大脉宽、高幅值冲击过程模拟方法与试验装置研究
发布时间：2021-07-10 20:24
在现代战争中,侵彻弹药己经成为世界各国武器的研究重点。侵彻弹引信作为弹药安全和起爆控制的核心,起着至关重要的作用。侵彻过程是一个瞬时、高能、强冲击过程,在如此恶劣的受力环境下,极有可能导致引信结构的损坏,尤其是结构的薄壁处、引信电源和电路板的损坏,造成引信失效。为保证引信在高过载环境下具有高可靠性,必须在研制阶段对样品进行抗过载试验。本文以侵彻弹引信高过载环境模拟为背景,研究了冲击振动基本理论、冲击模拟试验规则和冲击振动问题的解算方法。对各种冲击试验装置进行了深入地研究,在此基础上提出了用加装储能弹簧的垂直冲击试验机实现大脉宽、高幅值冲击模拟的原理方案,并对各个组成部分进行了计算和设计。根据设计方案在SolidWorks中建立了冲击试验机的三维实体模型。利用ANSYS有限元仿真软件和ADAMS运动学仿真软件对冲击试验机的碰撞过程进行了动力学和运动学仿真,分析了仿真结果,验证了设计方案的正确性。由冲击试验机的工作流程,完成了基于PLC的控制系统方案的设计,编写了梯形图程序。完成了加速度测试系统的设计,包括加速度传感器的选型,调理电路的设计。最后利用马希特锤对加速度测试系统进行了测试实验,...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钻地弹攻击地下掩体示意图
测量得到的过载峰值在3000一40009左右【’2];2004年，任辉启等采用弹内存储过载测试系统测得了质量为20Kg、弹速为200一600m/s的弹体侵彻混凝土的过载时程曲线，如图1.2所示[‘3]:… … … … … … … … … ……一一厂 厂 厂 厂 厂厂厂 厂厂厂 厂 厂 厂lll_遴 遴 遴 遴洲洲梦梦 )))))))))))，，，尹尹褚褚嘟嘟犷犷 犷 犷 犷 犷 犷 }}}」」」 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!鑫鑫 鑫 鑫 鑫 鑫 鑫 lll纽纽 纽 纽 纽﹄哪卿︸一3.0准急李场7盆，若伪城m‘)图1.2弹体加速度时程曲线由以上数据可见，侵彻弹在侵彻过程中弹体所受的过载一般在1护一10，g之间。这就对引信的设计提出了更高要求，一方面引信强度需满足承受高过载的要求，同时，为了能达到最佳毁伤效果，引信需能够按预定功能正常工作。针对以上问题，侵彻弹引信冲击试验装置的研究者需要对弹体的侵彻过程有一定的认识，才能有的放矢，进行针对性的设计
图13吉田精机MDST系列冲击试验机图1.4SY一13系列高加速度冲击试验机目前，国内也有不少企业和研究机构在生产和研制各种类型的冲击试验机，并取得一定的进展。如:苏州苏试试验仪器有限公司生产的CL系列冲击台，能产生满足GB/T2423.5，GJB15O，IEC68一2一27等标准的半正弦波、梯形波及后峰锯齿波三种波形;浙江大学正在研究的采用电液控制，液压变节流原理的冲击试验机;苏州东菱振动试验仪器有限公司自主研发的SY一13系列高加速度冲击试验机(如图1.4所示)，采用了“高加速度冲击台复合台面结构”和“冲击试验台活塞式高加速冲击响应锤”两项专利技术，实现了冲击能量倍增，从而完成了500009冲击环境的模拟，主要指标达到了国际先进水平。1.3.2Hop肠nson压杆HoPkinson压杆装置的原型由H叩kinson在1914年提出，是最早的瞬时冲击载荷测装置。该装置不断得到发展，1949年侧osky研制出了改进后的分离式Hopkinson压装置(splitHopkinsonPressureBar，简称sHPB)。此后eampbell、Niehlas、Du伪等多学者又对其进行了完善，主要是改进了加载方式、加载波形，建立用于考察材料性
【参考文献】：
期刊论文
[1]动力稳定车金属橡胶弹簧非线性动刚度特性研究[J]. 刘光伟,王立华,刘栋玉,万鹏程. 机械与电子. 2011(02)
[2]摆锤式冲击响应谱试验机的调试方法[J]. 王招霞,宋超. 航天器环境工程. 2010(03)
[3]新型压力反馈式液压锤的试验研究[J]. 刘东光,罗铭,徐必勇. 工程机械. 2010(02)
[4]复合材料车轮冲击试验仿真分析[J]. 畅世为,张维刚. 汽车工程. 2010(01)
[5]弹药侵彻混凝土的火工品环境力分析[J]. 张静伟. 火工品. 2009(05)
[6]橡胶缓冲器接触碰撞有限元分析[J]. 郝长千,唐华平,聂拓,姜永正. 现代制造工程. 2009(03)
[7]多冲碰撞试验机的改进[J]. 徐梅,傅戈雁,刘磊,何结国. 苏州大学学报(工科版). 2009(01)
[8]冲击试验台台面的固有频率及强度分析[J]. 胡俊毅,陈博博,冯健,闫有森. 工程与试验. 2008(03)
[9]高g值侵彻过载测试相关技术研究[J]. 孙桂娟,张庆明,王幸,刘瑞朝,黄家蓉,何翔. 科技导报. 2008(09)
[10]被动式液压冲击波形发生器动态特性的数学建模与仿真[J]. 王贡献,褚德英,沈荣瀛. 振动与冲击. 2007(07)
博士论文
[1]硬目标侵彻引信半实物仿真技术研究[D]. 张志安.南京理工大学 2007
硕士论文
[1]引信安全状态恢复功能分析及其实现[D]. 朱珊.南京理工大学 2011
[2]侵彻火箭弹引信关键技术研究[D]. 王东晓.南京理工大学 2011
[3]基于虚拟样机的航母跑道涂层耐冲击试验机的设计与仿真[D]. 陈敬辉.哈尔滨工业大学 2009
[4]高g值冲击测试关键技术研究[D]. 景鹏.中北大学 2009
[5]某冲击实验台设计及动态特性研究[D]. 吴闯.南京理工大学 2009
[6]高g值长脉冲引信实验台有限元分析及优化设计[D]. 吕唯唯.沈阳理工大学 2009
[7]弹丸发射和着靶的过载特性及模拟试验方法研究[D]. 李石磊.南京理工大学 2008
[8]复杂结构的冲击动力学分析与仿真[D]. 李艳敏.西北工业大学 2005
[9]引信冲击环境试验数据处理技术及数据库技术[D]. 张卓宁.南京理工大学 2004
[10]电液控制冲击试验机液压系统的研究[D]. 吴嵩.浙江大学 2004
本文编号：3276604
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钻地弹攻击地下掩体示意图
测量得到的过载峰值在3000一40009左右【’2];2004年，任辉启等采用弹内存储过载测试系统测得了质量为20Kg、弹速为200一600m/s的弹体侵彻混凝土的过载时程曲线，如图1.2所示[‘3]:… … … … … … … … … ……一一厂 厂 厂 厂 厂厂厂 厂厂厂 厂 厂 厂lll_遴 遴 遴 遴洲洲梦梦 )))))))))))，，，尹尹褚褚嘟嘟犷犷 犷 犷 犷 犷 犷 }}}」」」 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!鑫鑫 鑫 鑫 鑫 鑫 鑫 lll纽纽 纽 纽 纽﹄哪卿︸一3.0准急李场7盆，若伪城m‘)图1.2弹体加速度时程曲线由以上数据可见，侵彻弹在侵彻过程中弹体所受的过载一般在1护一10，g之间。这就对引信的设计提出了更高要求，一方面引信强度需满足承受高过载的要求，同时，为了能达到最佳毁伤效果，引信需能够按预定功能正常工作。针对以上问题，侵彻弹引信冲击试验装置的研究者需要对弹体的侵彻过程有一定的认识，才能有的放矢，进行针对性的设计
图13吉田精机MDST系列冲击试验机图1.4SY一13系列高加速度冲击试验机目前，国内也有不少企业和研究机构在生产和研制各种类型的冲击试验机，并取得一定的进展。如:苏州苏试试验仪器有限公司生产的CL系列冲击台，能产生满足GB/T2423.5，GJB15O，IEC68一2一27等标准的半正弦波、梯形波及后峰锯齿波三种波形;浙江大学正在研究的采用电液控制，液压变节流原理的冲击试验机;苏州东菱振动试验仪器有限公司自主研发的SY一13系列高加速度冲击试验机(如图1.4所示)，采用了“高加速度冲击台复合台面结构”和“冲击试验台活塞式高加速冲击响应锤”两项专利技术，实现了冲击能量倍增，从而完成了500009冲击环境的模拟，主要指标达到了国际先进水平。1.3.2Hop肠nson压杆HoPkinson压杆装置的原型由H叩kinson在1914年提出，是最早的瞬时冲击载荷测装置。该装置不断得到发展，1949年侧osky研制出了改进后的分离式Hopkinson压装置(splitHopkinsonPressureBar，简称sHPB)。此后eampbell、Niehlas、Du伪等多学者又对其进行了完善，主要是改进了加载方式、加载波形，建立用于考察材料性
【参考文献】：
期刊论文
[1]动力稳定车金属橡胶弹簧非线性动刚度特性研究[J]. 刘光伟,王立华,刘栋玉,万鹏程. 机械与电子. 2011(02)
[2]摆锤式冲击响应谱试验机的调试方法[J]. 王招霞,宋超. 航天器环境工程. 2010(03)
[3]新型压力反馈式液压锤的试验研究[J]. 刘东光,罗铭,徐必勇. 工程机械. 2010(02)
[4]复合材料车轮冲击试验仿真分析[J]. 畅世为,张维刚. 汽车工程. 2010(01)
[5]弹药侵彻混凝土的火工品环境力分析[J]. 张静伟. 火工品. 2009(05)
[6]橡胶缓冲器接触碰撞有限元分析[J]. 郝长千,唐华平,聂拓,姜永正. 现代制造工程. 2009(03)
[7]多冲碰撞试验机的改进[J]. 徐梅,傅戈雁,刘磊,何结国. 苏州大学学报(工科版). 2009(01)
[8]冲击试验台台面的固有频率及强度分析[J]. 胡俊毅,陈博博,冯健,闫有森. 工程与试验. 2008(03)
[9]高g值侵彻过载测试相关技术研究[J]. 孙桂娟,张庆明,王幸,刘瑞朝,黄家蓉,何翔. 科技导报. 2008(09)
[10]被动式液压冲击波形发生器动态特性的数学建模与仿真[J]. 王贡献,褚德英,沈荣瀛. 振动与冲击. 2007(07)
博士论文
[1]硬目标侵彻引信半实物仿真技术研究[D]. 张志安.南京理工大学 2007
硕士论文
[1]引信安全状态恢复功能分析及其实现[D]. 朱珊.南京理工大学 2011
[2]侵彻火箭弹引信关键技术研究[D]. 王东晓.南京理工大学 2011
[3]基于虚拟样机的航母跑道涂层耐冲击试验机的设计与仿真[D]. 陈敬辉.哈尔滨工业大学 2009
[4]高g值冲击测试关键技术研究[D]. 景鹏.中北大学 2009
[5]某冲击实验台设计及动态特性研究[D]. 吴闯.南京理工大学 2009
[6]高g值长脉冲引信实验台有限元分析及优化设计[D]. 吕唯唯.沈阳理工大学 2009
[7]弹丸发射和着靶的过载特性及模拟试验方法研究[D]. 李石磊.南京理工大学 2008
[8]复杂结构的冲击动力学分析与仿真[D]. 李艳敏.西北工业大学 2005
[9]引信冲击环境试验数据处理技术及数据库技术[D]. 张卓宁.南京理工大学 2004
[10]电液控制冲击试验机液压系统的研究[D]. 吴嵩.浙江大学 2004
本文编号：3276604
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