Page 150 - 《爆炸与冲击》2026年第8期

第 46 卷 王雁冰，等： 不同外壳材料对高能产气剂孔壁压力的影响 第 8 期

整体的规律分析。D 组的不对称指数相对较小，时间差值为 4 组中最小的，说明在布置上 D 组很接近理
想试验。D 组测点 1 与 C 组测点 3 类似，并未出现明显的第 2 个和第 3 个压力峰值，不排除受到数据异
常波动的影响。测点 2 在达到峰值后迅速降低至 75.00 MPa 左右，随后维持稳定，可能是气体压力不均
匀地作用于 PVDF 薄膜造成了局部压力偏高。测点 3 在达到第 1 个压力峰值（23 ms）后，出现第 2 个
14.08 MPa 的压力峰值，随后出现无规则波动，未出现明显的第 3 个压力峰值，可能的原因是应力波作用
下 PVDF 压电传感器发生位置移动，在达到第 2 个峰值点后未完全贴合孔壁。
2.2 不同外壳材料的时程压力曲线分析
计算测点 2 和 3 衰减特征量的平均值与测点 1 衰减特征量数值之间的差值，其与理论距离的比值为
衰减指数 β。衰减指数可以评估压力信号在传播过程中的衰减特性，从而对不同外壳材料下压力传播的
特征量进行定量分析。具体分为 3 种衰减特征量，压力峰值、升压时间、加载率分别对应衰减指数 β 、
1
β 、β 。衰减指数的计算公式如下：
2 3
|L 1 − L 2 |
β = (2)
d
式中：L 为是测点 2 和 3 衰减特征量的平均值，以压力峰值为例， L 1 = (p 2,peak − p 3,peak )/2 ；L 为对应测点 1
2
1
的衰减特征量；d 为测点 1 和 2 之间的理论距离，本试验中为 10 cm。
考虑不对称指数 I δ 可表示为：
A
σ 对数据的影响，可信度
1
δ = θ (3)
(1+σ AI )
θ = 0.25 。可信度越高，表示数据或结果
对不对称指数进行处理和归一化后得到可信度 δ ，本试验中
越可靠。它与不对称指数的区别在：不对称指数是从数据的一致性角度评估数据之间的差异性，用于试
验数据的初步分析和筛选；可信度量化的是数据或结果的可靠性，用于最终结果的验证和决策支持。

2.2.1 外壳材料对压力峰值的影响
表 5 压力峰值衰减指数
4 组试验中，压力峰值衰减指数 β 如表 5 所
1
Table 5 Pressure peak attenuation index
示。从表 5 中可以看出，A 组的压力峰值衰减指
数最小，说明压力峰值在传播过程中的衰减速度 组别 p 2,peak / p 3,peak / (p 2,peak −p 3,peak )/ 压力峰值衰减系数 可信度δ
−1
MPa MPa MPa β 1 /(MPa·cm )
较慢。从能量损失的路径角度分析，A 组没有外
A组 93.71 15.54 78.17 7.82 0.283
壳材料，启动剂产生的能量直接作用于周围的介
B组 225.33 19.30 206.03 20.60 0.256
质，能量路径较短，损失较小，能够更直接的传递
C组 224.04 28.91 195.13 19.51 0.249
能 量 ， 因 此 ， 压 力 峰 值 在 传 播 过 程 中 的 衰 减 较
慢。A 组的可信度最高，说明其受不对称指数的 D组 208.32 23.00 185.32 18.53 0.272
影响最小。3 组不同外壳材料的压力峰值衰减
系数从大到小依次为：PVC 透明外壳材料、PVC
300
白色外壳材料、牛皮纸管。 Group A
250 Group B
在相同的测点处，不同外壳材料的高能产 Group C
气剂导致的压力峰值存在明显差异，如图 9 所 200 Group D
示。PVC 白色外壳材料在测点 1 和 2 处的压力 Pressure peak/MPa 150
峰值最高，在测点 3 处最低。结合不对称指数来 100

看，PVC 白色外壳材料在测点 2 和 3 处的不对称
指数最大，说明测点 3 处压力峰值偏小是受到了 50
较大的误差影响。同时，试验用的 PVC 白色外 0
Measurement Measurement Measurement
壳材料可能在测点 3 方向上存在缺陷，导致压力 point 1 point 2 point 3
传递效率降低。尽管 PVC 白色外壳材料在测点 图 9 各组压力峰值变化
3 处的压力峰值最低，但其在测点 1 和 2 处的压 Fig. 9 Changes of pressure peak in each group

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