炸药装药PVDF应力传感器设计及试验研究

发布时间：2017-07-03 15:23

  本文关键词：炸药装药PVDF应力传感器设计及试验研究

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【摘要】：炸药装药的发射安全性在一定程度上制约了炸药装药的应用,国内外大量试验证明：炸药装药的起爆原因不仅取决于加载应力的σ大小,而且也取决于加载时间t的长短、应力率σ这些动态过程。同时理论计算和试验表明,炸药装药承受的最大应力为炸药装药的底部应力,所以测得发射环境下的底部应力问题尤为重要。本文设计并制作了炸药装药PVDF应力传感器,并进行了以下研究：(1)对PVDF薄膜的压电特性和信号放大电路进行了分析,设计并制作了PVDF应力传感器。(2)通过配备高低温温控箱的电子万能试验机,试验获得不同温度下PVDF应力传感器准静力学响应,对PVDF应力传感器在力和温度共同作用下的灵敏度变化展开了研究。(3)通过落锤试验装置与Kistler力传感器,试验测得PVDF应力传感器在不同应变率下的灵敏度,并给出灵敏度的标准不确定值,对PVDF应力传感器在落锤加载下的频率响应特性展开了研究。(4)借助炸药装药发射环境纵向过载和高速旋转综合模拟试验装置,对PVDF应力传感器进行标定,并将标定过后的PVDF应力传感器应用在这个装置上,对炸药装药底部应力进行试验研究。
【关键词】：炸药装药 发射安全性 PVDF应力传感器
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ410.34;TP212
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 炸药装药发射安全性国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 PVDF膜国内外研究现状15-18
• 1.3.1 国外研究现状15-16
• 1.3.2 国内研究现状16-18
• 1.4 本文的主要工作和目的18-19
• 2 PVDF应力传感器的工作原理及结构设计19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 PVDF压电薄膜的特点19-20
• 2.3 PVDF薄膜的压电原理20-25
• 2.3.1 工作原理20
• 2.3.2 压电方程20-22
• 2.3.3 测量电路22-24
• 2.3.4 信号调理电路24-25
• 2.4 PVDF薄膜的热释电原理25-27
• 2.4.1 热释电效应25-26
• 2.4.2 热释电系数26-27
• 2.4.3 热释电信号调理电路27
• 2.5 PVDF应力传感器的结构设计27-29
• 2.6 基于ANSYS的PVDF应力传感器静力学分析29-32
• 2.7 本章小结32-33
• 3 PVDF应力传感器热释电特性研究33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 PVDF应力传感器温度试验的工作原理33-34
• 3.3 PVDF传感器温度试验系统的建立34-36
• 3.3.1 电子万能试验机装置34-35
• 3.3.2 信号调理设备35
• 3.3.3 温度试验系统的搭建35-36
• 3.4 实验结果及分析36-41
• 3.5 本章小结41-42
• 4 PVDF应力传感器频响特性研究42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 落锤试验力学响应系统42-43
• 4.3 实验结果讨论与分析43-49
• 4.3.1 PVDF应力传感器标定43-45
• 4.3.2 传感器对落锤信号的响应45-46
• 4.3.3 传感器的时域动态特性46-48
• 4.3.4 传感器的频域特性分析48-49
• 4.4 本章小节49-50
• 5 PVDF应力传感器在炸药装药模拟发射环境中的研究50-62
• 5.1 引言50
• 5.2 炸药装药发射环境纵向和旋转过载综合模拟装置50-51
• 5.2.1 炸药装药试验装置的设计原理50
• 5.2.2 炸药装药发射环境纵向过载和高速旋转综合模拟装置50-51
• 5.2.3 半密闭爆发器51
• 5.3 炸药装药PVDF应力传感器标定试验51-56
• 5.3.1 标定试验传感器51-52
• 5.3.2 标定试验测试系统的建立52-53
• 5.3.3 标定试验结果与分析53-56
• 5.4 炸药装药底部应力测试试验56-61
• 5.4.1 炸药装药底部应力测试传感器56-57
• 5.4.2 炸药装药底部应力测试流程57-58
• 5.4.3 试验主要结果58-61
• 5.4.4 试验结果分析61
• 5.5 本章小节61-62
• 6 工作总结与展望62-64
• 6.1 工作总结62-63
• 6.2 展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68

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