[发明专利]一种最优消波吸能效果舰船复合板的获得方法

说明书

本发明属于爆炸防护领域，特别是一种最优消波吸能效果舰船复合板的获得方法。包括如下步骤：1通过冲击爆炸实验采集某材料在冲击爆炸中的典型荷载时程曲线；2利用分离式Hopkinson压杆装置模拟得到冲击爆炸中的荷载时程曲线，实验采用“W.Chen单脉冲加载实验方案”实现对试件的单次加载，调整实验工况，获得与步骤1中相同的荷载时程曲线，并记录此时的工况；3在与步骤2相同的工况下对不同排列组合的舰船复合板进行多次实验；4通过实验数据计算出不同排列组合的舰船复合板吸收的能量值。该方法量化了材料在冲击爆炸荷载下的消波吸能效果，解决了传统冲击爆炸实验成本高、过程复杂、重复性差的缺点，实验得到简化并结果更加精确可靠。

技术领域

本发明属于冲击爆炸防护领域，特别是一种最优消波吸能效果舰船复合板的获得方法。

背景技术

舰船生命力对舰船而言是至关重要，针对舰船生命力的研究，已成为各国舰船发展的重要趋势。舰船生命力是指舰船结构及其系统在武器作用环境中避免和承受损伤而完成指定任务的能力，包含3个要素：易感性、易损性和可修复性。易损性是以舰船结构以及重要设备因武器爆炸毁伤效应造成损坏的本性为特征，在典型的冲击爆炸中，舰船材料和结构主要受到冲击波的作用而产生的损坏，因此研究船体材料对冲击波的吸波消能效果是提高舰船生命力的重要途径。

目前对材料在冲击爆炸荷载下的消波吸能效果的研究主要是对材料进行冲击爆炸实验，通过观察爆炸前后试件的毁伤形式和毁伤程度来判断材料的消波吸能效果。通过传统的冲击爆炸实验来分析材料的消波吸能效果不仅实验成本高、过程复杂，而且实验结果受环境因素影响较大，所以重复性较差。同时，根据爆炸前后毁伤形式和毁伤程度的对比只能定性而无法定量的得到不同材料在冲击爆炸荷载下吸收能量的数值。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种最优消波吸能效果舰船复合板的获得方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种最优消波吸能效果舰船复合板的获得方法，包括如下步骤：

步骤(1)：通过冲击爆炸实验采集某材料在冲击爆炸中的典型荷载时程曲线；

步骤(2)：利用分离式Hopkinson压杆装置模拟得到冲击爆炸中的荷载时程曲线，实验采用“W.Chen单脉冲加载实验方案”，实现对试件的单次加载，调整实验工况，获得与步骤1中相同的荷载时程曲线，并记录此时的工况；

步骤(3)：在与步骤(2)相同的工况下对不同排列组合的舰船复合板进行多次实验；

步骤(4)：通过实验数据计算出不同排列组合的舰船复合板吸收的能量值，获得能量吸收最多的舰船复合板。

进一步的，所述步骤(1)中典型荷载时程曲线的获取方法如下：

将某种组合的舰船复合板放置在距离TNT炸药5m处的位置，在复合板旁放置传感器，引爆TNT炸药后可获得此时工况下的典型荷载时程曲线；通过更改爆源种类和爆距，得到不同爆炸工况下的典型荷载时程曲线。

进一步的，所述步骤(2)中Hopkinson压杆实验采用“W.Chen单脉冲加载实验方案”中采用的Hopkinson装置包括气室、子弹、入射杆、透射杆、吸收杆、传递法兰、反应质量块和整形器；所述传递法兰固定在入射杆的加载端处，并将反应质量块穿入入射杆，反应质量块与传递法兰间预留间隙△l＝l₀v₀/c，其中l₀为子弹长度，v₀为子弹初速，c为杆中弹性波波速。

进一步的，所述步骤(2)中的调整试验工况的具体方法如下：

通过调节Hopkinson装置的子弹长度、子弹初速、整形器材料种类和整形器厚度，改变输出荷载时程曲线的数值和形状，使其趋近于步骤(1)中所采集的某材料在某种冲击爆炸工况下的典型荷载时程曲线，达到模拟冲击爆炸荷载的目的。