.01m<l
11
<2.0m，接收板翼缘(11)的宽度w
11
满足0.001m<w
11
<0.2m，接收板翼缘(11)的高度h
11
满足0.02m<h
11
<3.0m；接收板配重(12)的长度l
12
满足l
11
<l
12
<1.3l
11
，接收板配重(12)的宽度w
12
满足w
11
<w
12
<5w
11
，接收板配重(12)的高度h
12
满足0.01h
11
<h
12
<0.3h
11
；横槽(131)的长度l
13
满足0.01l
12
<l
13
<0.3l
12
，横槽(131)的高度h
13
满足0.1h
12
<h
13
<h
12
；纵槽(132)的长度l
14
满足0.1l
13
<l
14
<0.5l
13
，纵槽(132)的高度h
14
满足0.1h
12
<h
14
<(h
12
‑
h
13
)；右端的接收板滑槽(13)右端到接收板配重(12)右端的距离l
15
满足0.01l
12
<l
15
<0.1l
12
。3.如权利要求1所述的破片和冲击波综合威力测量装置，其特征在于所述吸能结构(2)长度l2满足l2＝l
12
，宽度w2满足l2<w2<3l2，高度h2满足h2＝h
12
‑
h
13
‑
h
14
。4.如权利要求1所述的破片和冲击波综合威力测量装置，其特征在于所述横梁(31)的长度l
31
满足l
31
＝l
13
，横梁(31)的宽度w
31
满足w
12
<w
31
<w
12
+w2，横梁(31)的厚度h
31
满足h
31
＝h
13
；纵梁(32)的长度l
32
满足l
3...

【专利技术属性】
技术研发人员：林玉亮，孟祎，李志斌，梁民族，陈荣，彭永，张玉武，李翔宇，卢芳云，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：