[发明专利]一种柱形爆炸容器轴向载荷的测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明属爆炸力学技术领域，涉及内部爆炸作用下柱形爆炸容器轴向荷载的测量装置及测量方法，该发明的装置和方法应用于柱形爆炸容器轴向载荷的测量。

背景技术

爆炸容器因其能够有效封闭爆炸冲击波和爆炸产物而广泛应用于科学研究、工业生产、危险品储存和运输以及反恐等方面。由于柱形容器可以较容易实现较大的内部空间，加工方便，造价相对低廉，获得了广泛的应用。

典型柱形爆炸容器由柱状主筒体、端部封头以及封头与主筒体的连接结构组成，爆炸冲击波在端部封头处的复杂反射会给容器施加很强的轴向脉冲载荷。轴向载荷是封头以及封头与主筒体连接结构强度设计的基础；轴向载荷与径向载荷相继叠加作用在主筒体上，也会影响主筒体的结构响应。由此可见，柱形爆炸容器轴向载荷研究对于容器设计具有十分重要的意义。有关柱形爆炸容器径向载荷及其沿轴向的分布、径向载荷作用下的结构响应等已开展了大量的研究，未见轴向载荷研究的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种柱形爆炸容器轴向载荷的测量装置及测量方法，其可进行柱形爆炸容器轴向载荷的测量。

本发明的技术解决方案是：

一种柱形爆炸容器轴向载荷的测量装置，其特殊之处在于：包括柱壳1、安装在柱壳1两端且带有环槽的两个平板封头4、放置在柱壳1中心的炸药6、粘贴在炸药6表面的电探针7、用于固定连接两个平板封头4和柱壳1的螺杆2和螺母3、粘贴在螺杆2上的应变片9、用于引爆炸药6的雷管5；所述电探针7通过爆速仪8与示波器12相连，所述应变片9通过应变仪和示波器12相连。

一种柱形爆炸容器轴向载荷的测量方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】用螺杆2和螺母3将平板封头4固定在柱壳1的两端；

2】引爆柱壳1内的炸药；

3】炸药6表面的电探针7通过爆速仪8在示波器12上得到炸药6起爆的准确时刻脉冲波形，从而得到爆炸载荷在柱壳1内作用的准确时间序列；同时，螺杆2上的应变片9通过应变仪11在示波器12上得到螺杆2上的螺杆2上的应力，从而得到作用在螺杆2的力，继而获得平板封头4上轴向载荷平均值：

P_aver=nEεS₁/S₂

式中：

n为螺杆数量；

E为螺杆2材料弹性模量；

ε为单根螺杆2上应变值；，

S₁为螺杆2截面积；

S₂为封头4投影面积。

一种柱形爆炸容器轴向载荷的测量方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】根据爆炸相似率，确定缩比模型的尺寸，选用与原型一致的材料制作缩比模型；所述缩比模型包括柱壳1、螺杆2、螺母3、平板封头4；

2】用螺杆2和螺母3将平板封头4固定在柱壳1的两端；

3】引爆柱壳1内的炸药；

4】炸药6表面的电探针7通过爆速仪8在示波器12上得到炸药6起爆的准确时刻脉冲波形，从而得到爆炸载荷在柱壳1内作用的准确时间序列；同时，螺杆2上的应变片9通过应变仪11在示波器12上得到螺杆2上的螺杆2上的应力，从而得到作用在螺杆2的力，继而获得平板封头4上轴向载荷平均值：

P_aver=nEεS₁/S₂

式中：

n为螺杆数量；

E为螺杆2材料弹性模量；

ε为单根螺杆2上应变值；，

S₁为螺杆2截面积；

S₂为封头4投影面积；

5】根据以下缩比比例关系计算原型的轴向载荷平均值：

L∝1/η；t∝1/η；Q∝1/η^1/3；P∝1          (2)

式中：

L表示几何尺寸；

η为缩比比例；

t为时间量；

Q为爆炸当量P为压力载荷。

本发明的有益效果：

1、本发明研究柱形爆炸容器轴向载荷的测量测量装置及测量方法，对于认识内部爆炸作用下柱形容器的轴向荷载具有重要的意义。

2、本发明研究柱形爆炸容器轴向载荷的测量装置及测量方法，实验原理简单，容易进行操作。