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Engineering

ब्लास्ट मात्रा Hopkinson दबाव सलाखों का उपयोग

Published: July 5, 2016 doi: 10.3791/53412
Automatic Translation
1, 1,2, 1, 1,2, 1,2, 2, 1, 3, 3
1Department of Civil & Structural Engineering, University of Sheffield, 2Blastech Ltd., 3Blast and IED Protection, Physical Sciences Department, Defence Science and Technology Laboratory (Dstl)

Abstract

पास मैदान विस्फोट लोड माप कई प्रकार के सेंसर करने के लिए एक मुद्दा प्रस्तुत करता है के रूप में वे बहुत आक्रामक वातावरण सहना और ऊपर मेगापास्कल के कई सैकड़ों करने के दबाव को मापने के लिए सक्षम होना चाहिए। इस संबंध में Hopkinson दबाव बार की सादगी में है कि जब Hopkinson बार की माप अंत सहन कर सकते हैं और कठोर परिस्थितियों से अवगत कराया, तनाव गेज बार कुछ दूरी पर चिपका किया जा सकता करने के लिए मुहिम शुरू की एक प्रमुख लाभ दिया है। इस सुरक्षात्मक housings उपयोग किया जा करने के लिए जो तनाव गेज की रक्षा लेकिन माप अधिग्रहण के साथ हस्तक्षेप नहीं करते अनुमति देता है। दबाव सलाखों की एक सरणी का उपयोग असतत ज्ञात बिंदुओं पर दबाव समय के इतिहास को मापा जा करने की अनुमति देता है। इस आलेख में भी प्रक्षेप हित के विमान पर संयुक्त राष्ट्र के instrumented स्थानों पर दबाव समय के इतिहास को प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया दिनचर्या का वर्णन है। वर्तमान में तकनीक मुक्त हवा में उच्च विस्फोटकों से लोडिंग को मापने के लिए इस्तेमाल किया और विभिन्न मिट्टी में दफन कर दिया गया है उथलेपन।

Introduction

विस्फोटक के आरोप के उत्पादन निस्र्पक कई फायदे हैं, दोनों सैन्य (खिलाफ दफन वर्तमान संघर्ष क्षेत्र में विस्फोटक उपकरणों तात्कालिक बचाव) और नागरिक (संरचनात्मक घटकों को डिजाइन)। हाल के दिनों में इस विषय पर काफी ध्यान दिया गया है। ज्ञान इकट्ठा की ज्यादातर आरोपों से उत्पादन की मात्रा का ठहराव के उद्देश्य से किया गया है और अधिक प्रभावी रक्षात्मक संरचनाओं के डिजाइन सक्षम करने के लिए। यहाँ मुख्य मुद्दा यह है कि अगर किए गए माप उच्च निष्ठा के नहीं हैं तो इन विस्फोटक घटनाओं में लोड हस्तांतरण के तंत्र अस्पष्ट रहते है। यह बदले में संख्यात्मक मॉडल जो सत्यापन के लिए इन मापों पर भरोसा मान्य समस्याओं की ओर जाता है।

पास मैदान अवधि बढ़ाया दूरी, जेड, कम से कम ~ 1 एम / किलो 1/3, जहां जेड = आर / डब्ल्यू 1/3, आर विस्फोटक के केन्द्र से दूरी है, और डब्ल्यू के साथ विस्फोटों वर्णन किया जाता है प्रभारी बड़े पैमाने पर व्यक्त की हैटीएनटी के एक बराबर जन के रूप में। इस शासन में लोड हो रहा है आम तौर पर अत्यंत उच्च परिमाण, अत्यधिक स्थानिक और अस्थायी गैर वर्दी भार की विशेषता है। मजबूत इंस्ट्रूमेंटेशन इसलिए चरम पास मैदान लोडिंग के साथ जुड़े दबावों को मापने के लिए आवश्यक है। बढ़ाया दूरी Z पर <0.4 मीटर / 1/3 किलो, विस्फोट मापदंडों के प्रत्यक्ष माप सकते हैं या तो न के बराबर या बहुत कम 1 और इस श्रृंखला के लिए अर्द्ध अनुभवजन्य भविष्य कहनेवाला डेटा पैरामीट्रिक पढ़ाई पर लगभग पूरी तरह से आधारित है। इस Kingery और Bulmash 2 है, जो लेखक का इरादा दायरे के बाहर है के द्वारा दिए गए अर्द्ध अनुभवजन्य भविष्यवाणियों का उपयोग शामिल है। जबकि इन भविष्यवाणियों 3,4 पर आधारित उपकरणों के लोडिंग के उत्कृष्ट पहले के आदेश के अनुमानों के लिए अनुमति देते हैं वे पूरी तरह से पास मैदान घटनाओं, जो वर्तमान अनुसंधान का ध्यान केंद्रित कर रहे हैं के यांत्रिकी पर कब्जा नहीं है।

पास मैदान विस्फोट माप हाल के दिनों में राशि outp बढ़ाता पर ध्यान केंद्रितदफन आरोपों से संघ राज्य क्षेत्र। के तरीके में कार्यरत एक संरचनात्मक लक्ष्य 5-7 करने का कारण वैश्विक आवेग माप 8-13 को निर्देशित करने के विरूपण का आकलन करने से बदलती हैं। इन विधियों सुरक्षात्मक प्रणाली के डिजाइन के सत्यापन के लिए बहुमूल्य जानकारी प्रदान करते हैं लेकिन पूरी तरह से लोड हस्तांतरण के यांत्रिकी की जांच करने में सक्षम नहीं हैं। परीक्षण प्रयोगशाला दोनों तराजू (1/10 पूर्ण पैमाने पर) पर किया जा सकता है, या पूर्ण पैमाने पर (> 1/4) के लिए पास में, इस तरह के दफन गहराई को नियंत्रित करने या सदमे सामने का कोई निहित आकार सुनिश्चित करने के रूप में व्यावहारिक कारणों से उत्पन्न होता है साथ नंगे आरोपों 14 के बजाय डेटोनेटर का उपयोग करें। दफन के आरोपों के साथ मिट्टी की स्थिति अत्यधिक परीक्षण 15 के repeatability गारंटी करने के लिए नियंत्रित किया जा करने की जरूरत है।

का स्वतंत्र प्रभार मुक्त हवा में रखा गया है या दफन है या नहीं, जिसके परिणामस्वरूप विस्फोट को मापने में सबसे मौलिक मुद्दा इंस्ट्रूमेंटेशन deplo द्वारा किए गए माप की वैधता सुनिश्चित हैYed। डिज़ाइन किया गया परीक्षण उपकरण 16 में एक निश्चित 'कठोर' लक्ष्य प्लेट एक ही समय सुनिश्चित करना है कि सलाखों के सिरों केवल पूरी तरह से परिलक्षित दबावों रिकॉर्ड कर सकते हैं पर whilst Hopkinson दबाव सलाखों 17 (HPBs) को बचाने के लिए प्रयोग किया जाता है। लेखकों पहले से परिलक्षित दबाव के उस माप से पता चला है एक कठोर लक्ष्य से अधिक सटीक और घटना से repeatable, या 'मुक्त क्षेत्र' माप 18-20 है। इस थाली की ज्यामिति कि इस तरह के किसी भी दबाव समाशोधन या लक्ष्य बढ़त 21 के आसपास प्रवाह द्वारा उत्पन्न राहत नगण्य होगा है। इस नए परीक्षण उपकरण 1/4 पैमाने पर निर्माण किया गया है। अंत्येष्टि की स्थिति और विस्फोटकों पर इस पैमाने तंग नियंत्रण पर 5 से 78 ग्राम के नीचे पहुंचा किलो की पूर्ण पैमाने पर प्रभारी आकार के साथ, यह सुनिश्चित किया जा सकता है, 25 मिमी की एक दफन गहराई पर।

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Protocol

1. कठोर रिएक्शन फ़्रेम

  1. बढ़ाया जो दूरी पर परीक्षण 1 समीकरण, जहां आर विस्फोटक के केन्द्र से दूरी है का उपयोग कर जगह ले जाएगा का निर्धारण करते हैं, और डब्ल्यू प्रभारी बड़े पैमाने पर टीएनटी के एक बराबर जन के रूप में व्यक्त किया है।
    जेड = आर / डब्ल्यू 1/3 (1)
  2. अनुमानित अधिकतम आवेग इस व्यवस्था संख्यात्मक मॉडलिंग के माध्यम से उत्पन्न होगा की गणना (देखें परिशिष्ट A) या ऐसे ConWep 3 के रूप में विशिष्ट उपकरण।
    नोट: ConWep 3 के उपयोग के लिए स्वतंत्र हवा विस्फोट के लिए ही मान्य है, अगर दफन आरोपों से उत्पन्न दबावों के एक अनुमान के लिए आवश्यक है और अधिक उन्नत संख्यात्मक मॉडलिंग की आवश्यकता है।
  3. मॉडलिंग से अनुमान लगाया लोड हो रहा है की जाँच करें लक्ष्य थाली में अधिक से अधिक 0.5 मिमी में विमान विस्थापन उत्पन्न नहीं होगा।
  4. मॉडलिंग में अशुद्धियों के लिए खाते में लोड हो रहा है 10 का एक पहलू द्वारा गणना बढ़ाने के लिए और भविष्य टीईएस के लिए लचीलापन जोड़ने के लिएटिंग।
  5. डिजाइन एक कठोर प्रतिक्रिया फ्रेम गणना 16 अधिकतम लोड हो रहा है विरोध करने में सक्षम होने के लिए। एक इंजीनियरिंग विभाग में, घर में इन गणनाओं प्रदर्शन; अन्यथा एक संरचनात्मक इंजीनियर की सेवाएं लेने।
    1. कठोर प्रतिक्रिया फ्रेम खरीद, निर्माण और संरचनात्मक इंजीनियर की डिजाइन करने के लिए फ्रेम स्थापित करने के लिए एक विशेषज्ञ ठेकेदार अनुबंध।
  6. लक्ष्य थाली खरीद, एक विशेषज्ञ इस्पात Fabricator अनुबंध।
    ध्यान दें कि प्लेट लोड कोशिकाओं पर रखा जा करने के लिए (यदि) का इस्तेमाल किया जाएगा और जरूरत HPBs (धारा 3 में डिजाइन) के लिए छेद बढ़ते से पहले थाली के माध्यम से drilled किया जा करने के लिए की आवश्यकता होगी।

आकृति 1
चित्रा 1. परीक्षण फ्रेम के योजनाबद्ध। (ए) समग्र व्यवस्था, (बी) के लक्ष्य थाली की योजना है, (सी) बंद हुआ लक्ष्य थाली के देखें। टीवह Hopkinson दबाव सलाखों बार विधानसभा रिसीवर से लटका दिया जाता है ताकि वे लक्ष्य थाली के चेहरे के साथ फ्लश बैठते हैं। यह पूरी तरह से परिलक्षित दबाव लक्ष्य थाली पर अभिनय दर्ज होने की अनुमति देता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

2. लोड सेल डिजाइन

  1. खरीद या लोड कोशिकाओं के निर्माण (अगर) का इस्तेमाल किया। ये या तो मुस्तैद यूनिवर्सल (संपीड़न / तनाव) तनाव गेज कनस्तर मॉडल या निर्मित घर में मोटी दीवार हल्के स्टील ट्यूबिंग एक Wheatstone पुल निर्माण में चिपका तनाव गेज के साथ प्लेट बढ़ते वेल्डेड के वर्गों का उपयोग कर चित्र में दिखाया गया के रूप में हो सकता है 2।
  2. लोड कोशिकाओं में घर में निर्मित किया गया है, उन्हें जांच के लिए एक बाहरी ठेकेदार को भेजें।

चित्र 2
चित्रा 2. घर में गढ़े लोड कोशिकाओं। (ए) साइड ऊंचाई, (बी) के अंत ऊंचाई का आरेख। गहरे भूरे रंग के सिलेंडर एक मोटी दीवार स्टील ट्यूब जो लोडिंग के तहत तनाव है। इस तनाव के लिए एक एकल तनाव गेज के रूप में कोई रोटेशन लोडिंग के दौरान अनुभव है का उपयोग कर दर्ज की गई है। लोड सेल तनाव तनाव लागू करने के लिए वापस संबंधित हो सकता है की जांच से। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

3. Hopkinson दबाव बार डिजाइन

  1. रिकॉर्डिंग की अवधि का निर्धारण, समीकरण 9 विस्फोट से पूरा लोड हो रहा है पर कब्जा करने की आवश्यकता है। आवश्यक न्यूनतम अवधि समय, शून्य पर लौटने के लिए प्रारंभिक दबाव कील के बाद दबाव के लिए संख्यात्मक मॉडल (धारा 1.2) में ले लिया है। इधर, 1.2 मिसे का उपयोग करें।
  2. फैसलेडी HPBs लिए पसंद की सामग्री पर। यह लोचदार लहर की गति को प्रभावित करता है, समीकरण 10 बार है जिसके द्वारा दिया जाता है में समीकरण 11 कहा पे समीकरण 12 है यंग मापांक और समीकरण 13 घनत्व है। एक उच्च दबाव के झटके को मापने के लिए, इस तरह के स्टील के रूप में कठोर सामग्री का उपयोग करें; जहां के रूप में यदि एक कमजोर सदमे की उम्मीद है, इस तरह के एक मैग्नीशियम मिश्र धातु या यहां तक ​​कि नायलॉन के रूप में कम कठोर सामग्री का उपयोग करें।
  3. HPB पर स्थिति यह है कि तनाव गेज तैनात किया जाएगा, फैलाव को कम करने के HPB की भरी हुई सामना करने के लिए संभव के रूप में बंद किया जा रहा है चुनें। लक्ष्य थाली के मौजूदा सेट अप मोटाई और गतिशीलता जगह में सलाखों फिट करने के लिए आवश्यक में गेज का मतलब है कि केवल लोड चेहरे से 250 मिमी स्थापित किया जा सकता है।
  4. हिमाचल प्रदेश की गणनाबी लंबाई का उपयोग आवश्यक समीकरण 14 , कहा पे समीकरण 15 है तनाव गेज करने के लिए HPB का लोड चेहरे से दूरी और समीकरण 16 (3.25 मीटर)।
  5. निर्धारित बनाने के लिए आवश्यक HPB त्रिज्या पर्याप्त बैंडविड्थ का उपयोग कर घटना पर कब्जा करने के लिए: समीकरण 17 किलोहर्ट्ज़, जहां समीकरण 18 मिमी 22,23 (5 मिमी) में HPB त्रिज्या है।
  6. स्थानिक संकल्प थाली भर में दबाव के वितरण पर कब्जा करने की आवश्यकता पर फैसला। यह आम तौर पर संभव के रूप में बंद है, जबकि लक्ष्य थाली के संरचनात्मक अखंडता को बनाए रखने के लिए है। वर्तमान काम में, 25 मिमी का उपयोग करें।
  7. लक्ष्य थाली HPBs माउंट करने में छेद ड्रिल (इस निर्माण की प्रक्रिया का हिस्सा हो सकते हैं)। एक करीबी फिट witho आवश्यक हैHPBs थाली के साथ संपर्क में किया जा रहा है ut। इधर, 17 छेद एक क्रॉस आकार (चित्रा 1 बी) में drilled होने के साथ 0.5 मिमी सहिष्णुता का उपयोग करें।
  8. HPBs (17) की खरीद, बार विधानसभा रिसीवर (चित्रा 3 ए) में निलंबन के लिए अनुमति देने के लिए पिरोया बाहर समाप्त होता है करने के लिए सुनिश्चित कर रही है।

4. प्रायोगिक सेटअप और डाटा अधिग्रहण

नोट: प्रतिक्रिया फ्रेम, लक्ष्य थाली, लोड कोशिकाओं और HPBs बनाया गया है और गढ़े के साथ, के रूप में चित्र 1 में दिखाया गया है, और प्रोटोकॉल धारा 1 में बनाया विधानसभा शुरू कर सकते हैं।

  1. HPBs (चित्रा 3 बी) और लोड कोशिकाओं, cyanoacrylate का उपयोग कर सभी केबल बिछाने के माध्यम से पृथ्वी की निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए सावधान किया जा रहा करने के लिए अर्धचालक तनाव गेज संलग्न। HPBs के लिए इस्तेमाल किया Wheatstone पुल का एक उदाहरण चित्रा -3 सी में दिखाया गया है।
    1. सारी पृथ्वी तारों को सत्यापित करें पृथ्वी की निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए जुड़े होते हैं। खैर धंसा परीक्षा तंत्र में सुधार होगासंकेत गुणवत्ता विशेषकर।
  2. सुनिश्चित करें तारों पर्याप्त लंबी है यकीन है कि आस्टसीलस्कप एक विस्फोट मुक्त क्षेत्र (परिरक्षित तारों जो पर्याप्त संकेत बैंडविड्थ है इस्तेमाल किया जाना चाहिए) में locatable है बनाना।
  3. कठोर प्रतिक्रिया फ्रेम करने के लिए लक्ष्य प्लेट फिट, वैकल्पिक लोड कोशिकाओं यदि वर्तमान (चित्रा 1 सी) के प्रयोग से।
  4. बार विधानसभा रिसीवर, लक्ष्य थाली में छेद के माध्यम से सही लोड अंत गुजर से लटका HBPs। एक नट HPB की पिरोया बाहर का अंत पर दबाव डाला स्वतंत्र रूप से HPBs रुको।
  5. सुनिश्चित करें सलाखों के एक आत्मा के स्तर (रिसीवर के हिसाब से समायोजित) का उपयोग कर खड़ी कर रहे हैं।
  6. चेक HPBs के चेहरे लक्ष्य थाली के साथ स्तर के हैं, उसके अनुसार अखरोट का समायोजन।
  7. परीक्षण के दौरान आस्टसीलस्कप की सीमाओं के भीतर वोल्टेज रखने के लिए कंडीशनिंग सर्किट (चित्रा -3 सी) में चर अवरोध पर ट्रिम सेट करें। परीक्षण के माध्यम से इस करते हैं और प्रत्येक चैनल के लिए संतुलन से बाहर सेट करने के लिए लक्ष्य त्रुटिके रूप में शून्य करने के लिए एम्पलीफायर बक्से पर डिजिटल readout पर देखा।
  8. एक उपयुक्त डिजिटल आस्टसीलस्कप को परिलक्षित गेज उत्पादन में कनेक्ट। 3.3 मिसे के एक पूर्व ट्रिगर अवधि के साथ एक नमूना आवृत्ति (1.56 मेगाहर्ट्ज), रिकॉर्डिंग अवधि (28.7 मिसे) है करने के लिए विन्यस्त करें।
    1. जब ब्रेक तार चैनल में वोल्टेज (जो खुद आस्टसीलस्कप में तार किया जाता है) एक 'बाहर' खिड़की से अधिक गति प्रदान करने के लिए रिकॉर्डिंग सेट करें। जुड़ा प्रत्येक गेज (कुल 22, 17 HPBs, 4 लोड कोशिकाओं और तोड़ने के तार) और समय के लिए रिकार्ड वोल्टेज।

चित्र तीन
चित्रा 3. (क) आरेख एक HPB लक्ष्य थाली, (बी) गेज स्थान पर HPB के माध्यम से खंड, (सी) उदाहरण Wheatstone पुल सर्किट में फिट की। दो तनाव गेज कि इतने Wheatstone पुल में उपयोग किया जाता है और Hopkinson बार के झुकने गबाहर ancelled। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

5. विस्फोटक तैयारी

  1. विस्फोटक चार्ज बड़े पैमाने पर फैसला करने और खड़े बंद परीक्षण में इस्तेमाल किया जा करने के लिए (75 मिमी पर 100 ग्राम PE4)।
  2. तय है कि प्रभार मुक्त हवा में या किसी अन्य माध्यम (मिट्टी, पानी आदि) के भीतर विस्फोट हो रहे हैं। मुक्त हवा के लिए परीक्षण एक गोलाकार प्रभारी आकार सामान्य रूप से उपयोग किया जाता है, जबकि दफन आरोपों के साथ मानक एक 3: 1 बैठना सिलेंडर 24,25।
  3. मुफ्त हवाई परीक्षण के लिए:
    1. सही खड़े बंद (75 मिमी) पर लक्ष्य थाली नीचे प्रभारी को निलंबित करें। एक पतली लकड़ी की पट्टी के साथ या पॉलिथीन के एक पत्रक पर आरोप रखकर इस लक्ष्य को हासिल।
    2. माप सरणी के साथ सह-अक्षीय रूप से प्रभारी जगह वैध रीडिंग सुनिश्चित करने के लिए।
    3. मुफ्त हवाई परीक्षण एक विद्युत डेटोनेटर, डेटोनेटर के साथ प्रयोग के आधे रास्ते में रखा जा रहा हैआधार से शुल्क नहीं है। फायरिंग और जब सीमा पहले ही सुरक्षित कर दिया गया है इससे पहले कि अंतिम समय में यह मत करो।
  4. दफन परीक्षण के लिए:
    1. माध्यम के लिए एक उपयुक्त कंटेनर बनाना। मिट्टी के लिए, वर्तमान परीक्षण 1/4 पैमाने कंटेनर 23 उपयोग करता है।
    2. मिट्टी के प्रकार उपयोग किया जा करने के लिए और भू-तकनीकी शर्तों पर फैसला: नमी सामग्री और मिट्टी की सूखी घनत्व, अधिक जानकारी के लिए 15 को देखने के रेफरी।।
    3. परीक्षण में उपयोग करने के दफन गहराई पर फैसला। यह एक पूर्ण पैमाने पर परीक्षण में 100 मिमी, के रूप में वर्तमान परीक्षण ¼ पैमाने पर किया जाता है इस का मतलब है एक 25 मिमी दफन गहराई आमतौर पर है।
    4. मिट्टी के मिश्रण को अच्छी तरह से एक उपयुक्त आकार के निर्माण मिक्सर का उपयोग कर लक्ष्य नमी सामग्री प्राप्त करने के लिए। रेत के लिए मिश्रण समय की आवश्यकता 10 मिनट है।
      1. एक छोटी राशि को हटाने के द्वारा मिश्रण की नमी सामग्री की जाँच करें और कुल द्रव्यमान की गणना करने के लिए इसे तौलना, समीकरण 19 । सूखाहटा मिट्टी और पानी के द्रव्यमान की गणना करने के लिए फिर से तौलना, समीकरण 20 । भू नमी सामग्री gravimetric नमी की मात्रा के संदर्भ में निर्दिष्ट कर रहे हैं, समीकरण 21 ।
      2. अगर नमी की मात्रा सहिष्णुता के भीतर जारी है, अन्यथा मिट्टी रीमिक्स। ± 0.05-0.1% की सहिष्णुता वर्तमान काम में हासिल किया गया है।
    5. खाली मिट्टी कंटेनर वजन और (कदम 5.4.7) मिट्टी के घनत्व की गणना एक बार पूर्ण सक्षम करने के लिए मात्रा की गणना।
    6. परतों में मिट्टी, काफी पतली लक्ष्य घनत्व की गारंटी करने के लिए कॉम्पैक्ट, यह सुनिश्चित करना है कि मिट्टी कंटेनर में प्रवेश करने के लिए बड़े पैमाने पर जाना जाता है। Leighton Buzzard रेत 15 के लिए यह दो परतों में किया जाता है।
    7. एक बार जब कंटेनर भरा है, जाँच करें कि मिट्टी के घनत्व के भीतर (± 0.2%) सहिष्णुता में है। Leighton Buzzard रेत के साथ सभी परीक्षणों में लक्ष्य सूखी घनत्व 1.6 थामिलीग्राम / एम 3। सूखी घनत्व की गणना का उपयोग करते हुए समीकरण 22 , जहां ρ डी सूखी घनत्व है, एम मिट्टी के कुल द्रव्यमान कंटेनर को जोड़ा गया है, वी मिट्टी कंटेनर की मात्रा है और w नमी की मात्रा है।
    8. एक छोटा सा छेद खुदाई ≈50 मिमी प्रभारी सही दफन गहराई (25 मिमी) पर ऊपर की सतह के साथ रखा जा करने की अनुमति है।
    9. एक गैर-विद्युत डेटोनेटर प्रभारी के आधार में रखें, और कंटेनर की ओर करने के लिए एक उपयुक्त चैनल की खुदाई सुनिश्चित करने के लिए कंटेनर के ऊपर की सतह निर्बाध है एक बार मिट्टी की जगह है।
    10. प्रभारी और डेटोनेटर खुदाई छेद में रखें, दफन गहराई जाँच सही है। वापस खुदाई की सामग्री के साथ छेद को भरने के।

6. फायरिंग अनुक्रम

नोट: वहाँ नेट के कारण प्रोटोकॉल खंड 5 के साथ ओवरलैप की एक छोटी राशि हैपरीक्षण के Ure। फायरिंग के अनुक्रम जोखिम को कम करने का लक्ष्य रखना चाहिए और केवल उपयुक्त प्रशिक्षित कर्मचारियों द्वारा आयोजित किया जाना चाहिए।

  1. मुफ्त हवाई परीक्षण के लिए:
    1. सही खड़े बंद (75 मिमी) पर लक्ष्य थाली नीचे शुल्क समर्थन की व्यवस्था।
    2. सीमा को बंद करें। संतरियों की तैनाती सुनिश्चित करने के लिए रेंज फायरिंग के दौरान स्पष्ट है।
    3. इंस्ट्रूमेंटेशन के लिए समर्थन सह-अक्षीय पर आरोप रखें। डेटोनेटर को तोड़ने के तार संलग्न है, और आरोप में डेटोनेटर जगह है।
  2. दफन परीक्षण के लिए:
    1. मिट्टी कंटेनर इतनी जगह है कि प्रभारी HPB सरणी के लिए सह-अक्षीय रखा गया है।
    2. सीमा को बंद करें। संतरियों की तैनाती सुनिश्चित करने के लिए रेंज फायरिंग के दौरान स्पष्ट है।
    3. ब्रेक के तार कनेक्ट, यह सुनिश्चित करना यह आरोप की परिधि (इस दफनाया के आरोप में विस्फोट के एक अधिक repeatable समय देता है) के चारों ओर लिपटा है।
  3. फायरिंग बात करने के लिए ले जाएँ और इंस्ट्रूमेंटेशन चल रहा है की पुष्टि करें।
  4. ब्रेक के तार करने के लिए बिजली की आपूर्ति। संतरियों के साथ की जाँचयह फायरिंग के साथ आगे बढ़ने के लिए सुरक्षित है।
  5. विस्फोटकों आरंभ करें। परीक्षण क्षेत्र सुरक्षित बनाने।
  6. डाउनलोड करें और डेटा का बैकअप।
  7. पुनः खोलें परीक्षण रेंज।

7. एक -1 डी HPB सरणी के लिए न्यूमेरिकल प्रक्षेप

  1. मैटलैब में कच्चे डेटा फ़ाइलों से डेटा आयात करें।
  2. रेडियल दिशा में सभी डेटा समय पाली ताकि प्रत्येक बार के लिए शिखर दबाव 2 समीकरण (चित्रा 4 बी) का उपयोग करते हुए केंद्रीय बार के शिखर दबाव के रूप में एक ही समय में आता है।
    समीकरण 23 (2)
  3. चित्रा 4 बी से किसी भी रेडियल दूरी पर दबाव बैठाना।
  4. आगमन बार साजिश ( समीकरण 24 ) शिखर दबावों पंक्ति में है और डेटा (चित्रा 4C) के माध्यम से एक घन समीकरण फिट करने के लिए इस्तेमाल किया।
  5. आगमन बार फिट करने के लिए समय पाली interpolated डेटा, पीढ़ीटिंग एक सतत सदमे सामने (चित्रा 4D)।
  6. परीक्षण के आंकड़ों के प्रत्येक व्यक्ति सेट के लिए दोहराएँ।

चित्रा 4
चित्रा 4. -1 डी HPB सरणी के लिए प्रक्षेप अनुक्रम। (ए) मूल डेटा, (बी) समय-स्थानांतरित डेटा, (सी) के सामने आने का समय झटका, और (डी) अंतिम interpolated दबाव समय डाटा 16। दबाव समय के इतिहास के असतत प्रकृति स्पष्ट रूप से वहाँ पाँच गेज स्थानों में से प्रत्येक में चोटी के दबावों के बीच कोई निरंतरता होने के साथ (ए) में देखा जा सकता है। जब (ख) किसी भी रेडियल दूरी पर दबाव के प्रक्षेप (समान आगमन के समय यह सोचते हैं) के रूप में शिखर दबाव से गठबंधन संभव है। समय पाली चोटी के दबाव सदमे सामने के आने के समय के लिए पंक्ति में आवश्यक रिकॉर्डिंग करके श के रूप में गणना की जा सकती है(सी) खुद। यह तो अनुमति देता आगमन समय और दबाव समय के इतिहास के दबाव के प्रक्षेप किसी भी रेडियल दूरी के लिए गणना की जानी है (बी) और (सी) के अंतिम interpolated दबाव में (डी) के रूप में देखा। देने के समय कृपया एक बड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें यह आंकड़ा का संस्करण।

8. एक 2 डी HPB सरणी के लिए न्यूमेरिकल प्रक्षेप

नोट: Matlab में प्रक्षेप चलाने के लिए इस्तेमाल कोड एक उदाहरण परिणाम फ़ाइल जो इस खंड में करने के लिए भेजा जाएगा के साथ प्रदान किया गया है।

  1. मैटलैब में कच्चे डेटा फ़ाइलों से डेटा आयात करें। उदाहरण के परीक्षण के आंकड़ों, test_data.mat फ़ाइल पर डबल क्लिक करें, और उसके बाद के लिए 'समाप्त' पर क्लिक करें आयात विज़ार्ड में।
  2. interpolation2d.m मैटलैब स्क्रिप्ट खोलें।
  3. एक नियमित रूप से ग्रिड को परिभाषित करें जो प्रक्षेप होगा खत्मजाल बदलकर चला रहे हैं। सुनिश्चित करें कि यह भविष्य के किसी भी संख्यात्मक मॉडलिंग 26,27 में जाल के रूप में एक ही संकल्प है। यह '% जाल विवरण' कोड की धारा में सेट है।
  4. interpolation2d.m मैटलैब स्क्रिप्ट चलाएँ। नोट: निम्न कदम कोड में लागू कर रहे हैं और यहाँ स्पष्टता के लिए सूचीबद्ध हैं।
    1. सभी HPB दबाव निशान समय पाली द्वारा समीकरण 24 (2 समीकरण)। मूल डेटा के लिए दिखाया गया है समीकरण 25 चित्रा 5 ब में मिमी, एक ही डेटा समय-स्थानांतरित चित्रा 5C के साथ।
      नोट: समय पाली प्रक्षेप दिनचर्या सफलतापूर्वक किसी भी समय में सामने सदमे पता लगाने के लिए अनुमति देने के लिए आवश्यक है। यह अनिवार्य रूप से प्रत्येक रेडियल सरणी के लिए डेटा संरेखित तो सभी अधिकतम दबाव के लिए पंक्ति में शामिल है।
    2. त्रिज्या की गणना, समीकरण 26 और आंग le, समीकरण 27 ग्रिड पर ब्याज की एक भी बिंदु के रूप में चित्रा 5 ए में दिखाया गया है।
    3. दो HPB सरणियों वर्तमान त्रिज्या के लिए ब्याज की बात करने के लिए निकटतम करने के लिए 1 डी प्रक्षेप लागू करें समीकरण 26 (के लिये समीकरण 28 प्रक्षेप का प्रयोग करेंगे समीकरण 29 तथा समीकरण 30 सरणियों)।
    4. के आधार पर 2 दबावों के बीच रैखिक बैठाना समीकरण 31 (फिर एक समीकरण 28 भार का 50% होगा समीकरण 29 और का 50% 12eq30.jpg "/> सरणी गणना दबावों)।
    5. ग्रिड रिक्ति (क्षेत्र) द्वारा इंटरपोलेटेड दबाव लोड देने के लिए गुणा करके तात्कालिक भार की गणना।
    6. तात्कालिक आवेग प्राप्त करने के लिए नमूना लेने के समय कदम से लोड गुणा करें।
    7. सभी स्थानों और बार (कुल आवेग देने के लिए तात्कालिक आवेग संक्षेप) के लिए दोहराएँ।
    8. सदमे आगमन समय (चित्रा 5 डी) के घन प्रक्षेप के आधार पर प्रत्येक स्थान के लिए दबाव समय इतिहास समय पाली।

चित्रा 5
2 डी HPB सरणी के लिए चित्रा 5. प्रक्षेप अनुक्रम। (ए) साइन इस्तेमाल किया सम्मेलनों, (बी) के मूल डेटा समीकरण 35 मिमी, (सी) समय-स्थानांतरित डेटा412 / 53412eq36.jpg "/> मिमी, और (डी) प्रत्येक रेडियल दिशा के लिए 16 आगमन बार। किसी भी बिंदु पर दबाव समय इतिहास दोनों रेडियल दूरी पर निर्भर है और जो सलाखों के एक 2 डी सरणी के लिए वृत्त का चतुर्थ भाग हित के मुद्दे स्थित है । अगर विस्फोट पूरी तरह से सममित थे तो (बी) में दबावों खड़ी रेखा के रूप में (सी) में दिखाया गया के रूप में होगा। (बी) में यह देखा जा सकता है कि सदमे सामने है पर 50 मिमी स्थान तक पहुँच जाता है समीकरण 30 अक्ष पहले।
यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Representative Results

एक प्रभावी रूप से कठोर प्रतिक्रिया फ्रेम प्रदान की जानी चाहिए। वर्तमान में कई सौ न्यूटन-सेकंड की कुल के लिए दी आवेग के परीक्षण में कम से कम नीचे को झुकाव के साथ विरोध किया जाना चाहिए। प्रयुक्त ठोस प्रतिक्रिया फ्रेम का एक उदाहरण चित्रा 1 में दी गई है। प्रत्येक फ्रेम में 50 मिमी स्टील 'स्वीकर्ता' थाली पार मुस्कराते हुए के आधार में डाली गई है। नदीम को स्पष्ट रूप से आवश्यक नहीं, तो इस लोड कोशिकाओं / लक्ष्य थाली की आसान फिक्सिंग के लिए अनुमति देता है और ठोस बीम का सामना करने के लिए संरक्षण प्रदान करता है जोड़ा। निकटतम दूरी पर पहुंचा वर्तमान में आयोजित 0.15 मीटर कर दिया गया है / किलो 1/3।

वर्तमान फ्रेम 500 एनएस अप करने के लिए परीक्षण किया गया है, और एक 750 मिमी गहरी, 500 मिमी चौड़े किरण के रूप में चित्रा 1 ए में दिखाया गया में दिखाया कॉलम फैले के साथ 500 मिमी वर्ग कॉलम है। डिजाइन में महत्वपूर्ण तत्व लक्ष्य थाली जो 100 मिमी मोटी हल्के s हैteel, इस 0.3 मिमी ख़राब करने के लिए जब 75 मिमी खड़े बंद पर एक 100 ग्राम गोलाकार मुक्त हवा विस्फोट विरोध (रास-DYNA 28 दिनचर्या load_blast 4 का उपयोग) का अनुमान था। फ्रेम के निर्माण के एक विशेषज्ञ ठोस ठेकेदार जो साइट उपकरण और formwork प्रदान की द्वारा किया गया था। कारकों डिजाइन चरण में लागू बहुत ज्यादा परीक्षण की प्रकृति पर और चाहे किसी भी आगे सुरक्षा कारणों संरचनात्मक इंजीनियर द्वारा लागू किया जाएगा निर्भर करते हैं। 10 के एक सुरक्षा कारक वर्तमान काम में इस्तेमाल किया गया था।

इस्तेमाल उपकरणों के संकेत मुख्य प्रोटोकॉल वर्गों जहां उचित में दिया गया है। प्रतिनिधि परिणाम एक 2 डी सरणी में विन्यस्त के रूप में चित्रा 1 बी में दिखाया गया 17 HPBs के साथ एक टेस्ट मैच का आयोजन किया गया था प्रदान करने के लिए। वर्तमान काम में सलाखों उपयोग किया 0.25 मीटर लोड चेहरे से जुड़ी होने के रूप में चित्रा 3 ए में दिखाया गया है लंबे समय तक 5 मिमी की त्रिज्या के साथ 3.25 मीटर, तनाव गेज के साथ हैं। लक्ष्य में HPBs की रिक्ति के रूप में चित्रा 1 बी में दिखाया 25 मिमी होने के लिए चुना गया था।

1 बैठना सिलेंडर संतृप्त Leighton Buzzard रेत 15 में 28 मिमी में दफनाया: आयोजित परीक्षा एक 78 जी PE4 3 इस्तेमाल किया। रेत 1.99 मिलीग्राम / एम 3 और नमी 24.77% की सामग्री के एक थोक घनत्व था। गतिरोध समाप्त मिट्टी की सतह और लक्ष्य थाली के बीच 140 मिमी था।

एक बार परीक्षण किया गया था व्यक्तिगत दबाव के समय के इतिहास को एक सरल 5 बिंदु औसत समरेखण एल्गोरिथ्म चलती डेटा से किसी भी उच्च आवृत्ति शोर को दूर करने के माध्यम से चलाए जा रहे थे। जब डेटा एकत्र यह उल्लेख किया गया था कि 75 और 100 में मिमी सलाखों समीकरण 32 सरणी ठीक से डेटा दर्ज नहीं की थी। इस HPB गलत रीडिंग देने से तनाव गेज de-संबंध की गोंद के कारण होने की संभावना थी। के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिएइस आर 75 और 100 मिमी से डेटा समीकरण 30 सलाखों के बजाय इस्तेमाल किया गया। 4 रेडियल सरणियों में से प्रत्येक से डेटा केंद्रीय (0 मिमी) HPB सभी भूखंडों के लिए आम होने के साथ, चित्रा 6 में प्लॉट किए जाते हैं। संतृप्त मिट्टी में एक बहुत ही स्पष्ट सदमे सामने दबाव रेडियल दूरी के साथ धीरे-धीरे खस्ताहाल साथ देखा जाता है।

दर्ज किया दबाव समय के इतिहास को तो ब्याज के क्षेत्र के साथ 2 डी प्रक्षेप दिनचर्या के माध्यम से चलाए जा रहे थे, एक 200 × 200 मिमी वर्ग (-100 को 100 मिमी) के रूप में स्थापित किया जा रहा। इस क्षेत्र के एक 5 मिमी ग्रिड, जो काफी ठीक सही निशाने पर थाली भर में सदमे सामने प्रचार पर कब्जा करने के लिए समझा था में विभाजित किया गया था। चयनित समय पर लक्ष्य थाली पर अभिनय interpolated दबाव के भूखंड 7 चित्र में दिखाया जाता है। ≈ 20 सदमे सामने के आने में देरी मिसे समय सदमे की लहर टी को कवर करने के लिए लिया जाता हैउन्होंने प्रभारी और लक्ष्य थाली के बीच की दूरी। लोड हो रहा दर्ज आंकड़ों (चित्रा 6) में दिखाया गया है की विषम प्रकृति में स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है और समीकरण 32 कुल्हाड़ियों। इस पर विशेष रूप से स्पष्ट है समीकरण 34 मिसे।

चित्रा 6
चित्रा 6 रिकार्ड किए गए एक 2 डी HPB सरणी के साथ एक टेस्ट मैच के लिए दबाव समय इतिहास। (ए) समीकरण 29 (बी) समीकरण 30 (सी) समीकरण 37 (डी) समीकरण 38 ।यह आंकड़ा हर बार स्थान के लिए कार्रवाई का पता लगाने से पता चलता है। सभी भूखंडों सदमे सामने के आने का संकेत करने के लिए काले केंद्रीय बार ट्रेस आम है। सदमे सामने की गैर निरंतर प्रकृति के रूप में वहाँ प्रत्येक बार के लिए शिखर तनाव जोन के बीच थोड़ा ओवरलैप है फिर से स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा है। 25 मिमी में कम दबाव समीकरण 38 बार सदमे सामने चित्रा 7 में प्लॉट के रूप में के आकार पर एक दिलचस्प प्रभाव पड़ता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 7
चित्रा 7. निर्दिष्ट समय 16 में interpolated दबाव वितरण भूखंडों। सदमे सामने के घोड़े की नाल के आकार टी में देखा जा सकता है = 0.22-0.23 भूखंडों। यह वीं के कारण होता हैदबाव में ई डुबकी 25 मिमी में देखा समीकरण 38 बार 6 चित्र में दिखाया गया है। विस्फोट के बाद 0.3 सेकंड से सदमे सामने लगभग सभी axes साथ सममित है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

प्रोटोकॉल लेखकों ऊपर उल्लिखित का उपयोग करते हुए दिखाया गया है कि यह एक विस्फोटक प्रभारी से बेहद अलग-अलग लोडिंग के उच्च निष्ठा माप पाने के लिए, Hopkinson दबाव सलाखों की एक सरणी का उपयोग संभव है। प्रक्षेप दिनचर्या को रेखांकित कर सकते हैं का उपयोग असतत दबाव समय के इतिहास को एक सतत सदमे सामने जो सीधे प्रयोग करने योग्य संख्यात्मक मॉडलिंग में या इस तरह के मॉडल के उत्पादन के लिए मान्यता डेटा के रूप में लोड हो रहा है समारोह के रूप में है में तब्दील किया।

दफन आरोपों का उपयोग करते प्रोटोकॉल खंड 5 में उल्लिखित मिट्टी कंटेनरों की तैयारी के लिए इस्तेमाल किया पद्धति पर्याप्त संघनन ऊर्जा सुनिश्चित करने के लिए लक्ष्य तक पहुँचने के लिए प्रदान की जाती है घनत्व जाँच की जानी चाहिए। लक्ष्य घनत्व तब तक पहुँच नहीं है, तो लिफ्ट ऊंचाई संघनन की प्रभावशीलता बढ़ाने के लिए कम किया जाना चाहिए। पिछले अनुसंधान से यह देखा गया है कि वर्दी मिट्टी के प्रकार अच्छी तरह से वर्गीकृत मिट्टी 15 के साथ किए गए परीक्षणों की तुलना में अधिक repeatable परीक्षण डाटा प्रदान 15 में उल्लिखित एक अलग कार्यप्रणाली के साथ तैयार हैं।

विस्फोटक के आरोप के साथ सभी परीक्षणों के लिए यह पिछले अध्ययनों 16,29,30 कि निकट क्षेत्र परीक्षण में डेटोनेटर के स्थान repeatable परीक्षण है जो संकेत शोर से मुक्त कर रहे हैं उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है में दिखाया गया है। इस संबंध में डेटोनेटर हमेशा चार्ज (लक्ष्य थाली से दूर) ताकि फटनेवाला विधानसभा से किसी भी टुकड़े HPBs मुख्य सदमे सामने से आगे हड़ताल नहीं करेंगे के तल में रखा जाना चाहिए।

नदीम हर प्रयास संभव के रूप में के रूप में मजबूत है परीक्षण सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है, डेटा हानि अभी भी होती है। यह आमतौर पर तनाव गेज आंशिक रूप से HPBs जो ठंड के मौसम में एक विशेष समस्या हो सकती से de-संबंध (वर्तमान तंत्र एक unheated इमारत में स्थापित किया जाता है) के कारण है। महान देखभाल भी जब की स्थापना लिया जाना चाहिएतार तोड़ने के रूप में यह न केवल विस्फोट के समय की रिकॉर्डिंग की अनुमति देता है, लेकिन यह भी संकेत है कि डेटा रिकॉर्डिंग से चलाता है। यह संकेत या सेटअप करने में त्रुटि का नुकसान एक परीक्षण से सभी डेटा का कारण बन सकती खो दिया जा सके। डेटा प्रबंधन के संबंध में, परीक्षणों से डेटा तुरंत रिकॉर्डिंग कंप्यूटर से एक यूएसबी ड्राइव करने के लिए सुनिश्चित करने के लिए कोई डेटा खो दिया है एक बार परीक्षण पूरा हो गया है दोहराया गया है।

वर्तमान परीक्षण में लोड कोशिकाओं कठोर प्रतिक्रिया थाली करने के लिए लक्ष्य थाली देते हैं और (के रूप में HPBs केवल एक सीमित क्षेत्र को कवर) कुल आवेग लक्ष्य थाली को प्रशिक्षण दिया मापने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। केवल स्थानीय लोड हो रहा है (और वैश्विक नहीं डेटा) की मात्रा का ठहराव तो आवश्यक है लक्ष्य थाली कठोर प्रतिक्रिया फ्रेम करने के लिए सीधे रखा जा सकता है।

HPB दबाव समय के इतिहास को ही लक्ष्य थाली एक प्रक्षेप दिनचर्या पर किसी भी बात के लिए दबाव समय इतिहास का मूल्यांकन करने के लिए आवश्यक है पर ज्ञात अंक के लिए लागू किया जा रहा है लक्ष्य थाली, और इसलिए कुल दर्ज आवेग गणना करने के लिए।

केवल एक ही रेडियल सरणी परीक्षण में उपयोग किया गया है, तो प्रक्षेप अभी भी बिंदु HPB लोडिंग संभालने लक्ष्य थाली पर एक ही त्रिज्या पर किसी भी ध्रुवीय रोटेशन पर लोडिंग का संकेत हो करने के द्वारा ही संभव है। समय बदलता भी असंतत डेटा (चित्रा -4 ए) के पार लगाना आवश्यक है।

एक 2 डी HPB सरणी का उपयोग करने का मुख्य लाभ यह दबाव समय के इतिहास में विषमता पर कब्जा करने की क्षमता है। यह एक अधिक जटिल प्रक्षेप दिनचर्या की आवश्यकता है। प्रिंसिपल में इस सिद्धांत रेडियल सरणियों के किसी भी संख्या के लिए लागू किया जा सकता है। वर्तमान शोध में यह चार सरणियों (तक ही सीमित कर दिया गया है समीकरण 29 , समीकरण 37 , समीकरण 30 ,ftp_upload / 53412 / 53412eq38.jpg "/>) केन्द्रीय HPB सभी (चित्रा 5 ए के लिए आम होने के साथ 0 से 100 मिमी से)। 17 HPBs की कुल प्रत्येक परीक्षा में इस्तेमाल किया गया है।

यहाँ प्रस्तुत रूप में प्रक्षेप दिनचर्या मान लिया एक भी अच्छी तरह से परिभाषित दबाव कील जो सदमे सामने के आने के साथ मेल खाती है कि प्रत्येक दबाव समय के इतिहास के लिए। यह चित्रा 6 में देखा जा सकता है कि सभी सलाखों के लिए यह एक अच्छी धारणा है। कुछ परीक्षण की स्थिति में हालांकि इस धारणा को मान्य नहीं किया जा सकता है और इसलिए सोचा था कि कैसे सबसे अच्छा तालमेल करने के लिए दबाव समय के इतिहास के दबाव के सबसे अधिक प्रतिनिधि प्रक्षेप के लिए अनुमति देने के लिए पर दी जानी चाहिए।

संशोधनों आसानी प्रभारी आगे लक्ष्य थाली से दूर ले जाकर मौजूदा प्रोटोकॉल में विभिन्न आकार दूरी (जेड) के लिए पूरा करने के लिए किया जा सकता है। हालांकि पहुंचा दूरी 0.15 से नीचे लाया जाता है, तो यह सुनिश्चित करें कि Loadi लिया जाना चाहिए देखभालएनजी HPBs के चेहरे को नुकसान नहीं होगा। विस्फोटक और विस्फोटक प्रकार की आकृति भी चेतावनी प्रारंभिक मॉडलिंग प्रयोगात्मक डिजाइन को मान्य करने के लिए किया जाँच की जा होगा कि साथ बदला जा सकता है।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Load Cell RDP RSL0960 This is only indicative, the exact load cell should be able to resolve the required loading
Steel target plate / HPBs Garratts  Fabricated to order
Strain gauge Kyowa KSP-2-120-E4 To use with steel HPBs
Cyanoacrylate Kyowa CC-33-A Check with manufacturer depending on mar material to be used
Digital Oscilloscope TiePie HS4 16-bit Handyscopes  6 used in parallel in current testing
Leighton Buzzard sand Garside sands Garside 14/25 Uniform silica sand 

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References

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इंजीनियरिंग अंक 113 Hopkinson दबाव सलाखों Kolsky विस्फोट नियर फील्ड दफन आरोप चरम लोड हो रहा है भौतिकी
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