Blast Quantificazione Utilizzando Hopkinson Pressure Bar

Che caratterizza la produzione di cariche esplosive ha molti vantaggi, sia militari (difesa contro sepolta ordigni esplosivi nelle zone di conflitto in corso) e civili (la progettazione di componenti strutturali). In tempi recenti questo tema ha ricevuto una notevole attenzione. Molte delle conoscenze accumulate è finalizzato alla quantificazione dell'uscita dagli oneri per permettere la progettazione di strutture di protezione più efficaci. Il problema principale è che se le misurazioni effettuate non sono di alta fedeltà, allora i meccanismi di trasferimento di carico in questi eventi esplosivi rimangono poco chiari. Questo a sua volta porta a problemi validare modelli numerici che si basano su queste misure per la convalida.

Il termine campo vicino è utilizzato per descrivere blasti con distanze scalate, Z, meno di ~ 1 m / kg ^1/3, dove Z = R / W ^1/3, R è la distanza dal centro della esplosivo, e W è la carica di massa espressocome una massa equivalente di TNT. In questo regime il carico è tipicamente caratterizzata da altissima intensità, altamente spaziale e temporalmente carichi non uniformi. strumentazione robusta è quindi richiesta per misurare le pressioni estreme associate a near-field di carico. A distanze in scala Z <0,4 m / kg ^1/3, misure dirette dei parametri di esplosione sono o inesistenti o molto pochi ¹ ei dati predittivi semi-empirici per questa gamma si basa quasi interamente su studi parametrici. Questo comporta l'uso le previsioni semi-empirici fornite dal Kingery e Bulmash ^2, che è al di fuori del campo di applicazione previsto dell'autore. Mentre strumenti basati su queste previsioni ^3,4 consentono ottime stime del primo ordine di carico non cogliere appieno la meccanica di eventi in campo vicino, che sono al centro della ricerca attuale.

Misure in campo vicino esplosione hanno negli ultimi tempi concentrata sulla quantificazione del outpUT da oneri sepolti. Le metodologie impiegate variano da valutare la deformazione causata da un obiettivo strutturale ^5-7 per dirigere la misurazione globale impulso ^8-13. Questi metodi forniscono informazioni preziose per la validazione dei progetti di sistemi di protezione, ma non sono in grado di indagare pienamente i meccanismi di trasferimento del carico. Il test può essere fatto a entrambe le bilance da laboratorio (1/10 scala), o in prossimità di fondo scala (> 1/4), con ragioni pratiche come il controllo profondità di seppellimento o garantendo l'assenza di forma intrinseca del fronte d'urto è generato dal utilizzo di detonatori, piuttosto che le spese nude ^14. Con cariche sepolte le condizioni del terreno devono essere altamente controllato per garantire la ripetibilità del test ^15.

Indipendentemente dal fatto che la carica è posto in aria libera o è sepolto, la questione più fondamentale misurare l'esplosione risultante è garantire la validità delle misure da parte del deplo strumentazioneYed. Nell'apparecchiatura test inteso ¹⁶ una piastra 'rigida' bersaglio fisso viene utilizzato per schermare le barre di Hopkinson ¹⁷ (HPbs), mentre allo stesso tempo assicurare che le estremità delle barre possono registrare solo le pressioni pienamente riflesse. Gli autori hanno precedentemente dimostrato che la misurazione della pressione riflessa da un bersaglio rigida è più preciso e ripetibile di incidente, o misurazioni 'campo libero' ^18-20. La geometria di questa piastra è tale che qualsiasi sovrappressione generata eliminando o flusso intorno al bordo di destinazione ²¹ sarebbe trascurabile. Questo nuovo dispositivo di prova è stato costruito in scala 1/4. A questa scala uno stretto controllo sulle condizioni di sepoltura e gli esplosivi può essere garantita, con la dimensione carica completa scala di 5 kg in scala fino a 78 g, ad una profondità di sepoltura di 25 mm.