阵列式爆炸冲击波做功能力测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种阵列式爆炸冲击波做功能力测量装置及方法，目的是解决测量过程复杂、测量结果可靠性差、难以适应复杂战场环境等问题。测量装置由基座、N个冲击波测量筒、2N个固定环组成，冲击波测量筒在基座上呈阵列式分布，外半径相同，内半径按照安装顺序依次递减。通过判读完全压溃的冲击波测量筒中承载能力最强的冲击波测量筒，找到内半径最小的冲击波测量筒，查内半径与冲击波做功能力对应表，确定内半径最小的冲击波测量筒对应的爆炸冲击波超压和冲量数值，即为测量装置布设位置的爆炸做功能力。本发明专利技术可用于作战演习、靶场测试等恶劣环境下的爆炸做功能力场快速测量，成本低、使用安装简单高效、环境适应性强。环境适应性强。环境适应性强。

Array type device and method for measuring the working capacity of explosion shock wave

【技术实现步骤摘要】
阵列式爆炸冲击波做功能力测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及爆炸冲击波做功能力测量领域，具体涉及一种对爆炸产生的冲击波做功能力的测量装置及方法，尤其涉及一种利用阵列式无源部件实现爆炸冲击波做功能力测量的装置及方法。

技术介绍

[0002]目前常用爆炸冲击波做功能力测量方法有电测法、生物实验法、效应靶法等。电测法成本较高，现场布置繁杂，灵活性差，且难以考虑目标被毁伤时自振频率的影响，在自然环境比较恶劣的条件下，比如沙漠、戈壁、高原或者海岛上，无法布置精密电测装置或者布设难度很大、成本非常高；电测法通常只能进行理想的自由场压力和壁面反射压力测试，测试得到的压力与作用在不同目标上的真实压力不能完全等价，要获取冲击波对各种真实目标的实际做功能力还需要进行分析和换算，做功能力测量效率低。生物试验法是评价爆炸冲击波对软目标毁伤效应最直观、最具说服力的一种方法，但是该方法需要大量的试验样本作为统计基础，所以生物试验法需要耗费大量的人力资源和物力资源，测量和评估程序复杂，并具有一定的社会负面效应。效应靶是在一定边界约束条件下、具有恰当敏感性，在爆炸冲击作用下产生相应变变形的靶板结构，一般通过建立最大挠度与爆炸参数的关系反演爆炸威力，且效应靶法反演过程专业性强，不适合战场人员使用。另外，效应靶在爆炸冲击波加载下的反直观行为影响冲击波威力等效测量的准确性。
[0003]因此，传统冲击波做功能力测量装置具有测量过程复杂、测量结果可靠性差、难以适应复杂战场环境等问题。如果能研究出一种测量过程简单高效、测量结果可靠、能够适应复杂战场环境的爆炸冲击波做功能力的测量装置及方法，对于准确评价复杂战场环境下弹药真实爆炸做功能力，进而支撑武器毁伤威力评估具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是针对测量过程复杂、测量结果可靠性差、难以适应复杂战场环境等问题，提供一种阵列式爆炸冲击波做功能力快速测量装置及方法。该测量装置及方法可以用于作战演习、靶场测试等恶劣环境下的爆炸做功能力场快速测量，具有成本低、使用安装简单高效、环境适应性强等特点。
[0005]本专利技术提供装置及方法，利用在一个基板上布设承载能力递增或递减的、阵列式分布的冲击波测量筒，通过判读完全压溃的冲击波测量筒中承载能力最强的冲击波测量筒，结合“内半径d1与冲击波做功能力对应表”，直接获得该冲击波测量筒能承受的最大爆炸做功能力，即本专利技术所在位置的爆炸做功能力值。
[0006]本专利技术测量装置由基座、N个冲击波测量筒、2N个固定环组成，N由爆炸做功能力测量需求(量程、精度等技术指标)确定。冲击波测量筒安装在基座的卡槽内，通过2个固定环将冲击波测量筒两端固定。固定环两端的限位孔与基座上的固定孔之间采用螺栓连接。
[0007]基座是一个立方体，长度为L，满足0.1m<L<1.0m，宽度为H，满足0.1m<H<0.5m，厚度
为T，满足0.01m<T<0.2m。在基座上表面铣出阵列分布的N个内凹的卡槽，卡槽为方形，N为正整数，沿长度方向挖有i行卡槽，i为正整数，优选i＝2、3、4或5，沿宽度方向挖有j列卡槽，j为正整数，优选j＝2、3、4或5，N＝i
×
j。相邻列卡槽间距(指相邻两个卡槽长度方向中心线间距离)为l1，满足L/(j+1)<l1<L/j，相邻行卡槽间距(指相邻两个卡槽宽度方向中心线间距离)为h1，满足H/(i+1)<h1<H/i。卡槽长为l2，满足0.6l1<l2<0.9l1，宽为h2，满足0.6h1<h2<0.9h1，深度为t，满足0.2T<t<0.5T。每个卡槽的4个顶点周围加工4个限位孔，限位孔为通螺纹孔，螺纹为标准螺纹，孔直径为f1，满足0.2T<f1<1.0T。同一个卡槽的沿长度方向的限位孔间距为l3，满足l3＝l2，同一个卡槽的沿宽度方向的限位孔间距为h3，满足1.1(h2+f1)<h3<h1。基座的四个角上分别挖有1个安装孔，安装孔为通孔，孔直径为f2，满足T<f2<5T。沿长度方向的安装孔间距l4满足0.9(L
‑
f2)<l4<0.95(L
‑
f2)，沿宽度方向的安装孔间距为h4，满足0.9(H
‑
f2)<h4<0.95(H
‑
f2)。基座材料为金属，密度大于7g/cm3，屈服强度大于400MPa。N个冲击波测量筒固定在基座上表面。使用时基座的上表面朝上，下表面贴合在平整地面，将4个钢钎插入安装孔，并将钢钎砸入地下，使基座固定在地面。
[0008]冲击波测量筒呈半圆柱壳形，外半径为d0，满足d0＝h2/2，内半径为d1，满足0.5d0<d1<d0，长为l5，满足l5＝l2。冲击波测量筒为韧性材料，优选金属材料，要求准静态失效应变大于0.5，屈服强度小于600MPa。N个冲击波测量筒安装顺序是，首先从基座的第1行卡槽开始，以第1到第j列的顺序依次在卡槽内安装j个冲击波测量筒；然后在基座的第2行以第1到第j列的顺序依次在卡槽内安装j个冲击波测量筒；以相同的顺序依次在第3行到第i行的卡槽内分别安装冲击波测量筒。N个冲击波测量筒的外半径d0相同，内半径d1不相同，且d1的数值按照安装顺序依次递减，递减方式优选线性递减，递减的数值为u(u的取值根据测量需求确定，见测量方法第五步)。d1数值越靠近d0，冲击波压溃冲击波测量筒所需的载荷越少；d1数值越靠近0.5d0，冲击波压溃冲击波测量筒所需的载荷越多。使用时将一系列内半径d1数值递减的冲击波测量筒按照安装顺序依次安装在基座的卡槽内，冲击波测量筒的两端通过固定环固定。武器弹药爆炸后，若干个冲击波测量筒完全压溃，从这些完全压溃的冲击波测量筒中选取内半径d1最小的冲击波测量筒，查询“内半径d1与冲击波做功能力对应表”，获得该内半径d1对应的冲击波超压和冲量，为本专利技术测试的冲击波做功能力结果。
[0009]固定环呈半圆环形，外半径为r0，满足(h3+f1)/2<r0<h1/2，内半径为r1，满足h2/2<r1<(h3‑
f1)/2，厚度为s，满足0.1l2<s<0.3l2。固定环的两个端面分别挖有一个限位孔，限位孔为螺纹孔，螺纹孔直径为f3，满足f3＝f1。两个限位孔间距为w，满足w＝h2。固定环通过两端的限位孔和螺栓，与基座1上的固定孔连接，将冲击波测量筒两端固定在卡槽上。固定环材料为金属，密度大于7g/cm3，屈服强度大于400MPa。
[0010]采用本专利技术测量装置进行爆炸做功能力测量的方法包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阵列式爆炸冲击波做功能力测量装置，其特征在于阵列式爆炸冲击波做功能力测量装置由基座(1)、N个冲击波测量筒(2)、2N个固定环(3)组成，N由爆炸做功能力测量需求确定；冲击波测量筒(2)安装在基座(1)的卡槽(11)内，通过2个固定环(3)将冲击波测量筒(2)两端固定；固定环(3)两端的限位孔(31)与基座(1)上的固定孔(12)之间采用螺栓连接；基座(1)是一个立方体，长度为L，宽度为H，厚度为T；在基座(1)上表面(14)铣出阵列分布的N个内凹的卡槽(11)，卡槽(11)为方形，N为正整数，沿长度方向挖有i行卡槽(11)，i为正整数，沿宽度方向挖有j列卡槽(11)，j为正整数，N＝i
×
j；相邻列卡槽(11)间距为l1，满足L/(j+1)＜l1＜L/j，相邻行卡槽(11)间距为h1，满足H/(i+1)＜h1＜H/i；卡槽(11)长为l2，宽为h2，深度为t；每个卡槽(11)的4个顶点周围加工4个限位孔(12)，限位孔(12)为通螺纹孔，孔直径为f1；同一个卡槽(11)的沿长度方向的限位孔(12)间距为l3，同一个卡槽(11)的沿宽度方向的限位孔(12)间距为h3；基座(1)的四个角上分别挖有1个安装孔(13)，安装孔(13)为通孔，孔直径为f2；沿长度方向的安装孔(13)间距为l4，沿宽度方向的安装孔(13)间距为h4；基座(1)材料为金属；N个冲击波测量筒(2)固定在基座(1)上表面(14)；使用时基座(1)的上表面(14)朝上，下表面(15)贴合在平整地面，将4个钢钎插入安装孔(13)，并将钢钎砸入地下，使基座(1)固定在地面；冲击波测量筒(2)呈半圆柱壳形，外半径d0满足d0＝h2/2，内半径为d1，长l5满足l5＝l2；冲击波测量筒(2)为韧性材料；N个冲击波测量筒(2)首先从基座(1)的第1行卡槽(11)开始，以第1到第j列的顺序依次在卡槽(11)内安装j个冲击波测量筒(2)；然后在基座(1)的第2行以第1到第j列的顺序依次在卡槽(11)内安装j个冲击波测量筒(2)；以相同的顺序依次在第3行到第i行的卡槽(11)内分别安装冲击波测量筒(2)；N个冲击波测量筒(2)的外半径d0相同，内半径d1不相同，且d1的数值按照安装顺序依次递减；固定环(3)呈半圆环形，外半径为r0，内半径为r1，厚度为s；固定环(3)的两个端面分别挖有一个限位孔(31)，限位孔(31)为螺纹孔，螺纹孔直径为f3，满足f3＝f1；两个限位孔(31)间距w满足w＝h2；固定环(3)材料为金属；固定环(3)通过两端的限位孔(31)和螺栓，与基座(1)上的固定孔(12)连接，将冲击波测量筒(2)两端固定在卡槽(11)上。2.如权利要求1所述的阵列式爆炸冲击波做功能力测量装置，其特征在于所述基座(1)的长度L满足0.1m＜L＜1.0m，宽度H满足0.1m＜H＜0.5m，厚度T满足0.01m＜T＜0.2m；所述卡槽(11)的行数i＝2、3、4或5，所述卡槽(11)的列数j＝2、3、4或5；相邻列卡槽(11)间距l1满足L/(j+1)＜l1＜L/j，相邻行卡槽(11)间距h1满足H/(i+1)＜h1＜H/i；卡槽(11)的长度l2满足0.6l1＜l2＜0.9l1，宽h2满足0.6h1＜h2＜0.9h1，深度t满足0.2T＜t＜0.5T；所述限位孔(12)的直径f1，满足0.2T＜f1＜1.0T；同一个卡槽(11)的沿长度方向的限位孔(12)间距l3满足l3＝l2，同一个卡槽(11)的沿宽度方向的限位孔(12)间距h3满足1.1(h2+f1)＜h3＜h1；安装孔(13)通孔直径f2满足T＜f2＜5T；沿长度方向的安装孔(13)间距l4满足0.9(L
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f2)＜l4＜0.95(L
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f2)，沿宽度方向的安装孔(13)间距h4满足0.9(H
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f2)＜h4＜0.95(H
‑
f2)。3.如权利要求1所述的阵列式爆炸冲击波做功能力测量装置，其特征在于所述基座(1)和固定环(3)采用的金属要求密度大于7g/cm3，屈服强度大于400MPa；所述冲击波测量筒(2)采用金属材料。4.如权利要求3所述的阵列式爆炸冲击波做功能力测量装置，其特征在于所述所述冲
击波测量筒(2)采用的金属材料要求准静态失效应变大于0.5，屈服强度小于600MPa。5.如权利要求1所述的阵列式爆炸冲击波做功能力测量装置，其特征在于所述冲击波测量筒(2)的内半径d1满足0.5d0＜d1＜d0；N个冲击波测量筒(2)内半径d1按线性递减。6.如权利要求1所述的阵列式爆炸冲击波做功能力测量装置，其特征在于所述固定环(3)的外半径r0满足(h3+f1)/2＜r0＜h1/2，内半径r1满足h2/2＜r1＜(h3‑
f1)/2，厚度s，满足0.1l2＜s＜0.3l2。7.一种采用如权利要求1所述阵列式爆炸冲击波做功能力测量装置进行爆炸做功能力测量的方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，根据爆炸物的TNT当量范围，结合萨道夫斯基经验公式初步估...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁民族，周猛，林玉亮，李翔宇，卢芳云，聂铮玥，王超凡，
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：