[发明专利]一种爆炸环境下表面冲击波测试装置及评估方法

权利要求书

1.一种爆炸环境下表面冲击波评估方法，其特征在于：该方法是基于一种爆炸环境下表面冲击波测试装置实现的，该装置包括密闭腔体(1)、支撑立柱(2)、柔性衬底(3)、柔性覆盖层(4)、四个压力传感器(5)、无线数据记录仪(6)、四根导线(7)、计算机；

其中，密闭腔体(1)为圆柱形结构；

支撑立柱(2)垂直固定于密闭腔体(1)的外底面中央；

柔性衬底(3)为条带状结构；柔性衬底(3)箍设于密闭腔体(1)的外侧面中部，且柔性衬底(3)的两端缝接在一起；

柔性覆盖层(4)为条带状结构；柔性覆盖层(4)箍设于柔性衬底(3)的外侧面，且柔性覆盖层(4)的两端均与柔性衬底(3)的外侧面缝接在一起；柔性覆盖层(4)的两端之间留有距离；柔性覆盖层(4)开设有四个内外贯通的压力通孔(8)，且四个压力通孔(8)围绕密闭腔体(1)的中心线等距排列；

四个压力传感器(5)均粘贴于柔性衬底(3)的外侧面，且四个压力传感器(5)一一对应地位于四个压力通孔(8)内；

无线数据记录仪(6)固定于柔性衬底(3)的外侧面，且无线数据记录仪(6)位于柔性覆盖层(4)的两端之间；

四根导线(7)均铺设于柔性衬底(3)的外侧面和柔性覆盖层(4)的内侧面之间；四根导线(7)的首端与四个压力传感器(5)一一对应地电连接；四根导线(7)的尾端均与无线数据记录仪(6)电连接；

计算机与无线数据记录仪(6)无线连接；

该方法是采用如下步骤实现的：

首先，通过支撑立柱(2)将本装置固定于试验现场；

当进行需要评价杀伤能力的爆炸试验时，爆炸冲击波作用于密闭腔体(1)、柔性覆盖层(4)、四个压力传感器(5)；四个压力传感器(5)实时测量密闭腔体(1)外侧面承受的爆炸冲击波压力，并通过对应的导线(7)将测量结果发送至无线数据记录仪(6)，由此实现爆炸冲击波测试；

无线数据记录仪(6)依次对测量结果进行放大、模数转换、存储、贝塞尔滤波，并根据测量结果计算出腔体位移x_i(t)和腔体速度v_i(t)，然后根据腔体速度v_i(t)计算出速度预测因子V，而后对速度预测因子V进行存储；

当无线数据记录仪(6)接收到来自计算机的指令时，无线数据记录仪(6)将速度预测因子V无线发送至计算机；计算机根据速度预测因子V计算出损伤程度指数DI，并根据损伤程度指数DI查询毁伤评估表，由此得出损伤程度，从而实现爆炸冲击波毁伤评估；

腔体位移x_i(t)、腔体速度v_i(t)、速度预测因子V、损伤程度指数DI的计算公式如下：

DI＝(0.124+0.117V)^2.63 (5)；

式中：M表示有效质量，M＝2.03kg；J表示模型阻尼系数，J＝696Ns/m；K表示模型弹性系数，K＝989N/m；A表示受力面积，A＝0.082m²；i＝1，2，3，4；p_i(t)表示第i个压力传感器(5)的测量结果；p_i，lung(t)表示肺部压力；p₀表示环境压力；G₀表示初始肺气量，G₀＝0.00182m³；g表示肺内气体指数，g＝1.2；

毁伤评估表如下：

损伤程度	DI
无损伤	0≤DI≤0.2
微小	0.2＜DI≤0.3
轻微	0.3＜DI≤1.0
中度	1.0＜DI≤1.9
严重	1.9＜DI≤3.6
＞50％致死率	DI＞3.6

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