近地爆炸地面冲击波测试方法研究
发布时间：2020-10-11 09:41
冲击波超压峰值是衡量弹药毁伤效果的一项重要指标,通过实测方法得到冲击波压力参数值是最为重要的途径。针对冲击波超压测量值稳定性及一致性差这一难题,开展了地面冲击波压力测试方法关键技术研究。仿真分析了冲击波与测试装置之间的耦合关系,探讨了复杂地面环境对冲击波压力测试的影响,获得了测试装置的安装平板尺寸、传感器安装高度、安装间隙以及近距离障碍物对冲击波压力测量的影响规律;设计了验证性实验,实验与仿真结果较为吻合;分析了爆炸冲击波压力测试过程中常见的干扰因素,提出了相应的抑制措施以及补偿方法。设计了近地爆炸地面冲击波无线存储测试装置,搭建了实验测试系统。选用高阻抗输出的电荷型压电式压力传感器作为冲击波测量传感器,并设计了对应的信号调理电路,实现了对传感器输出信号的转换、滤波以及放大。基于STM32芯片设计了主控电路,基于NandFlash芯片设计了存储模块,并设计了 USB通讯接口电路、触发电路,集成了 4G无线模块、定位授时模块以及电源管理模块。基于C语言编写了下位机触发、数据采集存储以及USB接口通讯程序,基于libusb生成了上位机USB驱动程序,编写了上位机USB通信程序,并基于Labview设计了上位机实时控制以及显示界面。分别对调理模块、数字模块及上位机软件进行了性能测试分析,并对整个装置进行了模拟实验,实现了上位机对下位机采样参数的无线设置、对下位机状态的实时监测、对冲击波信号特征参量的实时获取,并实现了连发采集功能;建立了近地爆炸冲击波压力测试系统的误差模型,分别计算了各分项测量标准不确定度,并给出了该装置总的测量不确定度。对近地爆炸地面冲击波无线存储测试装置进行了爆炸实验验证,装置在爆炸现场测试中工作正常,实现了所有预期功能。针对近地爆炸地面冲击波超压信号干扰严重问题,提出了测量和剔除振动信号的方法,验证了其有效性。并利用仿真得到的干净冲击波信号及噪声信号模拟实测冲击波信号,对剔除其它干扰信号的三种方法进行了对比分析。采用去噪效果较好的EMD去噪方法对实测冲击波进行了去噪处理,提高了冲击波压力峰值提取和比冲量计算的准确性。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ410.6
【部分图文】：
程中一些干扰因素的影响尚不明确，尤其是冲击波在传播过程中与测试装置的禪合机理??Ｗ及近距离障碍物对测试结果的影响，与此相关的研究甚少，但却对解决冲击波压力难??测量准确这一问题有较大帮助。进行爆炸冲击波测试时，一般现场布置如图２．１所示，??冲击波超压测试装置位于冲击波马赫区内，传感器安装于圆形平板内，传感器与平板的??安装结构截面图如图２．２所示。??義炸药??圧力传感器＼?／安装平板—做Ｓ???—￣今?地面［??私取劝立??巧储测试装置一ＬＩ?Ｈｗｉｍ■园，無??图２．１爆炸冲击波现场测试布置图?图２．２传感器与平板的安装结构截面图??２．１传感器安装平板尺寸对地面冲击波压力测试的影响??根据已有的研究结果表明，冲击波在不同软硬程度的地面传播时产生的地面冲击波??皮力也不同。因此，冲击波作用到普通王壤与安装平板的稱合作用不同，且冲击波反射??系数也不同。此外，地面受到冲击波作用而产生的应力波在王壤与平板之间也会出现禪??合过程。因此，可Ｗ断定安装平板的存在必定对地面冲击波压力测试产生了影响。??为了深入研究安装平板对地面冲击波压力测试产生的影响
程中一些干扰因素的影响尚不明确，尤其是冲击波在传播过程中与测试装置的禪合机理??Ｗ及近距离障碍物对测试结果的影响，与此相关的研究甚少，但却对解决冲击波压力难??测量准确这一问题有较大帮助。进行爆炸冲击波测试时，一般现场布置如图２．１所示，??冲击波超压测试装置位于冲击波马赫区内，传感器安装于圆形平板内，传感器与平板的??安装结构截面图如图２．２所示。??義炸药??圧力传感器＼?／安装平板—做Ｓ???—￣今?地面［??私取劝立??巧储测试装置一ＬＩ?Ｈｗｉｍ■园，無??图２．１爆炸冲击波现场测试布置图?图２．２传感器与平板的安装结构截面图??２．１传感器安装平板尺寸对地面冲击波压力测试的影响??根据已有的研究结果表明，冲击波在不同软硬程度的地面传播时产生的地面冲击波??皮力也不同。因此，冲击波作用到普通王壤与安装平板的稱合作用不同，且冲击波反射??系数也不同。此外，地面受到冲击波作用而产生的应力波在王壤与平板之间也会出现禪??合过程。因此，可Ｗ断定安装平板的存在必定对地面冲击波压力测试产生了影响。??为了深入研究安装平板对地面冲击波压力测试产生的影响
定在表面平整且直径不小于２０ｃｍ的钢板中屯、，因此，选取了直径大于２０ｃｍ的安装平??板进行了仿真，得出了在化ｇ药量炸药下无安装平板和不同尺寸安装平板同一位置处的??超压曲线，如图２．５所示。??■，?Ｌ￥－ＤＹＮＡ?ｕ？ｅｒ?Ｉｎｐｕｔ??■，?ＬＭ）ＹＮＡｗ？ｒＩｎｐｕｔ??Ｉ?￣￣￣?￣?］?ｎ￣?￣??６?＼??［?????！吉＝幸＝＝三！；兰＝串＝＝Ｚ??，Ｌ?；ａＺ?，．：?三???，＇?￣???．?＾Ａ—???０?．?ｔ?．?ｋ?Ｉ?．?，?Ｉ?一—?＼?０———？?－Ａ?——?１?１?＇?１???＂？Ｊ?Ｉ?４?３?２?Ｊ?０?１?２?９?４?６??■ｎｍｅ（Ｅ＋３）?１１〇？（￡＋５｜??挣）ｃｍ?＾２０ｃｍ??Ｊ?Ｌ８－ＤＹＷＡｕｗｌ＾??＾＾＾＾?Ｉ．Ｓ－ＤＹＮＡ?ｕｓｅｒ?Ｉｎｐｕｔ???????巨ｅ５＝＝三！；｝?－Ｅ－?Ｋ二三＾；???＾?：ｚｚ＝：ｉｉ：ｋｉ＝ｚｚ??０?１?Ａ??ｉＬｉ???＇?＇?ｊ?Ｔｌ￣．?Ｊ?〇〇?１?２?３?４?Ｓ??制的）?■ｎｍ？＜ｅ＋３＞??辦Ｏｃｍ?抑０ｃｍ??罔２．５?８ｋｇ药量时不同直径所得的超压曲线阁（横坐标单化ｎｍ，纵坐标单化ＩＱｉｉｐａ）??从图２．５中可看出
【参考文献】
本文编号：2836416
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ410.6
【部分图文】：
程中一些干扰因素的影响尚不明确，尤其是冲击波在传播过程中与测试装置的禪合机理??Ｗ及近距离障碍物对测试结果的影响，与此相关的研究甚少，但却对解决冲击波压力难??测量准确这一问题有较大帮助。进行爆炸冲击波测试时，一般现场布置如图２．１所示，??冲击波超压测试装置位于冲击波马赫区内，传感器安装于圆形平板内，传感器与平板的??安装结构截面图如图２．２所示。??義炸药??圧力传感器＼?／安装平板—做Ｓ???—￣今?地面［??私取劝立??巧储测试装置一ＬＩ?Ｈｗｉｍ■园，無??图２．１爆炸冲击波现场测试布置图?图２．２传感器与平板的安装结构截面图??２．１传感器安装平板尺寸对地面冲击波压力测试的影响??根据已有的研究结果表明，冲击波在不同软硬程度的地面传播时产生的地面冲击波??皮力也不同。因此，冲击波作用到普通王壤与安装平板的稱合作用不同，且冲击波反射??系数也不同。此外，地面受到冲击波作用而产生的应力波在王壤与平板之间也会出现禪??合过程。因此，可Ｗ断定安装平板的存在必定对地面冲击波压力测试产生了影响。??为了深入研究安装平板对地面冲击波压力测试产生的影响
程中一些干扰因素的影响尚不明确，尤其是冲击波在传播过程中与测试装置的禪合机理??Ｗ及近距离障碍物对测试结果的影响，与此相关的研究甚少，但却对解决冲击波压力难??测量准确这一问题有较大帮助。进行爆炸冲击波测试时，一般现场布置如图２．１所示，??冲击波超压测试装置位于冲击波马赫区内，传感器安装于圆形平板内，传感器与平板的??安装结构截面图如图２．２所示。??義炸药??圧力传感器＼?／安装平板—做Ｓ???—￣今?地面［??私取劝立??巧储测试装置一ＬＩ?Ｈｗｉｍ■园，無??图２．１爆炸冲击波现场测试布置图?图２．２传感器与平板的安装结构截面图??２．１传感器安装平板尺寸对地面冲击波压力测试的影响??根据已有的研究结果表明，冲击波在不同软硬程度的地面传播时产生的地面冲击波??皮力也不同。因此，冲击波作用到普通王壤与安装平板的稱合作用不同，且冲击波反射??系数也不同。此外，地面受到冲击波作用而产生的应力波在王壤与平板之间也会出现禪??合过程。因此，可Ｗ断定安装平板的存在必定对地面冲击波压力测试产生了影响。??为了深入研究安装平板对地面冲击波压力测试产生的影响
定在表面平整且直径不小于２０ｃｍ的钢板中屯、，因此，选取了直径大于２０ｃｍ的安装平??板进行了仿真，得出了在化ｇ药量炸药下无安装平板和不同尺寸安装平板同一位置处的??超压曲线，如图２．５所示。??■，?Ｌ￥－ＤＹＮＡ?ｕ？ｅｒ?Ｉｎｐｕｔ??■，?ＬＭ）ＹＮＡｗ？ｒＩｎｐｕｔ??Ｉ?￣￣￣?￣?］?ｎ￣?￣??６?＼??［?????！吉＝幸＝＝三！；兰＝串＝＝Ｚ??，Ｌ?；ａＺ?，．：?三???，＇?￣???．?＾Ａ—???０?．?ｔ?．?ｋ?Ｉ?．?，?Ｉ?一—?＼?０———？?－Ａ?——?１?１?＇?１???＂？Ｊ?Ｉ?４?３?２?Ｊ?０?１?２?９?４?６??■ｎｍｅ（Ｅ＋３）?１１〇？（￡＋５｜??挣）ｃｍ?＾２０ｃｍ??Ｊ?Ｌ８－ＤＹＷＡｕｗｌ＾??＾＾＾＾?Ｉ．Ｓ－ＤＹＮＡ?ｕｓｅｒ?Ｉｎｐｕｔ???????巨ｅ５＝＝三！；｝?－Ｅ－?Ｋ二三＾；???＾?：ｚｚ＝：ｉｉ：ｋｉ＝ｚｚ??０?１?Ａ??ｉＬｉ???＇?＇?ｊ?Ｔｌ￣．?Ｊ?〇〇?１?２?３?４?Ｓ??制的）?■ｎｍ？＜ｅ＋３＞??辦Ｏｃｍ?抑０ｃｍ??罔２．５?８ｋｇ药量时不同直径所得的超压曲线阁（横坐标单化ｎｍ，纵坐标单化ＩＱｉｉｐａ）??从图２．５中可看出
【参考文献】
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本文编号：2836416
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