專利名稱：消除艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中氣泡射流影響的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種水下爆炸實(shí)驗(yàn)裝置，具體地說是一種消除氣泡射流對(duì)結(jié)構(gòu)物影響的艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行模型艙段實(shí)驗(yàn)時(shí)，考慮到藥包質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地限制，要想達(dá)到實(shí)船爆炸中相近的毀傷效果，藥包和模型的距離要很小，爆距可能小于氣泡的最大半徑。此時(shí)爆炸產(chǎn)生的氣泡在坍塌階段將被結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)烈地吸引，在氣泡內(nèi)部將會(huì)形成一股射流，這股射流產(chǎn)生于遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)表面的一邊，并高速穿過氣泡，直到它撞擊到氣泡壁的另一邊。從而氣泡射流對(duì)結(jié)構(gòu)的作用將影響實(shí)驗(yàn)的效果，不利于單獨(dú)觀測(cè)沖擊波對(duì)艙段模型的影響。因此需要一種消除氣泡射流對(duì)結(jié)構(gòu)物影響的裝置，在此裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備投資少、操作簡(jiǎn)單、效果明顯的消除艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中氣泡射流影響的裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括柵格板、繩索和緊繩器；所述柵格板是邊長(zhǎng)為2Rm的正方形復(fù)合板材、其中Rm 為氣泡的最大半徑，柵格板的第一層為橡膠層、第二層為鋼板層，兩層的厚度相等，柵格大小均勻，柵格的面積占總面積的1/2 ；柵格板的四個(gè)角上各安裝一根繩索，每根繩索上設(shè)置一個(gè)緊繩器；柵格板通過繩索固定在爆心以下距離爆心為D的位置，D = O. 4Rm。本發(fā)明還可以包括1、所述橡膠層內(nèi)部有空腔結(jié)構(gòu)。2、所述空腔結(jié)構(gòu)為交錯(cuò)排布的圓臺(tái)形腔。3、柵格板的四個(gè)角上各有一個(gè)鐵環(huán)，繩索的兩端有掛鉤。4、所述氣泡最大半徑，其中W為藥量、H為爆心的初始深度。
m H+ 10本發(fā)明是一種利用柵格板消除艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中氣泡射流影響的裝置。模型水下爆炸實(shí)驗(yàn)中，主要考核沖擊波的作用，但是考慮到藥包質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地限制，藥包爆距可能小于氣泡最大半徑，因此射流的存在將干擾實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。本發(fā)明以Bjerknes 效應(yīng)為基礎(chǔ)，采用在爆點(diǎn)位置下方(與浮力相反方向)設(shè)置一塊柵格板的方法，以期減小結(jié)構(gòu)物對(duì)氣泡的Bjerknes力，使得氣泡的射流方向發(fā)生了改變，以消除氣泡射流對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的影響。該裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)首先柵格板可以吸引氣泡，減小射流的影響；其次柵格板通過柵格對(duì)沖擊波的透射作用使反射的沖擊波大為減少，最大限度的降低反射沖擊波對(duì)正入射沖擊波的干擾；最后該方法費(fèi)用低、工件加工簡(jiǎn)單、操作方便、效果較好。解決了艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中考察沖擊波對(duì)結(jié)構(gòu)物破壞時(shí)，氣泡射流干擾大的問題。


圖1為柵格板形狀示意圖；圖2為圖1的A-A剖面圖，反映的是柵格板復(fù)合層結(jié)構(gòu)；圖3為圖2的B-B剖面圖；圖4是繩索、緊繩器和掛鉤連接順序示意圖；圖5是本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述結(jié)合圖1-圖4。本發(fā)明的消除艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中氣泡射流影響的裝置主要包括柵格板、繩索7和緊繩器6 ；所述柵格板是邊長(zhǎng)為2Rm的正方形復(fù)合板材、其中Rm為氣泡的最大半徑，柵格板的第一層為橡膠層4、第二層為鋼板層3，兩層的厚度相等，各為2cm，柵格大小均勻，柵格的面積占總面積的1/2 ；柵格板的四個(gè)角上各安裝一根繩索，每根繩索上設(shè)置一個(gè)緊繩器；結(jié)合圖5，柵格板通過繩索固定在爆心以下距離爆心為D的位置，D = 0. 4Rm。 橡膠層內(nèi)部有空腔結(jié)構(gòu)1?？涨唤Y(jié)構(gòu)為交錯(cuò)排布的圓臺(tái)形腔。柵格板的四個(gè)角上各有一個(gè)
鐵環(huán)，繩索的兩端有掛鉤5。所述氣泡最大半徑，其中W為藥量、H為爆心
m H+ 10
的初始深度。橡膠層由彈性材料復(fù)合而成，內(nèi)部空腔受到爆炸沖擊波時(shí)將產(chǎn)生變形并吸收能量，減少?zèng)_擊波的反射。4根尼龍繩的長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件而定，尼龍繩可以緩沖爆炸載荷對(duì)柵格板的沖擊作用。通過數(shù)值模擬確定柵格板和爆心之間的距離D = O. 4Rm時(shí)，柵格板將最大限度的減輕氣泡射流對(duì)結(jié)構(gòu)物的破壞。在試驗(yàn)中，用尼龍繩連接?xùn)鸥癜宓乃膫€(gè)角，將柵格板吊裝并固定在爆心以下距離爆心為D的位置。
權(quán)利要求
1.一種消除艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中氣泡射流影響的裝置，其特征是包括柵格板、繩索和緊繩器；所述柵格板是邊長(zhǎng)為2艮的正方形復(fù)合板材、其中Rm為氣泡的最大半徑，柵格板的第一層為橡膠層、第二層為鋼板層，兩層的厚度相等，柵格大小均勻，柵格的面積占總面積的1/2 ；柵格板的四個(gè)角上各安裝一根繩索，每根繩索上設(shè)置一個(gè)緊繩器；柵格板通過繩索固定在爆心以下距離爆心為D的位置，D = O. 4Rm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中氣泡射流影響的裝置，其特征是 所述橡膠層內(nèi)部有空腔結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中氣泡射流影響的裝置，其特征是 所述空腔結(jié)構(gòu)為交錯(cuò)排布的圓臺(tái)形腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的消除艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中氣泡射流影響的裝置，其特征是柵格板的四個(gè)角上各有一個(gè)鐵環(huán)，繩索的兩端有掛鉤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的消除艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中氣泡射流影響的裝置，其特征是所述氣泡最大半徑
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的消除艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中氣泡射流影響的裝置，其特征是 所述氣泡最大半徑
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種消除艙段水下爆炸實(shí)驗(yàn)中氣泡射流影響的裝置。包括柵格板、繩索和緊繩器；所述柵格板是邊長(zhǎng)為2Rm的正方形復(fù)合板材、其中Rm為氣泡的最大半徑，柵格板的第一層為橡膠層、第二層為鋼板層，兩層的厚度相等，柵格大小均勻，柵格的面積占總面積的1/2；柵格板的四個(gè)角上各安裝一根繩索，每根繩索上設(shè)置一個(gè)緊繩器；柵格板通過繩索固定在爆心以下距離爆心為D的位置，D＝0.4Rm。本發(fā)明的特點(diǎn)為首先柵格板可以吸引氣泡，減小射流的影響；其次柵格板通過柵格對(duì)沖擊波的透射作用使反射的沖擊波大為減少，最大限度的降低反射沖擊波對(duì)正入射沖擊波的干擾；最后該方法費(fèi)用低、工件加工簡(jiǎn)單、操作方便、效果較好。
文檔編號(hào)B63B9/00GK102358396SQ20111016191
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者任少飛, 姚熊亮, 崔杰, 張阿漫, 白兆宏, 郭君 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)