CB Z 260-1996 舰船抗水下爆炸压力测量方法.pdf

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1、v 11 CB 中国船舶工业总公司部标准CB/Z 260- 96 舰船抗水下爆炸压力测量方法1996-09-03发布1997-04-01实施中国船舶工业总公司发布中国船舶工业总公司部标准舰船抗水下爆炸压力测量方法1 范围1.1 主题内容本标准规定了水下爆炸压力测试方法，测试系统的技术条件和测试要求。1.2适用范围CB/Z 260一部分类号：u11 本标准适用于水下非接触爆炸时自由水域中冲击波压力和实船或模型表面冲击波压力的测量。2 引用文件JJG 624-89 压力传感器动态校准3 定义主要符号及说明见表1符号Pm 冲击波压力峰值( 冲击波时间衰减常数K, 压力测量系统灵敏度表l说R 测点ff

2、e炸药包中心的直线距离明I 冲击破的压力冲量，为冲击波对时间的：次积分值V凋冲击波压力情号的最大电压值。m冲击波时间衰减常数测量值w 炸药包的T.N.T当量R, 炸药包T.N.T当量的半径4 一般要求4. 1 测试系统的构成t水下爆炸压力测试系统由传感器、放大器、记录器和电缆组成。4.2 测试系统的技术条件单位MPa S mV/ MPa 口1MPa s mV S kg 口14. 2. 1 水下爆炸压力测量用传感器应具有良好的抗冲击和水密性能，绝缘电阻应不小于1010.a，上升时间与被测信号的时间衰减常数之比应小于o.03，在最程范围内线性度应小于5%。4. 2. 2 放大器应选用电压型放大器，

3、输入阻抗应大于1012.a，上限频率不低于1MHi，在2.5Hz到1中国船舶工业单公司1996-09-03批准1997-04-01实施CB/Z 260-96 MHz范围内线性度小于5%，与传感器连为一体的放大器应具有抗强冲击的能力。4, 2. 3 记录器应选用高速信号采集仪器，采样频率应不小于10MHz,A/D变换器位数不小于lOhit,有提前触发功能。4.2.4 采用低噪声同轴射频电缆。4.2. 5 测试系统所用的仪器仪表应计量检定合格，组成的测压系统总的幅值线性度应小于10%5 详细要求5. 1 压力传感器5, 1. 1 在自由水域中测量压力时，有方向性要求的传感器其敏感面的法线方向应垂直

4、冲击波运动方向。5. 1. 2 测量实船或模型表面的冲击波压力时，传感器的敏感面应与结构物表面齐平或尽量靠近结构物表面。5.1. 3 传感器离炸药包的距离不能小于球形药包半径的10倍，其他类型的炸药包参考有关公式进行换算。5.2 测试系统5, 2. 1 选用的传感器须按JG624规定的方法进行校准。5.2.2 传感器、放大器、记录器和电缆组成的测压系统应按照附录A（补充件）规定的方法进行系统校验俨5. 2. 3 对已经校验过的压力测试系统，在正式试验之前，应检查灵敏度有无显著变化，根据被测压力的大小选择合适的药量和爆炸距离作压力测量，实测值与计算值比较，相对误差小于10%时，可以使用，否则须重

5、新校验。5.2.4 每次试验前应检查传感器的绝缘电阻，连续试验过程中，应根据实测波形判断测试系统工作是否正常，自由水域中的冲击波压力时间曲线应为按指数规律衰减的披形，如波形出现畸变，应停止试验，检查原因。5,3 测试方法按5.1条要求固定好传感器，并与放大器、记录器和电缆组成系统后，经确认符合要求，可进行水下爆炸E力测量。记录器的量程由信号最大电压来确定，对球形T.N.T铸装药包信号电压可按公式(1）估算vm =pm K0 = 52. 3（肌!1/3I R)l.13 K (1) 式中，R主lOR,;其它类型的装药，按有关公式估算电压值。测量实船或模型表面压力时，信号电压按上式再放大一倍。5.4

6、 测试结果的处理5. 4, 1 压力峰值和时间衰减常数的判读5. 4. 1. 1 对所测的压力波形按公式（2）作零线修正：式中：V；一修正后的信号值；V，；实测的信号值；2 j一一根据波形选择，一般取20;i一一数据点序号，i= l,N; m -t皮形最大值的序号；N一一压力波形采样长度。l m-1 V; = V0；一一一：.! V, m - i= I . (2) CB / Z 260-96 s. 4.1, 2 从作过零线修正的压力披形上读取最大电压值V川压力峰值Pm按公式（3）计算：Pm (3) 5. 4. 1. 3 压力冲量I，按公式（的计算：l=r:P(t)dt . . . (4) 式中

7、，。一冲击波时间衰减常数间，按附录A（补充件）公式（A3）计算。s. 4. 1. 4 实测的补击波衰减时间常数比按公式（5）计算：om是5.4.2 实船或模型表面压力被形的处理如果传感器的敏感面与结构物表面齐平，则所得的压力波形即为结构表面上的压力载荷；如果传感器的敏感面与结构物表面有一定的距离，所得的被形为双峰，须经过线性回归得出真实的外表面压力峰值，线性回归方法可按附录B（参考件）。5.4.3 压力波形的绘制压力波形由X-Y绘图仪或计算机绘出，阁上应标明压力峰值、时间衰减常数，还要诠明试验日期、试验序号、测点编号、装药重量和测点距离等。5.4.4 试验数据记录表填写应按附录cc参考件）的数

8、据表格填写试验记录。3 -CB / Z 260-96 附录A水下爆炸压力测试系统校验方法（补充件）A1 适用范围本方法适用于水下爆炸压力测试系统的系统灵敏度、幅值线性度和响应频率上限的相对标定方法。A2 臣力计算方法T.N . T球形铸装药包在无限大水域中爆炸产生的冲击波压力P(t）可按公式（Al)计算：P(t) = P me-18 . (Al) 冲击披压力峰值按公式（A2）计算：Pm= 52.3 cw113 /R)1.13 CR lOR,) (A2) 冲击波时间衰减常按公式（A3）计算：。84 (W113 w113 I R) - o. 23 (A3) A3 要求A3. 1 测压用传感器、放大

9、器、记录器、电缆等均应检定合格。A3.2 对按有关规程，规定检定合格的传感器，放大器，记录器，电缆组成的测压系统，仍应按照本方法进行系统标定。A3. 3 炸药包为密度在1.56 1. 58 g/cm3范围的T.N.T球形铸状药包，装药重量误差为士2%。A3. 4 传感器与药球置于水下同深的水平位置。A3. 5 测点处应可忽略水面、水底和侧壁冲击波反射的影响，即反射波到达测点的时间比直达冲击披到达测点的时间至少滞后5eA4 校验方法A4.1 系统灵敏度及幅值线性度标定A4.1 1 选取n(n= 57）个爆炸距离，每个距离炸两炮，共得2n个压力信号搜形，对波形作零线修正后，读取2n个被形的电压峰值

10、，取每个距离所得的两个电压值的均值，为该距离实测的电压vmi值，按计算公式CA2）可计算出该距离对应的压力值P.，对应的灵敏度按公式CA4）计算：K,; = VmjP.,; CA4) 式中：凡，一第i个距离时的爆炸压力峰值；vmi一第i个距离时的冲击破压力信号的最大电压值。A4.1. 2 平均压力峰值Pm，按公式CA5）计算：2-Pm, p酬！三L一“.(AS) 式中：Pm；一第i个距离时的爆炸压力峰值；n一爆炸距离总数。A4.1. 3 平均灵敏度凡，按公式（A6）计算： CB/Z 260-96 :EK K, = 二L一户. . . . . . CA6) 式中：K；第i个距离时的压力测量系统灵

11、敏度f一一爆炸距离总数。A4.1. 4 用最小二乘法计算系统的娼值线性度，辑率C按公式（A7）式计算z哼tA uh-m nZ己？l刑事n飞4z-P-mz 一一斗znu-zm 叫PPLnrd叫nV-E-a= 一C 式中：Pm一一平均压力峰值；Ko，一第i个距离时的压力测量系统灵敏度；Pm；一一第i个距离时的爆炸压力峰值；n一一爆炸距离总数截距K按公式（A8）式计算：Ko:rP； -Pml:P,;K俯K= 11气1.(A的I P:m- PmIPmi 式中：pm一一平均压力峰值；Ko；第i个距离时的压力捕量系统灵敏度；pmi第i个距离时的爆炸压力峰值；n一一爆炸距离总数足一压力测量系统平均灵敏度。A

12、4.1 5 对应给定Pm值时的灵敏度Ko按公式（A9）计算：K0=K+CP,. (A9) 式中：K一一截距；C一一斜率；Pm一一压力峰值。A4. l 6 幅值线性度按公式CAlO）计算：K0-K 一二支一100%. ”. (AlO) 式中：一一幅值线性度，应不大于10%;K。一一压力值为Pm时的系统灵敏度。A4.2 系统上眼频率的确定从所得的技形读取搜形上升1佳的上升时间tc，系统的上限频率按公式（All)计算：f= -t阳）5 CB / Z 260-96 附录B结构物表面压力载荷经验公式（参考件）B1 测点处实测的入射波峰值压力P，按公式(Bl）计算：P; = 52. 3 (Wl/3 IR)

13、. 3 (Bl) 归结构物表面上的入射波峰值压力P；，按公式（B2）计算：P;, = 52. 3 ( (W113 )1.13 .。.(B2) .1t Co R + -Z-B3 测点处实测的反射波峰值压力pr按公式（B3）计算：Pr = 52. 3 (Wl/3 I R1) 1. 13 (B3) B4 结构物表面上的反射波峰值压力Pr，按公式（B4）计算：(W1; 3 Pr, = 52. 3 ( )1. 13 (B4) R tc。一一I 2 B5 结构物表面压力载荷P，按公式（B5）计算：P, = P;, +Pr, . (BS) 式中，P，一一测点处实测的入射披峰压，MPa;P；，一一结构物表面上

14、的入射波峰压，MPa;Pr一一测点处实测的反射波峰压，MPa;6 Pr，一一结构物表面上的反射波峰压，MPa;P，一一结构物表面压力载荷，MPa;R一一爆心至测点的距离，mR1一一假想的虚源到测点的距离，m;.1t实测的入射压与反射压向的时间差，s;Co一水中声速，m/s0试验骗号药量一一一kg环境条件源t序号位宣点编号传型号编号感灵敏度器mv/MPa 电编号榄长度m放型号大编号器量程型号编号瞬通道号太，.，.、章程Vi己采样速率录触发选择器提前量记录长度预R m 估P,. MPa 值。sR m 测Pm MPa 量值I MPa s （），严S备注深度CB/Z 260一96附录C压力测量记录表（参考件）试验名称m 水平距离m 方位年月日记录校对7 8 CB /Z260-,-96 附加说明：本指导性技术文件由船舶理论与实验归口组提出i本指导性技术文件由船舶工业总公司第七研究院第七O二研究所归口；本指导性技术文件由中国船舶工业总公司第七研究院第七O二研究所负责起草；本指导性技术文件主要起草人：李玉节、李国华。