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一种恐怖爆炸冲击波特征参数简化计算方法 

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申请/专利权人:中国人民解放军军事科学院国防工程研究院工程防护研究所

摘要:本发明涉及一种恐怖爆炸冲击波特征参数简化计算方法,首先假设有一装药量为W公斤TNT当量的爆炸装置在距离建筑孔口中心外为R米的地面上爆炸,周围大气压力为P0,空气密度为ρ0,孔口结构的体积为V0,建筑结构的体积为V,从孔口结构进入建筑结构内的冲击波压力是均布的,冲击波特征参数包括冲击波均布压力ΔPC,正压作用时间τ+C,平均正压冲量IC;然后进行爆炸模拟试验,采用数据拟合,得到不同当量常规武器在建筑结构外任意位置爆炸时从任一孔口结构进入建筑结构内的爆炸冲击波参数平均值的计算公式。本发明可快速准确的计算出从孔口结构进入建筑内部的冲击波的各特征参数,对孔口结构内部的毁伤评估和防护评估具有重要意义。

主权项:1.一种恐怖爆炸冲击波特征参数简化计算方法,其特征是:包括以下步骤:步骤S1、假设有一枚装药量为W公斤TNT当量的炸弹在距离建筑孔口中心外为R米的地面上爆炸,周围大气压力为P0,周围空气密度为ρ0,孔口结构的体积为V0,建筑结构的体积为V,从孔口结构进入建筑结构内的冲击波压力是均布的,冲击波特征参数包括冲击波均布压力ΔPC,正压作用时间τ+C,平均正压冲量IC,其中,可确定的主定参量组为:W,R,P0,ρ0,V0,V;冲击波特征参数作为待定参量,待定参数量组为:ΔPC,τ+C,Ic;用F表示进入该建筑内冲击波的待定参量组,则待定参量组和主定参量组之间存在如下函数关系:F=fW,R,P0,ρ0,V0,V1采用LMT度量单位系统,根据π定理,在主定参量组中有以下无量纲组合:和于是公式1可以写成以下形式: 采用LMT度量单位系统,根据π定理,在待定参量组中有压力ΔPC、正压作用时间τ+C和正压冲量IC的无量纲组合为: 和令Po=1,ρo=1,可得进入该建筑内的各爆炸冲击波参数的一般函数关系的无量纲表示式: 根据上述公式3、4、5,进入该建筑内的爆炸冲击波参数是两个无量纲变量的函数,即爆炸冲击波参数是该建筑外的无量纲距离和该建筑内的无量纲体积的函数,其中无量纲距离为炮弹爆炸点至该建筑孔口中心点的距离与炮弹装药量的立方根之比,即爆炸比例距离,无量纲体积为该建筑孔口的体积与该建筑主体的体积之比;步骤S2、固定该建筑的无量纲体积VoV不变,改变爆炸比例距离RW13的大小,做系列爆炸模拟试验,测量该建筑内各冲击波参数,取得一系列试验数据,并对试验所获得一系列数据进行拟合,此时,由于该建筑内冲击波参数仅与爆炸比例距离有关,公式3、4、5变成以下形式: 根据拟合结果可得到该建筑内的各爆炸冲击波参数随爆炸比例距离的近似计算公式: 步骤S3、固定RW13不变,改变该建筑VoV的大小,做系列试验,测量该建筑内各冲击波参数,取得一系列试验数据,将步骤S2中得到的关系式9、10、11代入步骤S3所获取的一系列试验数据中进行计算,并对计算得到一系列数据进行拟合,根据拟合结果得到各冲击波参数的具体计算公式如下: 步骤S4、对关系式12、13、14进行整理,即得不同当量常规武器在建筑结构外任意距离爆炸时从任一孔口结构进入建筑结构内的爆炸冲击波参数平均值的计算公式: 当炸药不是正对孔口中心爆炸,而是在孔口外任意位置爆炸,此时设装药中心与孔口中心连线与孔口轴线的夹角为α,公式15、16、17中其他参数不需变化,只需将孔口开口面积换算成在孔口轴线上的投影面积即可,由三角函数关系可知,孔口的有效孔口体积均为V0cos2α,则有: 公式18、19、20即为不同当量的爆炸装置在建筑外任意位置爆炸时,从孔口结构进入建筑结构内的爆炸冲击波参数的简化计算公式。

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