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爆炸荷载作用下结构冲量的测量

敬霖  王志华  赵隆茂  
【摘要】:在强冲击载荷作用的场合,如结构受炸药爆轰的作用、枪械发射过程的评估等,结构的冲量是一个极为重要的参数。在爆炸载荷作用下,由于其持续时间短、超压高、作用过程复杂等特点,瞬态冲量的测试工作难度很大。冲击摆是间接测量瞬时冲量的一种有效装置,具有抗干扰能力强和无需现场标定的优点,在国内外冲量测量领域已被广泛应用。从其结构上,冲击摆可分为单摆和复摆两种。在现有研究中,炸药爆轰能量等测试中多使用复摆。研究发现,试验过程中复摆设备的质心和打击中心难以准确的确定,导致了较大的测量误差。同时采用复摆测量系统时,由于爆炸荷载与摆锤的作用时间极短(通常在100;μs以内),摆体(摆臂与摆锤)的运动可能是线性变化和转动的结合模式。如分别采用不同的方法计算冲量,可能出现I_r和_l(I_r为转动冲量,I_l为线性变化冲量)不相等的情况。因此,要求测量冲量I,就必须知道I_r/I和I_l/I的准确比值。另外,当被测量结构需要测量其它参量时,如结构的变形-时间过程等,传感器等仪器的导线给测量系统造成了相当大的阻尼,再加系统本身不可避免的摩擦阻尼等造成的能量损失都是难以估算的。

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