由一根支撑杆和一个装药容器组成；
[0057] 整体连接关系：
[0058] 所述电雷管插入起爆药柱中，起爆药柱装载在药柱固定结构2的装药容器中，炸 药固定结构的支撑杆与待测容器1的容器壁固连；所述同步触发器3通过同轴电缆分别与 所述电雷管和两台串联的高速相机5连接；所述高速相机5通过千兆网线与计算机采集终 端6连接；两台高速相机5拍摄方向之间夹角α为2Γ，且视场与待测样品表面重合；两 套以上的照明装置4均匀分布在待测容器1待测表面的前方。
[0059] 进一步的，所述同步触发器3可输出具有上升沿的脉冲电信号，其输出信号为5伏 TTL ；
[0060] 所述电雷管为5号电雷管。
[0061] 工作原理：利用两台同步触发的高速相机5记录待测容器1壳体表面在爆炸加载 下完整的动态变形过程，结合三维数字图像相关方法对变形过程数据进行处理得到壳体表 面的三维位移、速度和二维应变场分布信息，进一步得到待测容器1壳体表面在响应过程 中的瞬时最大位移、速度和应变大小，以及响应结束以后的最终位移和应变大小；通过提 取壳体的离面位移-时间曲线，对其进行快速卷积傅里叶变换，可以得到壳体在响应过程 中的振动频率及幅值分布，以此确定壳体的振动特征以及响应特性；通过壳体响应结束以 后的最终位移和应变量大小，评价待测容器1在该装药质量产生的爆炸载荷作用下是否发 生不可恢复的塑性变形等损伤，并确定损伤部位，判断装药质量是否超过待测容器1的实 际许用药量并与设计许用药量进行比较，评估该待测容器1的安全性和产品质量。
[0062] 实施例2
[0063] -种测量密闭容器爆炸载荷下动态响应的方法，所述方法中炸药装药量为400g， 其余同实施例1 ;相关数据见表1，可知，所述待测容器未发生塑性变形和损伤，其实际许可 应力远大于400g的8701炸药所提供的爆炸载荷强度；其主要响应形式为弹性振动。
[0064] 表 1
[0065]
[0066] 以上实施例中所述待测容器的安全性和是否合格的检测方法如下：
[0067] 根据最终三维位移场和应变场信息评估待测容器的安全性和装药量，若壳体表面 存在最终离面位移，且最终应变结果不为零时，说明所述待测容器在爆炸载荷作用下发生 不可恢复的塑性变形，说明实际装药质量超过实际许可装药量，待测容器的安全性差，同时 将实际装药质量与设计许可装药量比较，若实际装药质量小于设计许可装药量，说明所述 待测容器的质量不合格。
[0068] 本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同 替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种测量密闭容器爆炸载荷下动态响应的方法，其特征在于：所述方法具体步骤如 下： (1) 对待测容器的待测表面进行去除油污并打磨处理后，在待测表面喷涂一层厚度 < 0.1 mm的底漆，干燥，将散斑场模板覆盖在底漆表面，制作随机分布的散斑点，得到散斑 场； 其中，所述散斑场模板为硬纸板材质，其上均匀分布大小相近的不规则形状孔洞；所述 孔洞通过激光微刻制作得到，其直径在高速相机视场内的大小为5个像素； 所述底漆和散斑点的颜色不同；所述干燥优选自然晾干； (2) 将电雷管插入起爆药柱中，连接电雷管和同步触发器，将起爆药柱放入装药容器 中，将炸药固定结构固连到待测容器的筒壁上；连接同步触发起器、高速相机和计算机采集 终端；调整两台高速相机拍摄方向之间夹角a为15°~30°，聚焦使所述高速相机视场与 待测表面的散斑场重合；将两套以上的照明装置均与分布在待测表面的前方，打开照明装 置的光源，照亮散斑场； 其中，起爆药柱由含能炸药冷压成型； (3) 对高速相机进行三维标定，采集15幅以上的标定板图像；将所述标定板图像导入 计算机采集终端上的DIC计算软件进行计算，得到高速相机的空间坐标系和单个相机的内 部参数； 其中，DIC为三维数字图像相关方法的简称； (4) 通过同步触发器触发电雷管，电雷管引爆药柱，同时，同步触发器同步输出一个5V 的TTL上升沿脉冲信号触发高速相机采集待测容器在工作过程中表面散斑场的变形过程， 得到记录有变形信息的数字图像； (5) 将所述数字图像导入计算机采集终端上的DIC计算软件进行相关匹配计算，得到 爆炸过程中待测容器待测表面的初始三维位移场信息；根据所述位移场信息利用差分法和 导数法分别计算出三维速度场信息和二维面内应变场信息；最后根据计算的信息分析待测 容器在爆炸载荷作用下的变形响应特征； (6) 提取待测容器响应过程中观测表面区域的某点和平均离面位移-时间曲线，对所 述曲线进行快速卷积傅里叶变换，得到待测区域的弹性振动频谱分布曲线、加速度频谱曲 线和应变频谱曲线，根据频谱分布特征得到容器振动响应的主要频率及对应幅值，获得待 测容器在爆炸载荷作用下的振动特性； (7) 实验结束后，再次触发高速相机采集响应结束以后的容器表面静止图像，与爆炸前 待测容器待测表面的初始变形图像进行相关匹配，计算得到待测容器壳体的最终三维位移 场和应变场信息。2. 根据权利要求1所述的一种测量密闭容器爆炸载荷下动态响应的方法，其特征在 于：所述方法采用的系统主要包括待测容器（1)、同步触发器（3)、起爆装置、照明装置（4)、 尚速相机（5)和计算机米集终端（6); 所述待测容器（1)的待测表面制备有散斑场，所述散斑场由均匀分布大小相近的不规 则散斑点构成； 所述高速相机（5)的个数为两台；所述照明装置（4)的个数为两套或以上； 所述起爆装置包括药柱固定结构（2)、起爆药柱和电雷管，其中，所述炸药固定结构由 一根支撑杆和一个装药容器组成； 整体连接关系： 所述电雷管插入起爆药柱中，起爆药柱装载在药柱固定结构（2)的装药容器中，炸药 固定结构的支撑杆与待测容器（1)的容器壁固连；所述同步触发器（3)通过同轴电缆分别 与所述电雷管和两台串联的高速相机（5)连接；所述高速相机（5)通过千兆网线与计算机 采集终端（6)连接；两台高速相机（5)拍摄方向之间夹角a为15°~30°，且视场与待测 样品表面重合；两套以上的照明装置（4)均匀分布在待测容器（1)待测表面的前方。3.根据权利要求2所述的一种测量密闭容器爆炸载荷下动态响应的方法，其特征在 于：所述同步触发器（3)可输出具有上升沿的脉冲电信号，其输出信号为5伏TTL ;所述电 雷管为5号电雷管。
【专利摘要】本发明公开了一种测量密闭容器爆炸载荷下动态响应的方法，属于测量技术领域。所述方法利用高速相机记录待测容器在爆炸加载下完整的动态变形过程，结合3D？DIC对变形过程数据进行处理后，获得待测容器待测表面的变形响应特征、振动特性和三维位移场和应变场信息。所述方法采用的系统主要包括待测容器、同步触发器、起爆装置、照明装置、高速相机和计算机采集终端；电雷管插入起爆药柱中，起爆药柱装载在装药容器中，支撑杆与待测容器的容器壁固连；同步触发器通过分别与电雷管和高速相机连接；高速相机与计算机采集终端连接；照明装置均匀分布在待测容器待测表面的前方。根据所述方法获得的测量结果可评估待测容器的安全性和装药量。
【IPC分类】G01N3/313
【公开号】CN105158089
【申请号】CN201510437022
【发明人】陈鹏万, 刘函, 李毅, 李玲, 张少龙, 陈昂
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月23日