弹带与身管材料动摩擦系数测试方法研究
发布时间：2020-08-07 06:55
【摘要】：弹带与身管材料之间的摩擦过程对火炮寿命和射击精度的研究有着重要意义,而动摩擦系数是描述摩擦过程的一个重要参数,通过实测方法得到动摩擦系数是目前最为迫切的途径,因此开展了弹带与身管材料动摩擦系数测试方法研究。根据弹带与身管材料动摩擦系数测试要求,提出了一种动摩擦系数测试方法。给出了动摩擦系数的测试原理,仿真分析了弹带与身管材料高速摩擦过程中摩擦力和正压力的特性,同时也探讨了其他因素对动摩擦系数的影响,并据此提出了弹带与身管材料动摩擦系数测试装置的设计要求。设计了弹带与身管材料动摩擦系数测试装置,搭建了实验测试系统。弹带与身管材料动摩擦系数测试装置由弹道枪、滑动组件、摩擦力传感器、带有摩擦面的正压力传感器以及相应的采集设备组成。通过弹道枪高速驱动滑动组件到所需速度,滑动组件上的摩擦带挤进带有摩擦面的正压力传感器,并拉伸摩擦力传感器,正压力和摩擦力传感器分别输出正压力和摩擦力信号,实现了弹带材料与身管材料的高速摩擦及动摩擦系数的测量。分别基于弹性圆筒和厚壁圆筒的原理开展了动态应变式摩擦力和正压力传感器的设计,通过传感器材料的选取以及结构的优化设计,提高了传感器的频率响应范围,利用ANSYS软件对其静动态特性进行了仿真分析,分析结果表明,动态应变式摩擦力传感器频响为3399Hz,正压力传感器频响为67KHz。基于弹带与身管材料动摩擦系数测试装置,仿真分析了初速为550m/s的摩擦过程,解释了高速摩擦现象,获得并分析了动态应变式摩擦力和正压力传感器的响应曲线,根据测量曲线计算出动摩擦系数,验证了弹带与身管材料动摩擦系数测试装置的性能。利用弹带与身管材料动摩擦系数测试装置测试分析了摩擦速度约为500m/s时的摩擦系数。针对弹带与身管材料高速摩擦环境恶劣,传感器响应信号干扰严重的问题,采用小波去噪方法对实测摩擦应变和正压应变信号进行了去噪处理。动摩擦系数测量结果表明,在摩擦速度约为500m/s时,动摩擦系数值为0.03。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ306
【图文】：
擦系数测量传感器研宄现状逡逑所用仪器，动摩擦系数的测试方法可分两类，为机械法和电测法［２１］［２２］损较大，而且机械惯性大，数值不稳定，很难保证测试结果的精度和以力传感器为主要手段，把力传感器附加在被测元件上，摩擦力、摩换成电量，输入到测量或记录仪上，自动记录下摩擦力和正压力的变数［２３］。针对不同的摩擦过程，现代学者几乎均采用现有的传感器或自测量动摩擦系数＃。逡逑述摩擦磨损试验机中，普遍使用的是现有的力传感器或扭矩传感器，大开介绍。田成达，唐鼎等［２４］采用如图１．４所示的实验方法测定金属材数。使用Ｋｉｓｔｌｅｒ动力计做为力传感器，以工作台带动摩擦副运动，同时出摩擦力和法向力，进而获得动摩擦系数。这种测量方法原理简单，安成的传感器往往面临着接口不匹配，安装困难的问题，经常需要制作件，与特定装置的适配型极低，使用不便。逡逑
擦系数测量传感器研宄现状逡逑所用仪器，动摩擦系数的测试方法可分两类，为机械法和电测法［２１］［２２］损较大，而且机械惯性大，数值不稳定，很难保证测试结果的精度和以力传感器为主要手段，把力传感器附加在被测元件上，摩擦力、摩换成电量，输入到测量或记录仪上，自动记录下摩擦力和正压力的变数［２３］。针对不同的摩擦过程，现代学者几乎均采用现有的传感器或自测量动摩擦系数＃。逡逑述摩擦磨损试验机中，普遍使用的是现有的力传感器或扭矩传感器，大开介绍。田成达，唐鼎等［２４］采用如图１．４所示的实验方法测定金属材数。使用Ｋｉｓｔｌｅｒ动力计做为力传感器，以工作台带动摩擦副运动，同时出摩擦力和法向力，进而获得动摩擦系数。这种测量方法原理简单，安成的传感器往往面临着接口不匹配，安装困难的问题，经常需要制作件，与特定装置的适配型极低，使用不便。逡逑
器来减小测量的难度，提高测量的精度。如以下学者均对力／压力传感器有过研究和设计：逡逑西南交通大学的史炎［２５］基于应变测试技术，设计了一种用于摩擦系数测量的二维力传逡逑感器，主要利用电桥加减特性分别测出摩擦力、正压力。图１．５是史炎设计的直角型组逡逑合力传感器结构图。由于这种传感器是用于机车活塞环的动摩擦系数测量，属于低速，逡逑故不能直接用于弹带和身管材料在高速摩擦过程中的动摩擦系数测量，只是此传感器的逡逑设计原理对本课题有一定的借鉴意义，若要使用此传感器，还需在其安装接口，量程和逡逑响应速度等方面做深入研究或改进。逡逑｜邋Ｆｊ，逦Ａ—Ａ逡逑＊邋ｙ逦邋＿＿＿ｓ＿逡逑＇＠邋＠￣Ａ逦＾逡逑ｌＣ－－……一＼逡逑Ｉ邋－Ｌｈ：Ｌ＾逡逑＇邋ｄＺ：逡逑一邋Ｖ逦／逡逑Ｋ，ｉｌ0ｉＶｉ邋ａａ逦八—逡逑ｒＡ；邋■＇／＞逡逑２２３ＺＴ￣？逦＼Ａ．邋■＞逡逑ＬＪｉ！邋ａＺｊ逡逑ｎ＾逡逑逦逦ｊ邋ｔ逡逑￣￣￣邋＾，逡逑ｕ逡逑图１．５史炎设计的直角型组合力传感器逡逑长安大学的隋正［２６］设计了一种路面动摩擦系数测量传感器，这是一种应变式扭矩传逡逑感器
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ306
【图文】：
擦系数测量传感器研宄现状逡逑所用仪器，动摩擦系数的测试方法可分两类，为机械法和电测法［２１］［２２］损较大，而且机械惯性大，数值不稳定，很难保证测试结果的精度和以力传感器为主要手段，把力传感器附加在被测元件上，摩擦力、摩换成电量，输入到测量或记录仪上，自动记录下摩擦力和正压力的变数［２３］。针对不同的摩擦过程，现代学者几乎均采用现有的传感器或自测量动摩擦系数＃。逡逑述摩擦磨损试验机中，普遍使用的是现有的力传感器或扭矩传感器，大开介绍。田成达，唐鼎等［２４］采用如图１．４所示的实验方法测定金属材数。使用Ｋｉｓｔｌｅｒ动力计做为力传感器，以工作台带动摩擦副运动，同时出摩擦力和法向力，进而获得动摩擦系数。这种测量方法原理简单，安成的传感器往往面临着接口不匹配，安装困难的问题，经常需要制作件，与特定装置的适配型极低，使用不便。逡逑
擦系数测量传感器研宄现状逡逑所用仪器，动摩擦系数的测试方法可分两类，为机械法和电测法［２１］［２２］损较大，而且机械惯性大，数值不稳定，很难保证测试结果的精度和以力传感器为主要手段，把力传感器附加在被测元件上，摩擦力、摩换成电量，输入到测量或记录仪上，自动记录下摩擦力和正压力的变数［２３］。针对不同的摩擦过程，现代学者几乎均采用现有的传感器或自测量动摩擦系数＃。逡逑述摩擦磨损试验机中，普遍使用的是现有的力传感器或扭矩传感器，大开介绍。田成达，唐鼎等［２４］采用如图１．４所示的实验方法测定金属材数。使用Ｋｉｓｔｌｅｒ动力计做为力传感器，以工作台带动摩擦副运动，同时出摩擦力和法向力，进而获得动摩擦系数。这种测量方法原理简单，安成的传感器往往面临着接口不匹配，安装困难的问题，经常需要制作件，与特定装置的适配型极低，使用不便。逡逑
器来减小测量的难度，提高测量的精度。如以下学者均对力／压力传感器有过研究和设计：逡逑西南交通大学的史炎［２５］基于应变测试技术，设计了一种用于摩擦系数测量的二维力传逡逑感器，主要利用电桥加减特性分别测出摩擦力、正压力。图１．５是史炎设计的直角型组逡逑合力传感器结构图。由于这种传感器是用于机车活塞环的动摩擦系数测量，属于低速，逡逑故不能直接用于弹带和身管材料在高速摩擦过程中的动摩擦系数测量，只是此传感器的逡逑设计原理对本课题有一定的借鉴意义，若要使用此传感器，还需在其安装接口，量程和逡逑响应速度等方面做深入研究或改进。逡逑｜邋Ｆｊ，逦Ａ—Ａ逡逑＊邋ｙ逦邋＿＿＿ｓ＿逡逑＇＠邋＠￣Ａ逦＾逡逑ｌＣ－－……一＼逡逑Ｉ邋－Ｌｈ：Ｌ＾逡逑＇邋ｄＺ：逡逑一邋Ｖ逦／逡逑Ｋ，ｉｌ0ｉＶｉ邋ａａ逦八—逡逑ｒＡ；邋■＇／＞逡逑２２３ＺＴ￣？逦＼Ａ．邋■＞逡逑ＬＪｉ！邋ａＺｊ逡逑ｎ＾逡逑逦逦ｊ邋ｔ逡逑￣￣￣邋＾，逡逑ｕ逡逑图１．５史炎设计的直角型组合力传感器逡逑长安大学的隋正［２６］设计了一种路面动摩擦系数测量传感器，这是一种应变式扭矩传逡逑感器
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 梁文凯;周克栋;李践飞;;身管与弹丸的熔融磨损模型与研究[J];兵工自动化;2015年09期
2 王伟;孙见君;涂桥安;马晨波;;摩擦磨损试验机发展现状研究[J];机械设计与制造工程;2015年07期
3 孙全兆;杨国来;王鹏;葛建立;谢润;;某大口径榴弹炮弹带挤进过程数值模拟研究[J];兵工学报;2015年02期
4 吴斌;郑靖;;枪炮射击过程中弹丸与身管相互作用及其影响[J];四川兵工学报;2011年05期
5 雒建斌;李津津;;摩擦学的进展和未来[J];润滑与密封;2010年12期
6 田成达;唐鼎;李大永;彭颖红;;一种摩擦系数的测量方法及其在数值模拟中的应用[J];塑性工程学报;2008年05期
7 张景柱;郭凯;徐诚;;六维力传感器静态解耦算法应用研究[J];传感器与微系统;2007年12期
8 吴福兵;一种板成形摩擦系数的测试装置[J];机械制造与自动化;2005年03期
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本文编号：2783648
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