PVDF传感器在火炮弹底撞击应力测试中的应用

在分析PVDF压电薄膜测压原理的基础上,提出了利用PVDF压电薄膜测量火炮发射过程中火药颗粒对弹底撞击应力方案,并论述了该方案的可行性.设计并试制了适合火炮膛内发射条件下测量火药颗粒对弹底撞击应力的弹载传感器,重点阐述了传感器结构设计、制作工艺以及PVDF压电薄膜的工程应用技术;设计完成了适合于弹上狭小空间使用的信号调理电路,并对电路进行了仿真及调试.最后初步探讨了影响测量精度的因素并提出改进措施.     

串联发射弹丸内弹道力学特性测试方法研究

针对小口径高射频串联发射弹丸的内弹道力学特性测试问题,提出了基于弹载存储测试技术的弹底压力、弹前压力同步测试方法。设计了模拟弹和小型聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride, PVDF)压电式力传感器,将力传感器作为底螺与头螺部件承受并测量弹底压力与弹前压力,在发射过载条件下进行了传感器力学分析并推导了受力与输出的关系方程;分析了传力块的质量、厚度,PVDF薄膜的厚度、面积对传感器动态特性和温升的影响;进行了力传感器灵敏度理论建模与分析并开展了标定试验。结果表明,PVDF薄膜预紧力越大,传感器灵敏度越小。开展了串联发射试验,测试结果和内弹道数值模拟计算结果吻合较好。     

弹载测试记录装置载体设计与研究

本文根据火炮发射时的工作环境和弹丸炸药装应力测试记录装置的工作状态，设计了一个试验弹和弹载测试记录的装载装置，经环境力和飞行稳定计算以及实弹试验，表明载体装置设计合理，可以满足炸药应力测试要求。     

小口径火炮弹底压力测试系统抗高过载研究

针对小口径火炮的高过载环境和狭小测试空间可能导致弹底压力测试系统芯片失效,导线以及焊点脱落和断裂的问题,开展弹底压力测试系统抗高过载研究。建立了芯片失效和测试仪器隔离缓冲机理模型,研究了芯片不同安装方向的抗高过载性能,以及不同缓冲材料的抗高过载性能,得出了芯片抗过载能力与安装方向的关系,以及不同缓冲材料的抗过载性能的差异;在此基础上提出了环氧树脂真空灌封方法,解决了测试仪在高过载环境下导线以及焊点脱落和断裂的问题;最后通过实弹测试验证了弹底压力测试系统的存活性和可靠性。研究结果对小口径火炮弹底压力测试系统的设计具有重要意义。     

预制破片弹对巡航导弹命中概率研究

为研究某大口径火炮配用近炸引信预制破片弹的反导效果,计算其对目标在不同距离下的破片命中概率是非常必要的,以大口径火炮发射近炸引信预制破片弹作为研究对象,选择命中概率为评价指标,建立配用近炸引信炮弹火炮武器对空射击命中概率数学模型,利用MATLAB软件编制了计算程序,计算了某大口径火炮配用近炸引信预制破片弹对巡航导弹的命中概率,研究结果表明某大口径火炮配用近炸引信预制破片弹具有较好的反导效果.     

新型压装含铝炸药应用于大口径榴弹发射安全性模拟研究

利用大落锤模拟加载装置,模拟大口径榴弹发射时炸药装药所受的主要应力特性,对新型压装含铝炸药无宏观装药疵病条件进行了膛内应力响应数值计算及模拟实验研究。结果表明,在模拟大口径火炮膛压轴向加载曲线的刺激下,新型高能压装含铝炸药未发生燃烧爆炸反应;在模拟强化加载刺激下,新型压装含铝炸药在2倍最大膛压的模拟加载下是安全的,显示新型高能压装含铝炸药具有较好的安全性能,具备在大中口径弹药中推广应用的基础。     

侵彻单层靶时着靶姿态对装药损伤的影响规律研究

为研究着靶姿态对高速侵彻弹装药损伤的影响,依据实际战斗部的结构尺寸设计了小尺寸模型试验弹,在125 mm口径的滑膛炮发射平台上开展了试验弹以不同攻角斜侵彻单层钢靶试验。通过理论计算得到着靶姿态对侵彻过程能量损失的影响。利用CT扫描无损检测技术观测不同着靶姿态下试验弹内部的损伤情况。运用LS-DYNA对试验弹侵彻钢靶过程中装药的力学响应过程进行模拟计算。结果表明:在斜侵彻单层钢靶的过程中,着角一定时,能量损耗与攻角呈指数关系;试验弹的倾角越大,装药尾部受到的应力波拉伸压缩反复作用越明显,装药在侵彻过程中长度变化越大,更易出现深度裂纹、塌边等损伤;壳体外形变化会引起装药受到的压缩应力阻碍微裂纹的扩展和滑移,减少宏观损伤的出现。     

多体系统发射动力学及其应用

射击精度差、试验用弹量大、发射不安全是制约现代火箭、火炮武器发展的三大技术难题。武器系统精度和发射安全性取决于武器系统动力学规律,发射动力学作为研究武器系统发射过程中受力和运动规律的一门新兴综合工程学科,在国际上已成为提高火箭和火炮武器系统射击精度和发射安全性的新技术突破口,为射击精度和发射安全性设计与试验提供新理论与技术。文章研究多体系统发射动力学理论与技术及其在火箭和火炮武器射击精度和安全性设计与试验中的应用。     

基于Rh曲线的大口径火炮测试后坐阻力的分析研究

该文总结了在大口径火炮后坐阻力测试中存在的主要问题及解决方法,分析了火炮后坐阻力测试的研究现状,提出构建测试系统、标定试验、现场试验、数据采集、Rh曲线生成及分析的一系列测试方案.测试结果生成的曲线规律完全符合后坐阻力的特征,为大口径火炮后坐阻力测试的进一步研究提供了详尽的试验数据和有力的方法指导.     

弹载器件的过载时间累积效应研究

针对弹载器件在火炮发射环境下较同样峰值冲击实验环境下更易损坏的现象,以某型特种弹所用弹载光电器件及其减载组件为例,分析了应力波的传播特点和规律;根据特征线相容关系,运用差分方法,通过对黏弹性材料在高过载环境下的动力学方程进行离散化处理,研究了弹载器件的过载时间累积效应形成机理和应力计算方法,对比分析了过载峰值、持续时间不同情况下作用于弹载器件的应力,为不同弹载器件的抗高过载设计提供理论分析和方法参考。