冲击波效应毕业论文正文正文原版16282233.doc

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1、中北大学毕业论文冲击波效应1绪论1.1课题研究目的1.1.1课题背景冲击波效应是多种弹箭的主要破坏力之一。持续时间大于0.25ms压力值大于3.91KPa时就会对人员听觉器官造成损伤[1]。当冲击波的动压高于70KPa时对于性能最好的C类地面野战通信设备结构和大部分零件破坏,失去修复价值[2]。超压大于100KPa时各类飞机完全破坏,当超压为50KPa-110KPa时,能使地雷引爆,无线电雷达站和各种轻武器受损或破坏[3]。所以冲击波场超压测试是评价武器系统、工程爆破的有效手段。爆炸产生的冲击波特性研究包括炸药爆轰过程以及其相应的物理效应、爆炸的特点、能量释放以及

2、冲击波荷载形成的机理。武器系统在研制、改进、定型、验收等环境都需要进行冲击波超压的测试,以获得威力评估参数。冲击波特点为冲击波上升沿陡峭,信号带宽,爆炸为瞬间单次过程,爆炸时伴随高温高压强光强电磁干扰,测试系统工作环境恶劣,对测试系统的要求高[4]。电测法是一种日渐成熟的压力测试方法，随着现代数字存储测试技术的发展，它已广泛用于工农业生产，特别是武器工业。传统的电测试方法一般采用“压力传感器——放大器——瞬态信号记录仪——计算机”的形式构成测试系统。这种测试系统存在几个不足之处：第一是信号传输电缆会产生“电缆效应”，有时严重干扰测试信号；第二是各级组成体分离不便于

3、系统的标定和校准；第三是系统的测试设备较多，价格高，体积大，机动性差。还有受测试环境影响较大，操作麻烦等不足的地方。鉴于以上不足的地方，现在已经有了使用存储测试技术的微型测试系统。存储测试系统一般是把传感器、适配放大器、A/D转换器、存储器、控制电路、接口电路以及电源集合在一起的微型化测试系统，它具有微小体积，能耐高的冲击加速度，较高的环境温度及环境压力，不需引线，在被测体工作过程中把信号记录下来，然后回收装置，用计算机读出和处理数据。体积微小和测量时不受外界的电磁辐射是他们的最突出特点，使得过去不便于测量的场合能够进行直接测量[5]。第38页共38页中北大学毕业

4、论文冲击波效应1997年，华北工学院测试技术实验室基于动态测试理论，提出一种冲击波超压的存储式测试方法。通过试验获取了相关数据，并对实验曲线进行了分析和处理，用系统辨识的方法给出系统的传输特性曲线，对于测试系统动态特性的补偿问题作了探讨。1998年3月，华北工学院测试技术实验室在冲击波测试方法上进一步进行了探索，根据测试系统存在超调而无法给出冲击波超压峰值误差的难题，设计了兼顾被测信号的有效宽度和测试系统的特性的滤波器，能够得到被测信号误差很小的估计值。1998年8月，北京理工大学提出了基于燃料空气炸药（FAE）爆炸压力场的基本特征及爆轰波、冲击波压力测量理论，系

5、统地研究了FAE的爆炸压力测试技术。在综合分析研究多种FAE爆炸压力测试方法的基础上，提出了以内装电压放大器的测压系统代替电荷放大器的测压系统及数字存储式的压力测试系统为主要的两种测试方法。1999年，中国工程物理研究院也对存储测试方面提供了一些相关的看法。2002年，北京理工大学针对爆炸冲击波存储测试问题，提供了一种新型数字存储式测压系统设计思想，建立了存储测试系统信息传输模型及测试通道信息有效性准则，引入了信息的真和率失真函数概念进行测试通道设计[6]。随着专用集成电路ASIC和用户现场可编程门列阵（FPGA）的飞速发展，针对冲击波测试的存储测试系统也向着微型

6、化、大容量、模块化和智能化的方向发展。华北工学院测试技术实验室近年以来一直从事冲击波测试技术的研究，目前在冲击波的存储测试方面已经取得了一定的发展,采用了直接测试和间接测试一体化的设计，系统功能上也达到了智能化和自适应的特点。无线通信在存储测试技术的应用，进一步简化测试操作，提高测试的可靠性。1.1.2课题的国内外发展状况国内在爆炸问题方面的研究起步较晚，在此方面目前还比较匮乏。在理论研究方面，我国的学者李翼祺对爆炸问题进行了详细的分析与探讨，在其编著的《爆炸力学》一书中，作者陈列了各个不同学者对于爆炸问题的研究成果，并且将其与中国的国防规范进行了对比。阐述了不同

7、地域对于爆炸问题的不同确定方法[7]。李夕兵，凌同华，张义平等人对于爆炸的信号采集及其处理进进行了详细的研究[8]，并对比了傅里叶变换，小波变换，以及目前很流行的一种新的信号处理方法EMD-HHT法，即对于爆炸信号进行自适应的EMD分解，并对其进行Hilbert-Huang变换，得到其能量谱，书中还分别指出了三种方法对于爆炸问题分析的优缺点以及其适用范围。由于数值模拟可以很好的模拟爆炸问题的全过程，在国内，更多的学者选择使用数值模拟的方法进行科学研究。武汉大学潘超研究了并使用了多物质欧拉算法[9]第38页共38页中北大学毕业论文冲击波效应，证明了该算法适合用于复杂

8、流体的运动