沖擊波超壓峰值是衡量彈藥毀傷效果的一項(xiàng)重要指標(biāo),通過實(shí)測方法得到?jīng)_擊波壓力參數(shù)值是最為重要的途徑。針對沖擊波超壓測量值穩(wěn)定性及一致性差這一難題,開展了地面沖擊波壓力測試方法關(guān)鍵技術(shù)研究。仿真分析了沖擊波與測試裝置之間的耦合關(guān)系,探討了復(fù)雜地面環(huán)境對沖擊波壓力測試的影響,獲得了測試裝置的安裝平板尺寸、傳感器安裝高度、安裝間隙以及近距離障礙物對沖擊波壓力測量的影響規(guī)律;設(shè)計(jì)了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果較為吻合;分析了爆炸沖擊波壓力測試過程中常見的干擾因素,提出了相應(yīng)的抑制措施以及補(bǔ)償方法。設(shè)計(jì)了近地爆炸地面沖擊波無線存儲測試裝置,搭建了實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)。選用高阻抗輸出的電荷型壓電式壓力傳感器作為沖擊波測量傳感器,并設(shè)計(jì)了對應(yīng)的信號調(diào)理電路,實(shí)現(xiàn)了對傳感器輸出信號的轉(zhuǎn)換、濾波以及放大。基于STM32芯片設(shè)計(jì)了主控電路,基于NandFlash芯片設(shè)計(jì)了存儲模塊,并設(shè)計(jì)了 USB通訊接口電路、觸發(fā)電路,集成了 4G無線模塊、定位授時(shí)模塊以及電源管理模塊。基于C語言編寫了下位機(jī)觸發(fā)、數(shù)據(jù)采集存儲以及USB接口通訊程序,基于libusb生成了上位機(jī)USB驅(qū)動(dòng)程序,編寫了上位機(jī)USB通信程序,并基于Labview設(shè)計(jì)了上位機(jī)實(shí)時(shí)控制以及顯示界面。分別對調(diào)理模塊、數(shù)字模塊及上位機(jī)軟件進(jìn)行了性能測試分析,并對整個(gè)裝置進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對下位機(jī)采樣參數(shù)的無線設(shè)置、對下位機(jī)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、對沖擊波信號特征參量的實(shí)時(shí)獲取,并實(shí)現(xiàn)了連發(fā)采集功能;建立了近地爆炸沖擊波壓力測試系統(tǒng)的誤差模型,分別計(jì)算了各分項(xiàng)測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度,并給出了該裝置總的測量不確定度。對近地爆炸地面沖擊波無線存儲測試裝置進(jìn)行了爆炸實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,裝置在爆炸現(xiàn)場測試中工作正常,實(shí)現(xiàn)了所有預(yù)期功能。針對近地爆炸地面沖擊波超壓信號干擾嚴(yán)重問題,提出了測量和剔除振動(dòng)信號的方法,驗(yàn)證了其有效性。并利用仿真得到的干凈沖擊波信號及噪聲信號模擬實(shí)測沖擊波信號,對剔除其它干擾信號的三種方法進(jìn)行了對比分析。采用去噪效果較好的EMD去噪方法對實(shí)測沖擊波進(jìn)行了去噪處理,提高了沖擊波壓力峰值提取和比沖量計(jì)算的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TJ410.6
【部分圖文】：

程中一些干擾因素的影響尚不明確，尤其是沖擊波在傳播過程中與測試裝置的禪合機(jī)理??Ｗ及近距離障礙物對測試結(jié)果的影響，與此相關(guān)的研究甚少，但卻對解決沖擊波壓力難??測量準(zhǔn)確這一問題有較大幫助。進(jìn)行爆炸沖擊波測試時(shí)，一般現(xiàn)場布置如圖２．１所示，??沖擊波超壓測試裝置位于沖擊波馬赫區(qū)內(nèi)，傳感器安裝于圓形平板內(nèi)，傳感器與平板的??安裝結(jié)構(gòu)截面圖如圖２．２所示。??義炸藥??圧力傳感器＼?／安裝平板—做Ｓ???—￣今?地面［??私取勸立??巧儲測試裝置一ＬＩ?Ｈｗｉｍ■園，無??圖２．１爆炸沖擊波現(xiàn)場測試布置圖?圖２．２傳感器與平板的安裝結(jié)構(gòu)截面圖??２．１傳感器安裝平板尺寸對地面沖擊波壓力測試的影響??根據(jù)已有的研究結(jié)果表明，沖擊波在不同軟硬程度的地面?zhèn)鞑r(shí)產(chǎn)生的地面沖擊波??皮力也不同。因此，沖擊波作用到普通王壤與安裝平板的稱合作用不同，且沖擊波反射??系數(shù)也不同。此外，地面受到?jīng)_擊波作用而產(chǎn)生的應(yīng)力波在王壤與平板之間也會出現(xiàn)禪??合過程。因此，可Ｗ斷定安裝平板的存在必定對地面沖擊波壓力測試產(chǎn)生了影響。??為了深入研究安裝平板對地面沖擊波壓力測試產(chǎn)生的影響

程中一些干擾因素的影響尚不明確，尤其是沖擊波在傳播過程中與測試裝置的禪合機(jī)理??Ｗ及近距離障礙物對測試結(jié)果的影響，與此相關(guān)的研究甚少，但卻對解決沖擊波壓力難??測量準(zhǔn)確這一問題有較大幫助。進(jìn)行爆炸沖擊波測試時(shí)，一般現(xiàn)場布置如圖２．１所示，??沖擊波超壓測試裝置位于沖擊波馬赫區(qū)內(nèi)，傳感器安裝于圓形平板內(nèi)，傳感器與平板的??安裝結(jié)構(gòu)截面圖如圖２．２所示。??義炸藥??圧力傳感器＼?／安裝平板—做Ｓ???—￣今?地面［??私取勸立??巧儲測試裝置一ＬＩ?Ｈｗｉｍ■園，無??圖２．１爆炸沖擊波現(xiàn)場測試布置圖?圖２．２傳感器與平板的安裝結(jié)構(gòu)截面圖??２．１傳感器安裝平板尺寸對地面沖擊波壓力測試的影響??根據(jù)已有的研究結(jié)果表明，沖擊波在不同軟硬程度的地面?zhèn)鞑r(shí)產(chǎn)生的地面沖擊波??皮力也不同。因此，沖擊波作用到普通王壤與安裝平板的稱合作用不同，且沖擊波反射??系數(shù)也不同。此外，地面受到?jīng)_擊波作用而產(chǎn)生的應(yīng)力波在王壤與平板之間也會出現(xiàn)禪??合過程。因此，可Ｗ斷定安裝平板的存在必定對地面沖擊波壓力測試產(chǎn)生了影響。??為了深入研究安裝平板對地面沖擊波壓力測試產(chǎn)生的影響

定在表面平整且直徑不小于２０ｃｍ的鋼板中屯、，因此，選取了直徑大于２０ｃｍ的安裝平??板進(jìn)行了仿真，得出了在化ｇ藥量炸藥下無安裝平板和不同尺寸安裝平板同一位置處的??超壓曲線，如圖２．５所示。??■，?Ｌ￥－ＤＹＮＡ?ｕ？ｅｒ?Ｉｎｐｕｔ??■，?ＬＭ）ＹＮＡｗ？ｒＩｎｐｕｔ??Ｉ?￣￣￣?￣?］?ｎ￣?￣??６?＼??［?????！吉＝幸＝＝三�。惶m＝串＝＝Ｚ??，Ｌ?；ａＺ?，．：?三???，＇?￣???．?＾Ａ—???０?．?ｔ?．?ｋ?Ｉ?．?，?Ｉ?一—?＼?０———？?－Ａ?——?１?１?＇?１???＂？Ｊ?Ｉ?４?３?２?Ｊ?０?１?２?９?４?６??■ｎｍｅ（Ｅ＋３）?１１〇？（￡＋５｜??掙）ｃｍ?＾２０ｃｍ??Ｊ?Ｌ８－ＤＹＷＡｕｗｌ＾??＾＾＾＾?Ｉ．Ｓ－ＤＹＮＡ?ｕｓｅｒ?Ｉｎｐｕｔ???????巨ｅ５＝＝三��；｝?－Ｅ－?Ｋ二三＾；???＾?：ｚｚ＝：ｉｉ：ｋｉ＝ｚｚ??０?１?Ａ??ｉＬｉ???＇?＇?ｊ?Ｔｌ￣．?Ｊ?〇〇?１?２?３?４?Ｓ??制的）?■ｎｍ？＜ｅ＋３＞??辦Ｏｃｍ?抑０ｃｍ??罔２．５?８ｋｇ藥量時(shí)不同直徑所得的超壓曲線閣（橫坐標(biāo)單化ｎｍ，縱坐標(biāo)單化ＩＱｉｉｐａ）??從圖２．５中可看出
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱滿林;石成英;蔡星會;王效廉;;基于ICP技術(shù)的炸藥沖擊波壓力測定[J];爆破器材;2012年04期

2 王代華;宋林麗;張志杰;;基于ICP傳感器的存儲式?jīng)_擊波超壓測試系統(tǒng)[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2012年04期

3 杜紅棉;祖靜;;常用沖擊波壓力傳感器動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2012年02期

4 李鑫;吳桂英;賈昊凱;;擋墻對爆炸沖擊波傳播影響的數(shù)值模擬[J];工程力學(xué);2012年02期

5 范美如;翟志剛;司廷;羅喜勝;楊基明;;激波與不同形狀界面作用的數(shù)值模擬[J];中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2011年07期

6 孔霖;蘇健軍;李芝絨;王勝強(qiáng);殷俊蘭;;某壓力傳感器熱沖擊響應(yīng)的抑制方法[J];傳感器與微系統(tǒng);2010年12期

7 李燕杰;祖靜;杜紅棉;;沖擊波測試中振動(dòng)噪聲的產(chǎn)生與去噪[J];傳感器與微系統(tǒng);2010年08期

8 周保順;張立恒;王少龍;高洪泉;胡健;;TNT炸藥爆炸沖擊波的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2010年03期

9 邱艷宇;盧紅標(biāo);蔡立艮;;爆炸沖擊波信號處理方法比較[J];爆破;2010年01期

10 楊鑫;石少卿;程鵬飛;龐嘉;;爆炸沖擊波在空氣中傳播規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)公式對比及數(shù)值模擬[J];四川建筑;2007年05期

本文編號：2836416