3-56 爆轰条件下锥壳结构应力波效应的应变测试

张方举 陈忠富 张光军 刘新民

  炸药爆炸时可能造成壳体结构破坏的因素有:空气冲击波、爆炸飞散物及沿壳体传播的应力波。理论预估分析表明,壳体传播的应力波瞬态力学效应是壳体结构研究应特别注意和加强研究的问题。数值计算和一系列结构试验在爆轰条件下的应变计测量,验证了应力波瞬态力学效应的客观存在,为壳体结构的研究与设计提供了必要的技术支持。

  壳体结构安装在锥壳前端,为保证爆轰试验的成功进行,在壳体结构中配置了多种测控仪器,其中特别是起爆系统的起爆脉冲电压(电压高达几千伏)、脉冲靶压(高达几十万伏)引起的电场以及炸药爆炸时的电离电场的相互作用,在空间中构成复杂的干扰环境,而这些干扰环境作用的时间与应力波在这些结构中的传播时间又相互紧密联系而不可分离,因此在应力波引起结构变形而产生的微弱应变变形信号被淹没在干扰信号中。如不采取有效的技术方法,要获得真正的结构变形数据是非常困难的。

  面对复杂的干扰,在试验中,针对不同的研究阶段,采用以下多种技术方法消除干扰,保证了测试的可行性和可靠性。(1)测点处采用工作片与补偿片重叠;(2)采用双屏蔽及合理接地;(3)放大器电源隔离;(4)利用数字示波器的数学运算功能消除全系统干扰;(5)应变计铝膜屏蔽。测试系统形成的全场屏蔽见图1

  试验结果表明:通过采取全场抗干扰屏蔽技术,解决了试验中强电干扰环境下的弱电信号的测量技术问题,数值分析与试验测试结果基本一致,为锥壳结构与设计提供了数据和技术支持。同时应力波通过测点传播规律验证了应力波效应是存在的。不仅为结构保护与优化设计提供了数据,而且为拓展应力波理论和实验应力分析应用也起了积极作用。

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