[发明专利]集装箱侧壁的冲击波毁伤等效靶及等效实验方法

说明书

本发明公开了集装箱侧壁冲击波毁伤等效靶及等效实验方法。所公开的等效靶是基于集装箱结构的几何参数、材料参数以及结构基频，设计的圆形板等效靶。所公开的等效实验方式是基于本发明的等效靶，通过冲击动力学仿真的方法建立原型集装箱侧壁与组合等效靶的变形映射关系，之后根据等效靶的冲击波毁伤变形采用两者的映射关系确定原侧壁的变形。本发明基于集装箱侧壁的基频设计出具有相似变形的冲击波毁伤组合等效靶，该等效靶结构简单，使用方便，降低了试验成本。

技术领域

本发明属于爆炸毁伤试验领域，具体涉及一种集装箱侧壁结构的冲击波毁伤组合等效靶设计方法。

背景技术

集装箱是爆炸毁伤效应试验中常见的一种靶标，考虑到集装箱侧壁结构的受力面积大，通常将侧壁正对爆心，用于表征大型弹药爆炸远场的面载荷毁伤效应。作为一种弹药威力评价的靶标，试验中需要靶标具备稳定的变形性能，便于对比不同弹药之间的毁伤能力。但目前靶场试验中布设的集装箱靶标主要以报废集装箱为主，靶标的原始状态参差不齐，爆炸后毁伤效应的稳定性较差，多数破坏模式无法复现；而全新的集装箱靶标虽然能满足稳定性的需求，但试验成本高，无法支撑大量试验；且考虑到集装箱结构的几何尺寸大，若采用等尺寸的方法设计集装箱侧壁结构，由于侧壁与集装箱其他结构相互耦合连接，其边界约束方式难以真实模拟，导致设计的等效靶无法有效模拟集装箱侧壁的毁伤特征。

现有技术“爆炸冲击波对方舱等效靶毁伤效应研究”公开了一种方舱结构的等效靶设计方法，通过等刚度方法将原型方舱壁板的厚度进行等效，设计了等尺寸的方舱靶标，但未提出考虑边界的单一构件靶标设计方法，且设计的等尺寸靶标显著提高了试验的成本。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷或不足，本发明一方面提供了一种集装箱侧壁的冲击波毁伤等效靶。

为此，本发明提供的集装箱侧壁的冲击波毁伤等效靶包括第一圆形板和第一圆形板，所述第一圆形板或/和第二圆形板选自以下一种圆形板：

所述圆形板的材料与集装箱侧壁的材料相同，或者圆形板材料的静态屈服强度为集装箱侧壁材料屈服强度的90％-110％；

所述圆形板的厚度h小于集装箱侧壁的厚度；

所述圆形板的半径R根据公式c确定；

式c中：ω_e取集装箱侧壁的基频，E为圆形板材料的弹性模量，ρ为圆形板材料的密度，μ为圆形板材料的泊松比。

可选的，所述第一圆形板和第二圆形板的选材及尺寸相同。

可选的，所述第一圆形板的材料选用铝合金或钢材，所述第二圆形版的材料选用铝合金或钢材。

可选的，等效靶结构的厚度从国家标准中对应材料薄板的厚度中选取。

可选的所述集装箱侧壁的基频通过振动模态试验或模态仿真分析获取。

进一步，还包括第一周边固支架和第二周边固支架，所述第一周边固支架用于固定支撑第一圆形板，且该第一圆形板的圆心与集装箱侧壁的几何中心重合；第二周边固支架用于固定支撑第二圆形板，该第二圆形板的圆心与集装箱侧壁水平方向任一端部侧边的中点重合。

进一步，所述集装箱侧壁是集装箱上具有长边的侧壁。

另一方面，本发明提供了一种集装箱侧壁冲击波毁伤等效实验方法。为此，本发明所提供的方法包括：

(1)采用有限元方法对集装箱侧壁和上等效靶进行冲击变形仿真分析，建立不同冲击波压力载荷作用下，集装箱侧壁的残余挠度变形y₀与权利要求6所述等效靶的残余挠度变形y_e的关联模型；