[发明专利]测量可移动靶标冲击波压力峰值的效应靶结构及测试方法

说明书

本发明公开了一种用于测量可移动靶标冲击波压力峰值的效应靶结构及测试方法，属于冲击波压力测试领域。具体包括一种用于测量可移动靶标冲击波压力及平均载荷的效应靶结构,该结构可用于测量可移动靶标爆炸场冲击波压力。该结构主要包括压力响应膜片安装基座(1)，中间体(2)，压力响应膜片(3)，盖板(4)，压力响应膜片密封凹槽(5)压力响应膜片引压孔(6)，螺栓安装孔(7)，压紧螺栓(8)，紧固用连接孔(9)。本发明还包括一种测量可移动靶标冲击波压力及平均载荷的方法，该方法通过将所述效应靶结构安装在可移动靶标上测量目标区域内的冲击波压力，根据压力响应膜片(3)的变形值获得500mm×126mm区域内6个点的冲击波压力及平均载荷。

技术领域

本发明属于冲击波压力测试领域，主要涉及一种爆炸场冲击波压力测量方法，尤其涉及一种用于测量可移动目标冲击波压力峰值及平均峰值载荷的效应靶结构及测试方法。

背景技术

爆炸冲击波超压是衡量爆炸威力的重要参量，也是造成目标毁伤的重要因素，对超压的测量可采用等效压力罐法、等效靶板法、生物试验法、电测法等。目前国内外普遍采用电测法，其优点是精确性高，能够反映整个变化过程，便于信号存储记录，缺点是容易受到干扰，高温、高冲击和电磁环境等因素作用于电测系统，会产生较强的寄生效应，需要对其进行动态补偿或修正,而且电测法布线繁杂，成本较高，在大型爆炸场中多测点布设较为困难，尤其对于一些复杂环境如沟壑、丘陵地带几乎无法开展。

在研究爆炸冲击波对车辆、集装箱类似目标的毁伤作用时，通常想获得这些典型目标表面的冲击波压力平均载荷。而由于压力传感器感压面面积相对于目标尺寸很小，测得的压力仅为该点处的压力载荷，从而需要布置较多通道压力传感器才能测得靶标平面的均布压力载荷；另外，在冲击波的作用下，这些靶标会发生大变形并会被冲击波撞飞几米甚至几十米，若使用电测法测量冲击波压力载荷，传感器的传输线根本没有办法保证完好，传感器也很有可能会被破坏难以使用。在这种测压工况下，电测法基本上是不可行的，不仅可靠性无法保证、工作量大，而且成本很高。

鉴于电测法的缺点，可采用效应靶测试法作为获取冲击波参数的另一种途径。它一般采用不同厚度的矩形或圆形金属薄膜，根据爆炸载荷作用后薄膜的塑性变形来评价爆炸威力，尤其是采用一些轻质材料(如铝合金等)时，其在不同强度爆炸载荷作用下的变形差异明显，且结果的重复性较好，可作为一种装配简单、成本低廉的测试手段，避免现有电测系统丢失数据的风险。现有的效应靶直径较大，只有单膜测量压力，精度较差，且没有那么大的校准装置校准其变形与冲击波载荷的关系；另外大直径效应靶重量较大，安装不方便；根据毁伤准则，大直径效应靶谐振频率较低，毁伤准则为P-I准则，不能单单采用P准则或I准则，否则会产生较大的误差。

鉴于以上常规效应靶的缺点，该效应靶无法用于测量可移动靶标冲击波压力及平均载荷。对于爆炸冲击波作用下可移动目标表面冲击波载荷的获取，小直径膜片效应靶无疑是有较大的优势。一方面，由于膜片直径较小，厚度小，谐振频率较高，可用P准则(峰值压力准则)作为其变形判据；另外，由于直径小，可根据P准则在激波管中对膜片变形与冲击波压力的关系进行标定；可设计多压力膜片效应靶测量较小范围内靶标上测点的冲击波平均载荷，具有较高的精度；小效应靶运输及安装方便，成本较低，可在靶标测压表面多个位置安装。综上分析，一种小效应靶结构能用于测量爆炸场可移动靶标冲击波压力及平均载荷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，设计一种效应靶结构及使用该效应靶的测试方法，该效应靶结构及测试方法可用于测量可移动靶标测点区域内的冲击波峰值压力及平均峰值载荷。

为了解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：

1.一种用于测量爆炸场冲击波压力的效应靶结构,包括压力响应膜片安装基座，中间体，压力响应膜片，盖板，压力响应膜片密封凹槽，压力响应膜片引压孔，螺栓安装孔，压紧螺栓，紧固用连接孔，其特征在于：