一种比较炸药爆轰做功能力的测量装置及方法

摘要

本发明涉及一种比较炸药爆轰做功能力的测量装置及方法，测量装置包括压紧板、隔板和底架，所述的压紧板和底架的中间部位均设有同轴向的圆形通孔，且压紧板和底架的圆形通孔直径相同，所述的隔板为经过时效处理的平面铝板，隔板由压紧板压紧在底架上。测量方法包括TNT炸药爆轰做功能力的测定、待测炸药爆轰做功能力的测定和炸药爆轰做功能力的比较，该装置和方法能评价不同炸药的爆炸威力，且操作简单，数据不丢失，不受试验条件的限制。

说明书

技术领域

    本发明属于炸药爆轰做功能力测量的技术领域，主要涉及一种比较炸药爆轰做功能力的测量装置及方法。

背景技术

了解不同炸药对结构物的做功能力，是炸药应用的一个重要方面。高能炸药对于破碎金属壳以及高速驱动破片是较好的，这就需要高速且能量密度高的爆轰波；但对于结构破坏，主要取决于炸药爆炸后产生的高压气体与冲击波对受作用物体的做功能力，这对炸药的要求就有所不同，它要求冲击波持续时间长，冲击波压力相对较高，最适合这种应用的炸药是高含铝量（或其它燃料和硼等）的炸药。可见，根据使用目的，炸药的做功特性是决定使用效果中一个很重要的方面，但如何评估炸药的做功能力，成为一个待解决的课题。目前，在炸药爆炸做功能力这方面的技术还没有较合理和有用的测量方法，因此建立一种能反映对结构破坏程度的测量方法，显得尤为重要。建立这种方法也可以应用在许多战斗部的设计中，同时完善炸药做功能力的测量技术。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的技术问题，提供了一种比较炸药爆轰做功能力的测量装置及方法，该装置和方法能评价不同炸药的爆炸威力，且操作简单，数据不丢失，不受试验条件的限制。

本发明实现上述目的采用的技术方案是：一种比较炸药爆轰做功能力的测量装置，包括压紧板、隔板和底架，所述的压紧板和底架的中间部位均设有同轴向的圆形通孔，且压紧板和底架的圆形通孔直径相同，所述的隔板为经过时效处理的平面铝板，隔板由压紧板压紧在底架上。

所述的隔板通过螺栓和螺母由压紧板压紧在底架上。

利用上述装置比较测量一种炸药爆轰做功能力的方法，包括以下步骤：

步骤一、将炸药爆轰做功能力的测量装置稳定于平地上，然后将TNT炸药正对着隔板的一面固定，TNT炸药距离隔板的距离为1-2m，确保周围环境安全后，引爆TNT炸药；设压紧板和底架的圆形通孔的直径为                                               ，即其对应的隔板与TNT炸药作用的有效面的初始直径为，量取变形后的球缺面的弧线长，则可得平均应变

             ；

步骤二、将与步骤一相同的炸药爆轰做功能力的测量装置稳定于平地上，然后将与TNT炸药同形状、同质量的待测A炸药正对着隔板的一面固定，A炸药距离隔板的距离与步骤一相同，确保周围环境安全后，引爆A炸药；压紧板和底架的圆形通孔的直径为，即隔板与A炸药作用的有效面的初始直径为，量取变形后的球缺面的弧线长，则可得平均应变：

             ；

步骤三、设待测A炸药爆轰过程中产生的变形能为，TNT炸药在相同爆炸条件下产生的变形能为，两者的比值以表示，则

其中，近似为A炸药的TNT当量。

炸药爆炸后，隔板在炸药爆轰威力作用下产生变形，则炸药对隔板做功就转变为隔板的应变能，应变能的计算公式为：

   ；

其中：

，表示应变从0到变化过程中单位体积内的应变能；

——变形过程隔板材料产生的应力；

——变形之后隔板材料产生的应变；

在隔板的变形过程中，隔板经过弹、塑性的变形阶段，由于铝的变形性较好，则整个过程可假设为均匀的塑性变形，并且可以通过隔板的平均变形能来估算炸药对隔板产生的变形作用，即：

；

将待测A炸药的爆轰过程对隔板产生的变形能与TNT炸药在相同爆炸条件下产生的变形能对比，用两者的比值评估待测炸药的爆轰做功能力，设待测A炸药爆轰过程中产生的变形能为，TNT炸药在相同爆炸条件下产生的变形能为，两者的比值以表示，则

其中，近似为A炸药的TNT当量。

本发明的有益效果：

本发明的测量装置将爆炸加载金属板的动态响应作为评价炸药做功能力的一个标准，测量不同炸药的爆炸爆轰做功能力；并且在试验中，可以很直接、很容易地记录下试验数据，数据不丢失，并且不受试验条件的限制；本发明的测试方法简单有效，安全可靠。

附图说明

图1为本发明测量前的结构示意图的剖视图；

图2为本发明测量后的结构示意图的剖视图；

图3为本发明的结构示意图的俯视图；

附图标记：1、压紧板，2、隔板，3、底架，4、螺栓，5、螺母。

具体实施方式

如图所示：一种炸药爆轰做功能力的测量装置，包括压紧板1、隔板2和底架3，所述的压紧板1和底架3的中间部位均设有同轴向的圆形通孔，且压紧板1和底架3的圆形通孔直径相同，所述的隔板2为经过时效处理的平面铝板，隔板2由压紧板1压紧在底架3上。所述的隔板2通过螺栓4和螺母5由压紧板1压紧在底架3上。

利用上述装置测量一种炸药爆轰做功能力的方法，包括以下步骤：

步骤一、将炸药爆轰做功能力的测量装置稳定于平地上，然后将TNT炸药正对着隔板的一面固定，TNT炸药距离隔板的距离为1-2m，确保周围环境安全后，引爆TNT炸药；设压紧板和底架的圆形通孔的直径为，即其对应的隔板与TNT炸药作用的有效面的初始直径为，量取变形后的球缺面的弧线长，则可得平均应变

             ；

步骤二、将与步骤一相同的炸药爆轰做功能力的测量装置稳定于平地上，然后将与TNT炸药同形状、同质量的待测A炸药正对着隔板的一面固定，A炸药距离隔板的距离与步骤一相同，确保周围环境安全后，引爆A炸药；压紧板和底架的圆形通孔的直径为，即隔板与A炸药作用的有效面的初始直径为，量取变形后的球缺面的弧线长，则可得平均应变：

             ；

步骤三、设待测A炸药爆轰过程中产生的变形能为，TNT炸药在相同爆炸条件下产生的变形能为，两者的比值以表示，则

其中，近似为A炸药的TNT当量。

炸药爆轰做功能力的测量可以在爆炸塔内进行，爆炸塔内设有可以悬挂或者固定炸药的装置，或者使用单独的木架悬挂炸药，炸药的位置要放在测量装置隔板中心的正上方，炸药与隔板之间的距离要根据炸药量来确定，一般为1-2m，距离太近隔板会在与底架交界的地方发生剪切作用，以不发生剪切作用为准。

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明：

分别将新研制炸药和与其同重量的TNT炸药按照上述方法进行爆轰做功能力测量，经记录新研制的炸药对隔板产生的平均应变为1.4%，TNT炸药对隔板产生的平均应变为0.53%，则

即新研制炸药的TNT当量为2.64。