[发明专利]用于检验水下爆破器材性能的压力容器参数设计方法

摘要

本发明公开了一种用于检验水下爆破器材性能的压力容器参数设计方法，包括建立爆炸试验装置，在不同装药量Wi及装药沉深和气压等效水柱高度的条件下，进行系列爆炸试验，测量得到第i次试验水下爆炸的冲击波峰值Pmi和气泡脉动周期Ti，并与理论公式进行拟合运算，得到等效装药系数n，根据峰值压力的理论值，结合容器的结构强度计算公式，计算得到压力容器的侧壁厚和罐底厚度，为压力容器的研制提供了准确参数。

主权项

1.一种用于检验水下爆破器材性能的压力容器参数设计方法，其特征在于，包括以下步骤：【1】基于雷管和炸药建立爆炸试验装置，在不同装药量Wi及装药沉深Hi和充气压力等效水柱高度H0i的条件下，进行系列爆炸试验，测量得到第i次试验水下爆炸的冲击波峰值Pmi和气泡脉动周期Ti；【2】对经典水下载荷经验公式进行处理，得到冲击波峰值理论值的计算公式(2.1)和气泡脉动周期理论值的计算公式(2.2)：其中k_p、A_p为与炸药特性相关的冲击波参数，K_T为与炸药特性相关的气泡参数，对于TNT炸药，k_p＝52.4，A_p＝1.13，K_T＝2.11；r_i分别为第i组装药量W_i时的冲击波峰值理论值、气泡脉动周期理论值和等效爆距，n为等效药量系数；【3】依据最小二乘法原则，基于公式(2.1)和(2.2)拟合试验数据计算等效系数n，使得公式(2.1)和(2.2)计算得到的数据点和各实测得到的数据点偏差的平方和rp和rT均为最小值；即确定n值，使得rp和rT的取值为最小，其中【4】设分别求r_p和r_T为最小值时的n_p和n_T，得公式(4.1)：进而解得：其中np和nT分别为对应冲击波和气泡脉动的等效药量；【5】作为试验所用装药的TNT等效系数，由计算得到峰值压力理论值其中r为等效爆距，W为装药量；【6】计算得到压力容器内壁所受的压力载荷P其中P0是容器内的充气压力；【7】由计算得到容器侧壁厚δ，其中a为压力容器半径，[σ_s]为容器金属材料的抗拉强度；【8】由计算得到压力容器罐底厚度δ_b，其中[σ_g]为容器金属材料的抗拉剪强度。