冲击波压力传感器组件动态特性补偿研究

为抑制爆炸场寄生效应,冲击波压力传感器须采取相应抑制措施,这使得传感器组件工作频带变窄,导致测量失真。因此须对传感器组件进行动态补偿,以实现工程无失真测量。首先,对典型冲击波压力传感器组件进行动态校准,并通过微分法得到其动态特性非参数模型;然后,进行了动态特性参数模型辨识,通过设计动态补偿数字滤波器,对典型传感器组件进行了0~40 kHz的动态补偿,并验证其科学性和有效性;最后,对典型爆炸冲击波压力信号进行了动态补偿。该研究对提高冲击波压力测量精度、准确评估毁伤威力具有重要意义。

水下钻孔爆破冲击波压力及衰减规律研究

伴随着长江航道的开发,爆破清礁水下作业日益增多。文中以长江上游大箭滩段水下爆破清礁工程为背景,开展水下钻孔爆破清礁的冲击波压力现场监测。监测结果显示,在爆源距10m处的总药量为160~180kg的水下爆破冲击波压力为412~465kPa;随着距离的增加,在30m和50m出处冲击波压力分别衰减了71%~79%和92%~94%。根据爆破冲击波现场监测数据,拟合得到适合大箭滩段清礁区水下爆破冲击波传递规律经验公式参数。研究成果对于水下爆破安全防护具有重要的意义。

基于激波管校准的冲击波压力传感器动态特性研究

为对冲击波压力传感器进行校准,研究传感器动态特性非参数模型。基于双膜激波管对传感器实施动态校准试验,获得了阶跃响应输出。仿真模拟四阶串联系统,并构造阶跃响应信号。分别使用理想阶跃分解法、低阶模型分解法和微分法得到传感器动态特性非参数模型。微分法计算精度更高且简单易行。为抑制寄生效应,采用机械结构对冲击波压力传感器进行改造。采用微分法对改造前后的典型冲击波压力传感器动态特性进行了研究。仿真结果表明,改造措施虽然可以减小机械振动与冲击和热效应,但使得冲击波压力传感器工作频带变窄,无法满足工程测试无失真条件。

基于BP神经网络的冲击波压力传感器组件动态特性分段建模方法研究

受爆炸场中寄生效应的影响,需要采取相应抑制措施对冲击波压力传感器进行改造。为研究冲击波压力传感器组件的动态特性,基于双膜激波管对冲击波压力传感器组件进行动态校准,获得了阶跃响应信号;采用微分法求取了传感器组件动态特性非参数模型;根据冲击波压力传感器组件动态特性非参数模型变化规律,在频域内对其进行合理分段,并基于BP神经网络分段建模方法得到传感器组件动态特性模型;通过实例分析与比较,证明了基于BP神经网络的分段建模方法能够有效提高模型精度和建模效率。

多孔铁中冲击波压力特性的研究

目的研究孔隙度和粒度参数对爆炸载荷作用下多孔铁中冲击波压力特性的影响．方法采用锰铜压阻实验对多孔铁冲击波压力进行测量．结果在相同的爆炸载荷作用下，多孔铁中初始冲击波压力随孔隙度增大而下降，当孔隙度增大到０．３５后，冲击波传播衰减效应随孔隙度增大而减弱；当粒度大于２５０目时，初始冲击波压力随粒度减小而显著下降，当粒度小于２５０目后，冲击波传播衰减效应随粒度减小呈逐渐减弱趋势．结论多孔铁中冲击波压力特性取决于孔隙度或粒度参数对初始冲击波压力以及冲击波传播衰减影响的综合效应．

岩石爆破孔壁初始冲击波压力的理论计算与拟合

对在充分考虑炸药性能、岩石特性和爆轰波与孔壁相互作用等重要因素下的孔壁初始冲击波压力Ｐ_ｍ的计算结果进行了回归分析，得到了中威力炸药耦合装药孔壁初始冲击波压力Ｐ_ｍ的指数型表达式。利用该公式计算的Ｐ_ｍ与实验测试结果吻合较好。

一种冲击波压力传感器的准静态校准神经网络模型

由冲击波压力传感器准静态校准原理,间接比对式校准的精度取决于重锤的落高与压力拟合模型的精度,本文采用RBF神经网络建立了以落高为输入量、冲击波压力峰值为输出量的神经网络模型。选用典型标准压力传感器,在7~30 MPa量程范围开展校准实验;通过对测试样本进行分析,结果表明:该神经网络模型预测的最大相对误差不超过0.04%,比多项式拟合模型和指数拟合模型高一个数量级。落高与压力拟合模型引入的不确定度是构成冲击波压力传感器动态测量不确定度的一个重要分量,通过建立高精度的重锤落高与冲击波压力峰值神经网络拟合模型,为进一步提高冲击波压力传感器的测量精度奠定了基础。

地震勘探井炮震源冲击波压力对鱼类致死、损害、影响的界度及补偿方法

地震勘探系统工程环境改善势在必行,其中在水域、渔池地区施工的损失补偿问题一直没有得到解决。本文根本“地震勘探对水产生物影响的科学试验结论”(附件1)及“冲击波压力计算的经验公式”(附件2)计算出地震勘探井炮震源冲击波压力对渔类致死、损害、影响的界度,提出了减少渔业损失的措施和损失补偿的方法,为制定工作及补偿标准提供了依据,为改善地震勘探环境及效果,效益的提高创造了条件。

冲击波压力和脉冲持续时间对铁和镍微结构的影响

用一级轻气炮对铁和镍两种材料动态加载。用透射电镜观察两种材料的位错结构。结果发现：受动加载作用后铁和镍的位错结构分别是类似于网状的和网状的结构。冲击波压力与位错密度有直接关系，而在本试验的条件下脉冲持续时间对位错密度没有影响。

水下爆破冲击波压力测试技术

本文介绍了水下爆破时水中冲击波荷载的测试技术，其中包括传感器研制，二、三次仪表，标定方法以及测试实例和数据处理。

基于非均匀有理B样条“蛛网”插值的冲击波压力场重建方法

为解决冲击波压力测试中无法直接获得完整压力场以及通用压力拟合方法不适用于冲击波测试的问题,提出了一种基于非均匀有理B样条(NURBS)"蛛网"插值的场重建方法。将NURBS插值与"蛛网"型插值网络结合,运用在冲击波压力场重建中。理想场仿真重建,在爆心近距离处重建结果优异,无"平坦"效果,中距离无"花瓣"形误差,远距离误差几乎为零,误差平均值仅为4.14%,远远优于基于Delaunay三角化重建法。实测数据场重建,仅需部分原始数据,误差平均值小于4%,优于Delaunay三角化重建法和经验公式重建法。

爆炸场冲击波压力测量及其传感器技术现状分析

爆炸场冲击波压力是衡量武器弹药毁伤威力的重要战技指标。针对冲击波压力测量及其传感器技术存在的问题,以压电式压力传感器为主,从爆炸场冲击波压力测量方法、压力传感器技术和压力校准技术等多个方向总结分析了国内外研究现状及发展趋势。介绍了常用冲击波压力传感器的特点以及结构特征,对比得出了国内外在冲击波压力传感器技术领域的差距,明确了传感器技术的发展方向。概述了冲击波压力传感器的校准方法,并分析各校准方法的不足,有助于推动我国新型战斗部的发展研制。

圆柱障碍条件下冲击波压力分布仿真研究

根据冲击波测试场景构建了有限元仿真模型,数值计算不同爆心距、高度、直径的圆柱障碍物后方的冲击波压力,分析了这3种因素对圆柱障碍物后方冲击波压力的影响,并与无障碍物的情况进行比较。研究表明:紧邻圆柱障碍物后方的区域冲击波压力会有较大波动,随着距离增加,波动幅度从5%以上降到3%左右,最终与无障碍趋于一致;基于仿真数据及冲击波压力分布规律,给出了破片挡杆的选择以及传感器安装位置的建议。

坑道内冲击波压力测试与分析

冲击波压力是战斗部在坑道内爆炸的主要毁伤元,是评估战斗部爆炸毁伤威力的主要指标。针对战斗部在坑道内爆炸产生强烈的振动冲击、热冲击等寄生效应对冲击波压力准确测试的影响,设计了合理的压力传感器隔振安装组件,采取有效的隔热措施。通过对试验测得的原始冲击波信号进行频谱分析及滤波处理,分析研究得到了坑道内冲击波压力超压峰值、比冲量、正压作用时间随爆心距的衰减规律。根据坑道炸药爆炸衰减规律相似律,结合实测数据拟合得到了表征坑道内爆炸冲击波压力传播规律的计算模型,并对其进行了有效性验证,在不同试验工况下实测值与模型计算值最大相对偏差为6.07%,具有良好的一致性,该模型可为长坑道内冲击波压力超压峰值预测提供依据。

起爆方式对炸药爆炸冲击波压力场影响研究

为揭示起爆方式对炸药爆炸能量输出结构的影响,运用LS-DNYA软件对中心轴线多点起爆方式下,炸药爆炸空气冲击波的传播过程进行计算,通过对比分析全时间历程参考位置处的冲击波超压峰值,发现起爆方式对爆炸冲击波场分布的影响规律,起爆方式对装药爆炸空气冲击波超压场空间分布及量值具有显著影响,且远场位置10点起爆装药爆炸冲击波压力幅值高、分布范围广,可有效提升装药能量利用率。研究结果可为爆破战斗部起爆方式设计提供参考。

用碳压阻传感器测量低冲击波压力

1 引言 压阻传感器在冲击波物理中得到广泛的应用。与压电传感器相比,它表现出了几个显著的特点:响应快、尺寸小、电磁脉冲干扰低以及可测量材料中的应力。由于在试验过程中,压阻传感器和材料中应力平衡时间在10_(-11)s内,所以,它可以完整地记录下陡的应力剖面。举例来说。

管道瓦斯爆炸冲击波压力传播特性实验研究

为了分析瓦斯爆炸冲击波压力在传播过程中对管壁的破坏程度,利用中规格密闭瓦斯管道进行压力传播特性实验,在管路沿途布置压力传感器采集瓦斯爆炸冲击波压力信号,再经动态数据采集分析系统呈现出冲击波经过传感器时压力峰值的变化。实验表明,瓦斯爆炸冲击波在测点附近的最大压力值呈现先增大后减少的变化特征,其冲击波压力传播呈现在爆源点附近先下降再上升到峰值,出现拐点后,再逐渐衰减的波动性特性。研究结果为密闭管道及容器爆炸效应分析提供了一定的参考价值。

综合管廊燃气爆炸冲击波压力及动态响应研究

采用流固耦合算法,建立6种体积甲烷-空气混合燃气在综合管廊内发生爆炸的有限元模型,计算空气冲击波峰值压力、混凝土管廊的应力和位移时程曲线。并对各空气单元的压力峰值进行统计分析,提出相同燃气体积距燃气边缘不同距离的空气冲击波超压峰值曲线的数学解析式。对6种工况下管廊内距燃气边缘不同距离的空气冲击波超压峰值进行拟合,提出不同燃气体积、距燃气边缘不同距离的空气冲击波超压峰值曲面的数学解析式,并应用该曲面公式进行综合管廊燃爆响应分析计算并与原流固耦合模型的计算结果进行对比。结果表明利用冲击波超压峰值曲面解析式和在管廊内直接加载相结合的方法,在计算管廊节点最大位移、混凝土有效应力峰值和钢筋轴向及Mises应力峰值方面与流固耦合算法结果差异较小,可以满足工程实践的要求。

掘进巷道瓦斯爆炸冲击波压力特性研究

为揭示煤矿掘进头瓦斯爆炸冲击波压力沿复杂巷道衰减变化特性,借助爆炸力学和相似定律理论,建立巷道一维爆炸压力变化计算数学模型和TNT当量系数法试验计算模型.理论和试验模型对比分析表明:掘进头弱瓦斯爆炸的冲击波压力沿稳定断面传播呈非线性变化特性,冲击波压力与传播距离的平方根成反比;冲击波压力遇巷道断面变化或分叉超压大幅度衰减;冲击波压力遇障碍物反射后压力是原来的2倍.瓦斯爆炸超压预测计算模型的计算值、理论计算值与实验值吻合较好,与爆炸冲击波压力的传播特性描述一致.

近边界条件下水下爆炸冲击波信号特征研究

水下爆炸试验过程中,实测冲击波压力信号很容易产生畸变,对试验结果评估造成困难。通过梳理过往实测试验数据发现,不同介质声学阻抗差异是影响近边界条件下冲击波传播的关键因素。在水面附近由于空气的声学阻抗小于水介质,冲击波曲线会突然下降,产生明显的水面截断效应;钢结构表面受压力波叠加影响,压力曲线会不同程度的提高;水底附近由于底质的复杂性,其声学阻抗差异较大,实测压力场会受入射波、反射波、前驱波、波后扰动等因素的影响,波形曲线呈现更加复杂的特性。