子弹引信MEMS安全系统设计与仿真

发布时间：2023-04-13 17:34

　　集束弹药具有瞬时火力密集、分布面积广、毁伤效能大等优点,在战争中大量使用。但集束弹药一直存在危险哑弹率高问题,在战后持续对平民造成威胁以及增加清除的负担和风险。而集束弹药哑弹率高的问题是由子弹引信作用率低造成的。因此有必要对子弹引信进行研究以提高发火率,降低哑弹率。本文尝试将MEMS(微机电系统)技术应用在子弹引信安全系统中,以够大幅减小引信安全系统体积,节约引信空间,为增加“三自”装置或实现并联冗余功能提供空间,从而提高子弹引信的发火率 本文首先分析了美国专利NO.7316186B1中子弹引信MEMS安全系统的结构特点和作用原理。在此基础上,提出采用“机械惯性安全逻辑”设计思想的MEMS安全系统设计方案,并建立了MEMS安全系统的虚拟样机。该MEMS安全系统以火箭弹子弹引信为应用背景,由后坐保险机构、微SMA作动器驱动的延期解除机构和隔爆机构组成。 其次运用ANSYS/LS-DYNA软件对MEMS安全系统进行动力学仿真。分析得出后坐保险机构Z型齿结构参数对后坐滑块运动情况的影响关系,并优化设计了后坐保险机构。该后坐保险机构能够保证引信在勤务处理过程中遇到意外跌落时的安全,并能在低过载...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 微机电技术
        1.2.1 微机电技术的概念及特点
        1.2.2 微机电技术在引信中的应用
    1.3 微机电安全系统的国内外发展状况
        1.3.1 国外MEMS安全系统的发展状况
        1.3.2 国内MEMS安全系统发展状况
    1.4 本文主要研究工作
第二章 美军子弹引信MEMS安全系统分析
    2.1 专利MEMS安全系统总体结构设计
    2.2 MEMS安全系统的工作原理
    2.3 本章小结
第三章 MEMS安全系统方案设计
    3.1 引信安全系统设计要求
    3.2 MEMS安全系统结构设计
        3.2.1 安全系统设计方案
        3.2.2 安全系统零部件的参数
    3.3 延期解除保险机构设计
        3.3.1 方案选择
        3.3.2 形状记忆合金驱动机理
        3.3.3 形状记忆合金材料
        3.3.4 形状记忆合金作动器设计
    3.4 MEMS安全系统工作原理及流程
    3.5 本章小结
第四章 MEMS安全系统的力学模型
    4.1 MEMS安全系统的环境力计算模型
        4.1.1 发射时后坐力
        4.1.2 抛撒后惯性力
    4.2 受力分析及运动方程
        4.2.1 后坐滑块
        4.2.2 隔爆滑块
    4.3 本章小结
第五章 MEMS安全系统结构有限元分析
    5.1 有限元仿真软件分析及相关理论
        5.1.1 LS-DYNA有限元软件简介
        5.1.2 LS-DYNA有限元求解算法
        5.1.3 LS-DYNA中的动态接触算法
    5.2. 仿真流程及基本参数设定
    5.3 后坐保险机构仿真
        5.3.1 载荷参数
        5.3.2 弹簧刚度对后坐保险机构性能的影响
        5.3.3 Z型齿结构对后坐保险机构性能的影响
        5.3.4 改进的后坐保险机构方案
    5.4 隔爆机构仿真
        5.4.1 载荷参数
        5.4.2 仿真计算
    5.5 微弹簧
        5.5.1 W型微弹簧的刚度公式
        5.5.2 W型微弹簧的结构参数分析
        5.5.3 W型微弹簧的设计
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究内容及结论
    6.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3790618