Method Article

폭발 정량화는 홉 킨슨 압력 막대를 사용하여

DOI:

10.3791/53412

⸱

July 5th, 2016

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Civil & Structural Engineering, University of Sheffield, 2Blastech Ltd., 3Blast and IED Protection, Physical Sciences Department, Defence Science and Technology Laboratory (Dstl)

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 프로토콜은 Hopkinson 압력 막대를 사용하여 근거리 폭발 이벤트에서 반사된 폭발 하중을 측정하는 방법을 자세히 설명합니다. 반사 경계의 어느 지점에서나 압력-시간 기록을 보간할 수 있으며, 따라서 생성된 하중의 공간적 및 시간적 변화를 완전히 특성화하는 데 사용할 수 있습니다.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

그들은 매우 공격적인 환경을 견딜과 메가 파스칼의 수백까지 압력을 측정 할 수 있어야로 근거리 폭발 하중 측정은 여러 센서 유형에 대한 문제를 제시한다. 이 점에서, 홉 킨슨 압력 바의 단순성은 홉 킨슨 바의 측정 끝이 견딜 수 및 가혹한 조건에 노출되는 동안, 스트레인 게이지가 약간의 거리에 부착 할 수있는 막대에 장착한다는 점에서 큰 장점이있다. 이 보호 틀은 스트레인 게이지를 보호하지만, 측정 수집을 방해하지 않은 이용 될 수있다. 압박 막대의 어레이의 사용은 공지 된 이산 지점에서 압력의 시간 이력을 측정 할 수있다. 이 문서는 또한 관심의 평면에 미 계측 위치에서 압력 - 시간 이력을 유도하는 데 사용되는 보간 루틴을 설명합니다. 현재이 기술은 자유 공기 내의 높은 폭발물의 로딩을 측정하기 위해 사용 된 다양한 토양에 얕게 매장.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

폭발물의 출력을 특성화하는 것은 두 (현재 분쟁 지역에서 폭발 장치를 즉석에서 매립형 방어) 군사 및 민간 (구조 구성 요소를 설계), 많은 혜택이 있습니다. 최근에이 주제에 상당한 관심을 받고있다. 수집 된 지식의 대부분은보다 효과적인 보호 구조의 설계를 가능하게 전하의 출력 정량 대상으로하고있다. 여기에 주요 문제는 만든 측정이 높은 충실도의하지 않은 경우 다음이 폭발 사건의 하중 전달의 메커니즘 불분명 남아 있습니다. 이것은 차례로 검증을위한 이러한 측정에 의존하는 수치 모델을 검증하는 문제로 이어집니다.

근접장 용어는 스케일링 거리, Z, 이하 1 ~ M / Z = R / W 1/3, R은 폭발성의 중심으로부터의 거리이다 1/3 kg 미만, W와 폭발을 설명하는 데 사용되는 전하 대량 발현TNT의 등가 질량있다. 이 정권에서로드는 일반적으로 높은 공간 및 시간적으로 비 균일 부하 매우 높은 크기, 특징입니다. 강력한 기기는 이에 근접장 로딩과 관련된 극도의 압력을 측정 할 필요가있다. 스케일 거리 Z에서 <0.4 m는 / 1/3 kg의 폭발 매개 변수를 직접 측정 존재 또는 거의 1이<....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. 엄밀한 반응 프레임

  1. 테스트 R은 폭발성의 중심으로부터의 거리를 수학 식 1을 이용하여 열린다되는 스케일링 된 거리를 결정하고, W는 질량 TNT의 등가 질량 표현 전하이다.
    Z = R / W 1/3 (1)
  2. 이 배열은 수치 모델링을 통해 생성됩니다 대략적인 최대 충격을 계산합니다 (부록 A 참조) 또는 ConWep 3과 같은 특정 도구를 제공합니다.
    참고 : 매몰 비용에서 발생하는 압력의 추정은 고급 수치 모델링이 필요 필요한 경우 ConWep 3의 사용, 무료 송풍에만 유효합니다.
  3. 대상 접시에 0.5 mm의 면내 변위를 생성하지 않습니다 모델링에서 추정 된로드를 확인합니다.
  4. 모델링 부정확성을 고려하기 위해 (10)의 인자에 의해 계산 된 하중을 증가시키고 향후 TES 유연성을 추가 할팅.
  5. 16 계산 된 최대 하중에 저항 할 수 있도록 강성 반응 프레임 디자인. 엔지니어링 부서에서, 집에서 이러한 계산을 수행; 그렇지 않으면 구조 엔지니어의 서비스를 추구합니다.
    1. 단단한 반응 프레임을 조달 제조 및 구조 엔지니어의 디자인에 프레임을 설치하는....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

실효 적 반응 강성 프레임을 제공 할 필요가있다. 현재는 수백 뉴턴 초 총 부과 된 충격 테스트에서 최소 편향에 저항해야합니다. 사용되는 경질 반응 프레임의 그림은 그림 1에 제시되어있다. 각 프레임에서 50mm 스틸 '수용체'판은 크로스 빔의 바닥에 던져되었습니다. 명시 적으로 요구되지 동안,이로드 셀 / 표적 판 쉽게 고정 가능 콘크리트 빔의면에 추가 보호 기능을 제공한다. 현재 진행 가장 가까운 확장 거리가 0.15 m되었습니다 / 1/3 kg이다.

현재 프레임은 500 Ns를 최대 테스트 및 그림 1a에 도시와 같이 열을 걸친 750mm 깊이 500mm 넓은 빔 500mm 평방 열이되었습니다. 설계에서 중요한 요소가 100mm 두께의 중성 인 타깃 판이고TEEL,이는합니다 .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자 위에 설명 된 프로토콜을 사용하는 것이 홉 킨슨 압력 바의 배열을 사용하여 폭약에서 매우 다양한 로딩의 높은 정확도 측정치를 얻을 수 있음을 보여 주었다. 이산 감압 시간 이력을 보간 루틴을 사용하는 것이 가능 약술 수치 모델링 또는 모델의 출력을위한 검증 데이터로서로드 함수로서 직접 사용할 수있다 연속 충격 앞쪽으로 변형 될 수있다.

매립 된 전하를 사용하는 경우 프로토콜 (5)에 설명 된 토양 용기의 제조에 사용되는 방법론은 목표 농도에 도달하도록 설치되어 충분한 에너지 압축을 보장하기 위해 선택되어야한다. 타겟 밀도는 다음에 도달하지 않은 경우는 승강 높이 컴팩의 효율성을 높이기 위해 감소되어야한다. 이전 연구에서 균일 한 토양 유형은 잘 등급 토양 (15)과 실시 시험보다 더 많은 반복 테스트 데이터를 제공하는 것을 알 수있다 (15)에 설명 된대로 전체 채도의 토양과 테스트는 약간 다른 방법으로 제조된다.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 공개할 것이 없습니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 출판된 연구에 자금을 지원해 준 국방 과학 기술 연구소에 감사를 표합니다.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
로드 셀RDPRSL0960이것은 단지 지시적인 것이며, 정확한 로드 셀은 필요한 로딩을 해결할 수 있어야 합니다.
타겟 플레이트 / HPBsGarratts 주문 제작
스트레인 게이지KyowaKSP-2-120-E4강철 HPBs
CyanoacrylateKyowaCC-33-A제조업체에 확인하십시오. 사용할 mar 재료에 따라
디지털 오실로스코프TiePieHS4 16비트 핸디스코프를 확인하십시오.6 전류 테스트에서 병렬로 사용
Leighton Buzzard 모래Garside 모래 Garside14/25균일한 실리카 모래 
강철 와 함께 사용하기 위해 를 사용하려면

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Esparza, E. Blast measurements and equivalency for spherical charges at small scaled distances. Int. J. Impact Eng. 4 (1), 23-40 (1986).
  2. Kingery, C. N., Bulmash, G. ARBRL-TR-02555. Airblast parameters from TNT spherical air burst and hemispherical surface burst. , U.S Army BRL. Aberdeen Proving Ground, MD, USA. (1984).
  3. Hyde, D. W.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Hopkinson Pressure BarBlast QuantificationPressure Time HistoryStrain GaugeOscilloscopeInterpolation RoutineFree Air ChargeBuried ChargeTarget PlateData Processing

Related Articles