环境温度对冲击波测试影响的研究
发布时间：2021-04-12 07:13
爆炸冲击波的超压峰值、正压时间、比冲量是评估弹药毁伤性能的主要参考依据。冲击波参数的准确获取对武器研制、毁伤评估都具有重要的意义。测试系统的标定校准是在实验室常温下完成的,实际爆炸试验时环境温度在-40℃到50℃,爆炸试验时所处的环境与系统校准环境差异大,系统灵敏度和动态特性的变化导致测试不确定度增加。且相同的弹药在不同的环境温度下产生的冲击波信号不一样。针对这种情况,进行环境温度对爆炸冲击波测试的影响研究十分必要。针对环境温度对冲击波信号源的影响,对多个超压经验公式进行了介绍和分析,并利用LS-DYNA仿真软件对相同的弹药在不同的环境温度下进行了有限元分析,得到了冲击波在不同温度下不同距离处的超压-时间曲线。得到结论:温度变化时,冲击波超压峰值会随温度变化而变化,且不同温度条件下得到的超压峰值结果与15℃时计算所得的超压峰值结果误差在2%14%间不等。针对环境温度的变化会使测试系统中模拟适配电路和压力传感器产生阶跃信号,对整个冲击波超压测试系统的动态特性进行了分析。并且利用ABAQUS仿真软件对压力传感器进行了稳态热力学分析,得到结论:温度变化时,压力传感器所受...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
存储电测法示意图
中北大学学位论文10区持续作用的时间称为正压作用时间[45]。图2-2理想冲击波信号曲线Fig.2-2Idealshockwavesignalcurve空中爆炸产生的冲击波传播状况如图2-3所示。冲击波以超音速D向周围传播，产生的波阵面类似球面，在波过后继续以声速C传播。因为超音速D远大于声速C，所以在空气中传播时，正压作用时间的范围继续扩大，负压区域几乎不变。图中1t至4t为爆炸产生后的不同时刻。由于传播特性，正压时间会随冲击波在空中传播越远而越来越长，超压峰值则随冲击波传播越远而呈指数形式迅速衰减。图2-3冲击波在不同时刻的传播情况Fig.2-3Shockwavepropagationatdifferenttimes超压峰值、正压时间和比冲量为爆炸冲击波毁伤效应的主要参数。其中，评判冲击波威力的关键参数为冲击波超压峰值，目前Mills公式、萨多夫斯基公式、叶晓华经验公式、布罗德公式、亨利奇公式等[45]经验公式都可用于计算冲击波超压峰值。这些公式中都用到了霍普金森比例距离，具体计算如：3rRw（2-1）式中，R单位为13mkg；r为测点离爆心的距离，单位m；w为炸药TNT当量。冲
中北大学学位论文10区持续作用的时间称为正压作用时间[45]。图2-2理想冲击波信号曲线Fig.2-2Idealshockwavesignalcurve空中爆炸产生的冲击波传播状况如图2-3所示。冲击波以超音速D向周围传播，产生的波阵面类似球面，在波过后继续以声速C传播。因为超音速D远大于声速C，所以在空气中传播时，正压作用时间的范围继续扩大，负压区域几乎不变。图中1t至4t为爆炸产生后的不同时刻。由于传播特性，正压时间会随冲击波在空中传播越远而越来越长，超压峰值则随冲击波传播越远而呈指数形式迅速衰减。图2-3冲击波在不同时刻的传播情况Fig.2-3Shockwavepropagationatdifferenttimes超压峰值、正压时间和比冲量为爆炸冲击波毁伤效应的主要参数。其中，评判冲击波威力的关键参数为冲击波超压峰值，目前Mills公式、萨多夫斯基公式、叶晓华经验公式、布罗德公式、亨利奇公式等[45]经验公式都可用于计算冲击波超压峰值。这些公式中都用到了霍普金森比例距离，具体计算如：3rRw（2-1）式中，R单位为13mkg；r为测点离爆心的距离，单位m；w为炸药TNT当量。冲
【参考文献】：
期刊论文
[1]RBF网络在冲击波测试系统动态特性应用中的优势[J]. 田晓虹,尤文斌,丁永红,张晓光,姚悦. 兵器装备工程学报. 2020(05)
[2]压电式压力传感器温度补偿算法的研究[J]. 谭士杰,刘凯,代波. 压电与声光. 2019(03)
[3]考虑环境温、湿度的球形装药爆炸冲击波参数计算模型[J]. 聂源,蒋建伟,门建兵. 爆炸与冲击. 2018(04)
[4]基于人工鱼群BP神经网络算法的压力传感器温度补偿研究[J]. 陈群,左锋,卢文科. 微型机与应用. 2016(09)
[5]冲击波超压测试用压力传感器热冲击特性研究[J]. 狄长安,王哲军,边鹏,张彤,李永超. 仪表技术与传感器. 2015(10)
[6]压力传感器温度补偿各种算法的比较分析[J]. 杨雪,刘诗斌. 电子设计工程. 2013(10)
[7]一种基于IGA-RBF神经网络的传感器动态特性补偿算法[J]. 付华,舒丹丹,王新鑫. 计算机测量与控制. 2013(04)
[8]应用于精密振荡器的石英晶体温度特性研究[J]. 朱华兵,吴正斌,刘国强,席奎,李闪闪,董洋洋. 物理学报. 2013(01)
[9]基于RBF神经网络的自回归系统辨识模型[J]. 谢成清,夏洪,朱立. 东华理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
[10]压电传感器受爆炸瞬变温度影响的试验研究[J]. 邱艳宇,卢红标,蔡立艮,张虹. 爆破. 2010(04)
博士论文
[1]影响激波管动态压力校准精度的关键问题研究[D]. 丰雷.中北大学 2016
硕士论文
[1]爆炸冲击波动态测量压电式压力传感器研究[D]. 杨聪.济南大学 2019
[2]静爆场冲击波测试系统动态特性与布点优化研究[D]. 杨磊.中北大学 2019
[3]近地静爆冲击波场重建技术研究[D]. 姚悦.中北大学 2019
[4]基于系统辨识的航空发动机建模研究[D]. 郑斐华.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[5]压力传感器动态特性与补偿技术研究[D]. 杨文杰.中北大学 2017
[6]可实现温度补偿的压电式微压传感器研究[D]. 鲍爱建.吉林大学 2017
[7]冲击波测试系统与动态特性补偿研究[D]. 刘浩.中北大学 2017
[8]近地爆炸地面冲击波测试方法研究[D]. 袁佳艳.南京理工大学 2017
[9]冲击波压力传感器寄生效应抑制方法研究[D]. 李琛.南京理工大学 2017
[10]高温压电传感器性能仿真有限元分析[D]. 李吉.西南交通大学 2016
本文编号：3132875
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
存储电测法示意图
中北大学学位论文10区持续作用的时间称为正压作用时间[45]。图2-2理想冲击波信号曲线Fig.2-2Idealshockwavesignalcurve空中爆炸产生的冲击波传播状况如图2-3所示。冲击波以超音速D向周围传播，产生的波阵面类似球面，在波过后继续以声速C传播。因为超音速D远大于声速C，所以在空气中传播时，正压作用时间的范围继续扩大，负压区域几乎不变。图中1t至4t为爆炸产生后的不同时刻。由于传播特性，正压时间会随冲击波在空中传播越远而越来越长，超压峰值则随冲击波传播越远而呈指数形式迅速衰减。图2-3冲击波在不同时刻的传播情况Fig.2-3Shockwavepropagationatdifferenttimes超压峰值、正压时间和比冲量为爆炸冲击波毁伤效应的主要参数。其中，评判冲击波威力的关键参数为冲击波超压峰值，目前Mills公式、萨多夫斯基公式、叶晓华经验公式、布罗德公式、亨利奇公式等[45]经验公式都可用于计算冲击波超压峰值。这些公式中都用到了霍普金森比例距离，具体计算如：3rRw（2-1）式中，R单位为13mkg；r为测点离爆心的距离，单位m；w为炸药TNT当量。冲
中北大学学位论文10区持续作用的时间称为正压作用时间[45]。图2-2理想冲击波信号曲线Fig.2-2Idealshockwavesignalcurve空中爆炸产生的冲击波传播状况如图2-3所示。冲击波以超音速D向周围传播，产生的波阵面类似球面，在波过后继续以声速C传播。因为超音速D远大于声速C，所以在空气中传播时，正压作用时间的范围继续扩大，负压区域几乎不变。图中1t至4t为爆炸产生后的不同时刻。由于传播特性，正压时间会随冲击波在空中传播越远而越来越长，超压峰值则随冲击波传播越远而呈指数形式迅速衰减。图2-3冲击波在不同时刻的传播情况Fig.2-3Shockwavepropagationatdifferenttimes超压峰值、正压时间和比冲量为爆炸冲击波毁伤效应的主要参数。其中，评判冲击波威力的关键参数为冲击波超压峰值，目前Mills公式、萨多夫斯基公式、叶晓华经验公式、布罗德公式、亨利奇公式等[45]经验公式都可用于计算冲击波超压峰值。这些公式中都用到了霍普金森比例距离，具体计算如：3rRw（2-1）式中，R单位为13mkg；r为测点离爆心的距离，单位m；w为炸药TNT当量。冲
【参考文献】：
期刊论文
[1]RBF网络在冲击波测试系统动态特性应用中的优势[J]. 田晓虹,尤文斌,丁永红,张晓光,姚悦. 兵器装备工程学报. 2020(05)
[2]压电式压力传感器温度补偿算法的研究[J]. 谭士杰,刘凯,代波. 压电与声光. 2019(03)
[3]考虑环境温、湿度的球形装药爆炸冲击波参数计算模型[J]. 聂源,蒋建伟,门建兵. 爆炸与冲击. 2018(04)
[4]基于人工鱼群BP神经网络算法的压力传感器温度补偿研究[J]. 陈群,左锋,卢文科. 微型机与应用. 2016(09)
[5]冲击波超压测试用压力传感器热冲击特性研究[J]. 狄长安,王哲军,边鹏,张彤,李永超. 仪表技术与传感器. 2015(10)
[6]压力传感器温度补偿各种算法的比较分析[J]. 杨雪,刘诗斌. 电子设计工程. 2013(10)
[7]一种基于IGA-RBF神经网络的传感器动态特性补偿算法[J]. 付华,舒丹丹,王新鑫. 计算机测量与控制. 2013(04)
[8]应用于精密振荡器的石英晶体温度特性研究[J]. 朱华兵,吴正斌,刘国强,席奎,李闪闪,董洋洋. 物理学报. 2013(01)
[9]基于RBF神经网络的自回归系统辨识模型[J]. 谢成清,夏洪,朱立. 东华理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
[10]压电传感器受爆炸瞬变温度影响的试验研究[J]. 邱艳宇,卢红标,蔡立艮,张虹. 爆破. 2010(04)
博士论文
[1]影响激波管动态压力校准精度的关键问题研究[D]. 丰雷.中北大学 2016
硕士论文
[1]爆炸冲击波动态测量压电式压力传感器研究[D]. 杨聪.济南大学 2019
[2]静爆场冲击波测试系统动态特性与布点优化研究[D]. 杨磊.中北大学 2019
[3]近地静爆冲击波场重建技术研究[D]. 姚悦.中北大学 2019
[4]基于系统辨识的航空发动机建模研究[D]. 郑斐华.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[5]压力传感器动态特性与补偿技术研究[D]. 杨文杰.中北大学 2017
[6]可实现温度补偿的压电式微压传感器研究[D]. 鲍爱建.吉林大学 2017
[7]冲击波测试系统与动态特性补偿研究[D]. 刘浩.中北大学 2017
[8]近地爆炸地面冲击波测试方法研究[D]. 袁佳艳.南京理工大学 2017
[9]冲击波压力传感器寄生效应抑制方法研究[D]. 李琛.南京理工大学 2017
[10]高温压电传感器性能仿真有限元分析[D]. 李吉.西南交通大学 2016
本文编号：3132875
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