Explosion Quantifizierung Mit Hopkinson Pressure Bars

Charakterisieren die Ausgabe von Sprengladungen hat viele Vorteile, sowohl militärische (Verteidigung gegen Sprengkörper in aktuellen Konfliktzonen improvisierten vergrabene) und zivilen (Gestaltung Strukturkomponenten). In der letzten Zeit hat sich dieses Thema große Aufmerksamkeit erhalten. Ein Großteil des gesammelten Wissens wurde bei der Quantifizierung der Ausgabe von Ladungen zum Ziel, die Gestaltung wirksamer Schutzstrukturen zu ermöglichen. Das Hauptproblem dabei ist, dass, wenn die Messungen nicht von hoher Genauigkeit sind dann die Mechanismen der Lastübertragung in diesen explosiven Ereignisse unklar bleiben. Dies wiederum führt zu Problemen Validieren numerischen Modellen, die für die Validierung dieser Messungen verlassen.

Der Begriff Nahfeld verwendet Blasten mit skalierten Entfernungen, Z, weniger als ca. 1 m / kg ^1/3, wobei Z = R / W ^1/3, R der Abstand vom Zentrum des Sprengstoffes zu beschreiben und W die Ladung Masse ausgedrücktals äquivalente Masse von TNT. In diesem Bereich wird die Beladung der Regel durch eine extrem hohe Größe gekennzeichnet, hoch räumlich und zeitlich ungleichmäßigen Belastungen. Robuste Instrumentierung ist daher die extremen Drücke erforderlich, um mit Nahfeld-Belastung zu bemessen. Bei skalierten Entfernungen Z <0,4 m / kg ^1/3, direkte Messungen der Strahlparameter sind entweder nicht vorhanden oder nur sehr wenige ¹ und die semi-empirischen Prognosedaten für diesen Bereich wird auf Parameterstudien basiert fast ausschließlich. Dabei werden die semi-empirischen Vorhersagen über die angegebenen durch Kingery und Bulmash ^2, die außerhalb des Autors beabsichtigten Umfang ist. Während auf diesen Prognosen basierten Tools ^3,4 für exzellente erster Ordnung Schätzungen der Belastung erlauben sie erfassen nicht die Funktionsweise der Nahfeld-Veranstaltungen, die im Mittelpunkt der aktuellen Forschung sind.

Nahfeld-Explosion Messungen haben in der letzten Zeit konzentrierte sich auf die Quantifizierung der Ausgut von vergrabene Ladungen. Die Methoden variieren , von der Beurteilung der zu einer strukturellen Ziel verursachte Verformung ^{5-7 8-13} globalen Impulsmessung zu lenken. Diese Methoden liefern wertvolle Informationen für die Validierung von Schutzsystemkonstruktionen sind aber nicht in der Lage die Funktionsweise der Lastübertragung zu untersuchen. Die Prüfung kann an beiden Laborwaagen (1/10 full scale), oder in der Nähe des Skalenendwerts (> 1/4), mit pragmatischen Gründen wie Controlling Eingrabtiefe oder Gewährleistung keine inhärente Form der Stoßfront wird durch die erzeugte erfolgen Verwendung von Zündern und nicht bloßen Kosten ^14. Mit vergrabenen Ladungen müssen die Bodenbedingungen sehr gesteuert werden , um die Wiederholbarkeit des Tests ¹⁵ zu gewährleisten.

Unabhängig von der, ob die Ladung in der freien Luft platziert ist oder vergraben ist, ist die grundlegende Frage der resultierenden Explosion bei der Messung der Gültigkeit der Messungen durch die Instrumentierung deplo Gewährleistungyed. In der vorgesehenen Testvorrichtung ¹⁶ eine feste 'starren' Zielplatte wird verwendet , um die Hopkinson Druckstäbe abzuschirmen ¹⁷ (HDU) , während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Enden der Balken nur die vollständig reflektiert Drücke aufzeichnen kann. Die Autoren haben bereits entschieden, dass eine Messung reflektierten Druck gezeigt aus einem starren Ziel genauer und wiederholbarer als einfällt, oder "Freifeld" Messungen ^18-20. Die Geometrie dieser Platte ist , so daß jede Druckentlastungs erzeugt durch Löschen oder Umströmung der Zielkante ²¹ vernachlässigbar wäre. Diese neue Testvorrichtung wurde bei 1/4 Maßstab gebaut. Bei diesem Maßstab eine strenge Kontrolle über den Grabbedingungen und den Sprengstoff sichergestellt werden kann, mit dem vollen Umfang der Füllmenge von 5 kg bis 78 g verkleinert, bei einer Grabtiefe von 25 mm.