某冲击片雷管作用过程数值仿真与可靠性评估研究

发布时间：2020-11-11 14:18

　　 冲击片雷管由于其具有可靠性和安全性高,环境适应性、瞬时性和同步性好等特点,在工程领域的应用日益广泛。对其可靠性的评估也显得尤为重要。本文以某冲击片雷管为例,根据作用及结构特点,采用数值模拟、试验研究与理论分析相结合的方式对其可靠性评估方法进行研究。首先,采用数值模拟的方式对冲击片雷管的作用过程进行了研究。利用AUTODYN仿真软件对冲击片雷管爆炸箔驱动飞片的作用过程进行了仿真,并分析了输入电压、爆炸箔边长和厚度等对飞片速度的影响;其次,通过理论与试验分析相结合的方式研究了冲击片雷管输入与输出的关系模型。基于电格尼能模型,对影响飞片速度的参数进行了敏感性分析,给出了其影响程度大小;用PDV测速方法对冲击片雷管飞片速度进行了测量,得出飞片速度与输入电流之间的关系模型为v_s(28)0.2315I~(0.3) ~(682);通过起爆判据计算出该型号冲击片雷管的临界起爆电流和飞片速度,并结合升降法试验数据计算了该产品的设计裕度和飞片起爆炸药的可靠度;最后,提出了一种基于双Beta先验分布模型的Bayes火工系统可靠性评估方法。给出了先验分布模型分别为均匀分布、共轭先验分布、混合Beta分布和双Beta分布条件下的可靠度计算结果,并采用数值仿真的方式比较了四种不同先验分布模型情况下的估计结果精度和覆盖率。结果表明采用本文提出的基于双Beta分布的Bayes可靠度评估结果精度最高,覆盖率与混合Beta先验分布相当,比均匀分布和共轭先验分布更接近置信度水平。
【学位单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TQ565.2
【部分图文】：

北京理工大学硕士学位论文模型片激发系统具有对称性，可建立 1/2 的 2D 计算模型进行数值 m pg s。飞片激发系统中各部分的材料和尺寸如表 2.1 表 2.1 部件材料及尺寸表件名称 材料 尺寸基底 陶瓷 1.5mm 炸箔 铜0.3mm 飞片 聚酰亚胺 0.35mm速膛 陶瓷 0.35mm 片激发系统的结构和作用原理，设计的计算模型如图 2.1 所示分别为基底、爆炸箔、飞片和加速膛，其中基底、飞片和加速爆炸箔爆炸后产生等离子体，将其视为流体，采用欧拉算法，设为监测点。

捎门防?惴ǎ?⒔?善?Ｐ偷闹屑涞闵栉?嗖獾恪Ｍ?2.1 爆炸箔驱动飞片模型示意图2.2.2 材料模型2.2.2.1 飞片飞片的状态方程选择冲击状态方程，强度模型选择弹性模型，失效模型选择主应变失效。根据 Hugoniot 方程，飞片中冲击波速度 D 的计算式如式(2-1)所示。0 pD c su(2-1)其中，0c 为飞片中声速，s 为冲击波速度系数，pu 为飞片中质点速度。飞片模型中的参数如表 2.2 所示。表 2.2 飞片模型参数[63][64]材料 密度(g/cm3)0c (m/s) s 剪切模量(kPa) 拉伸失效应变聚酰亚胺 1.42 930 1.64 1.04×1060.75

子体驱动飞片历程的初始状态如图 2.1 所示。图 2.2 (a) 对应 t 0.0子体膨胀并迫使飞片开始产生变形；图 2.2 (b) 对应 t 0.015μs时刻子体作用下被加速膛剪切；图 2.2 (c) 对应 t 0.025μs时刻，此时飞剪切效果来看，飞片直径与加速膛内径相同，剪切尺寸符合设计要求 t 0.05μs时刻，加速膛中的飞片在等离子体作用下持续加速，从图与加速膛相接触的部分有少量碎片，这是聚酰亚胺飞片在被等离子的过程中“撕裂”而形成的。子体驱动飞片的速度曲线如图 2.3 所示。 t 0时刻后，AUTODYN 计算，经过 0.002 μs 后飞片由静止状态产生形变，飞片内部质点获飞片被驱动的临界速度；0.002 μs ~ 0.005 μs 之间，飞片内部质点受飞片中来回反射的影响，质点速度产生剧烈震荡；0.005 μs 以后飞增大，当速度达到 4900 m/s 后，速度呈规律性变化，变化周期大约为大约为 700 m/s ；随着飞片在加速膛中加速完成，质点速度趋近于
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本文编号：2879299