火工切割装置的爆炸分离数值模拟

运用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA,数值模拟了火工切割装置在雷管装药爆炸载荷作用下爆轰驱动切刀运动,进而切断金属杆的非线性瞬态动力学过程。通过对数值模拟的结果进行分析,得到了雷管装药爆轰波的传播过程、切刀运动以及金属杆切割过程的3D模拟结果;利用LS-PREPOST软件得到了火工切割装置应力及应变分布、切刀冲击加速度和速度、金属杆变形和损伤的时间历程曲线。将数值模拟结果和试验结果进行比较,结果显示所建立的模型很好地模拟了火工切割装置的工作过程。     

爆炸分离冲击环境的模拟试验技术进展

很多事实表明,由火工装置动作产生的爆炸分离冲击环境对航天器具有较强的破坏效应,引起了数量可观的航天器硬件故障。但由于分析技术的缺乏,设计者对试验具有强烈的依赖性。因此,爆炸分离冲击环境的模拟试验技术一直受到人们的关注。在简介爆炸分离冲击环境的基础上,对其模拟试验技术进行了较全面的总结和分析,包括标准波形模拟、电磁振动台模拟、火工装置模拟、机械碰撞装置模拟等等,最后讨论和展望了今后的发展趋势。     

金属球壳爆炸成形及回弹过程数值仿真

利用LS-DYNA非线性动力有限元程序中的ALE算法和显式-隐式连续求解功能,对某一球内接锥台壳体在爆炸冲击载荷作用下无模成形及回弹过程进行了三维数值模拟,获得了球壳的变形图、应力应变图以及壳体质点时间历程曲线等大量结果,并与实验结果进行了对比,结果表明,仿真结果与实验结果基本吻合.     

某爆炸分离装置分离过程仿真研究与设计改进

爆炸分离装置分离过程仿真需考虑材料破坏过程,将材料本构关系由弹塑性扩展至渐进式损伤断裂模型。为了模拟爆炸分离过程中各组件损伤破坏进程,首先将金属材料动态损伤本构引入Abaqus有限元分析平台,然后建立爆炸分离装置有限元分析模型,开展爆炸分离过程中各组件损伤破坏进程的精确模拟,复现地面试验情况,确定设计薄弱环节,预示结果与试验结果一致,证实了响应预示方法及计算结果的可靠性,为后续同类产品的设计与动态损伤破坏进程模拟提供了参考。     

火工分离装置的深水分离模拟试验装置设计

根据液压系统中蓄能器的设计原理,提出了水下火工分离装置的模拟分离试验方法,通过对试验装置的参数进行计算,设计出能够模拟大深度下水压的试验装置.采用该装置完成了验证试验,结果满足技术要求,为同类模拟试验装置的设计提供了参考.     

EFP冲击引爆带壳炸药数值模拟研究

利用非线性有限元程序LS-DYNA中的ALE算法对EFP的成型、冲击引爆带壳炸药作用过程进行了数值模拟.与试验结果相比较,数值模拟结果具有较高的可信度,证明采用了LS-DYNA中的ALE算法,能有效获取EFP对带壳炸药引爆过程的参数.     

级间分离装置地面爆炸分离试验冲击数据分析方法比较研究

为了获取级间分离装置地面爆炸分离试验高量级冲击数据的特征,以某火箭一二级分离装置为例,设计搭建了试验测试方案和测试系统.针对冲击数据出现的零漂问题,利用最小二乘法和小波分析分别进行了处理,并对典型测点冲击响应谱数据进行了归纳分析.结果表明:在整个时域历程中,以最小二乘法对原始数据进行去趋势项处理,能在一定程度上减轻原始数据零漂所引起的冲击响应谱低频数据过大的现象,而小波分析则可以较好地解决冲击响应谱低频数据过大的问题.从所有测点的冲击响应谱有效数据可以看出,各测点冲击响应谱数据变化趋势一致,法向冲击响应谱最大,切向冲击响应谱最小,轴向冲击响应谱介于两者之间,分析结果对获得箭体关键部位的冲击环境条件具有重要参考意义.     

基于节流和泄压结构的新型火工分离装置

通过分析某型号火箭弹在研制过程中出现的分离故障,对火工分离装置的结构进行了改进设计.研究设置了新型节流和泄压结构.验证试验结果表明,新型火工分离装置将点火压强峰值下降65%,并实现了点火压强峰值的精确控制,满足了分离速度和冲击过载的指标要求,并且型号应用成功.通过调节节流泄压参数,该改进设计可以满足不同火箭弹弹射分离要求.     

线式分离装置可靠性验证与评估方法研究

研究提出一种针对线式分离装置的可靠性验证与评估新方法,基于爆炸冲击动力学原理给出圆筒与平板升降法试验临界药量等效转化关系,并将可靠度评估问题转化为对参数假设检验问题,用小样本平板低刺激量成败型试验数据,实现对高可靠性水平线式分离装置发火可靠度下限的验证与评估。     

中心式动能杆战斗部爆炸驱动杆条过程及其抛撒规律数值仿真

文中采用非线性动力分析软件LS—DYNA，应用ALE算法，对中心式动能杆战斗部动能杆在爆炸载荷作用下的驱动过程和动能杆之间的复杂碰撞飞散过程进行了数值模拟，对比研究了动能杆战斗部中填充低密度泡沫时对动能杆的空间分布特性的影响。     

对碰波作用下金属圆管运动特性的数值模拟

基于LS-DYNA非线性动力有限元程序，利用ALE算法，对两端面同时起爆作用下金属圆管内爆轰波的相互作用效应进行了三维数值模拟，复现了金属圆管对碰区鼓包及对碰部位首先贯穿断裂的现象．与文献结果进行了对比，计算结果与文献实验结果吻合较好，验证了该计算模型和方法的合理性．     

航天火工分离装置捕获结构性能仿真及优化研究

为避免航天火工分离装置在分离过程中产生对箭（弹）体有害的分离多余物,需要设计相应的多余物捕获装置（以下简称捕获器）。国内外对捕获器结构设计方面的理论研究较少,传统的设计普遍依赖于试验研究。以狭小空间下爆炸螺栓捕获器为研究对象,在显式动力学理论基础上,对捕获器的工作过程进行了仿真分析,定量分析了关键几何尺寸对捕获效果的影响,提出一种优化的捕获器结构,为中国新一代运载火箭捕获器的研制和选型提供依据。     

基于蒙特卡洛法的卫星分离姿态计算方法

为了计算以弹簧作为分离动力源的卫星在星箭分离时刻的分离姿态,建立了六自由度动力学方程,并采用龙格库塔法求解了该方程,算例结果表明:通过该方法计算得到的分离角速度与ADAMS仿真计算结果相比,最大偏差小于0.77%。基于以上研究,针对卫星、弹簧装置多个设计偏差对卫星分离姿态的影响,提出基于蒙特卡洛法的卫星分离姿态分析方法。飞行试验结果表明,由该方法得到的分离角速度与常规保守算法相比,计算精度提高35%左右,解决了工程中由于采用将各个偏差取最大值进行保守计算而导致计算结果偏差较大的问题,可为卫星设计、弹簧装置设计提供参考。     

某头罩分离装置分离全过程仿真计算

为解决头罩分离抛射过程中计算复杂的问题,提出一种对其分离全过程的仿真计算方法。借鉴小型火箭 发动机的工作原理,通过燃气生成规律,建立分离装置的数学模型,分别对拉断螺钉剪断过程、头罩壳体运动过程 和头罩分离装置侧抛过程进行分析,对头罩分离装置内弹道和轴、径向分离速度进行仿真计算。仿真结果表明：该 方法对产品的设计具有参考价值,可以节约研发成本和研制周期。     

基于改进PSO 的航天测控装备维修器材库存优化

针对维修器材积压浪费的问题,对航天测控装备维修器材库存进行优化.借鉴现有多级库存优化相关研究成果,采用改进的粒子群优化算法,将测控装备维修器材库存优化过程描述为在测控装备的可用度达到规定水平,考虑非串件拼修和串件拼修2种维修策略,构建基于测控装备可用度和器材保障费用约束的维修器材库存优化模型,获得测控装备维修器材最优的携运行方案,通过实例进行验证.结果表明,该模型与优化算法具有一定的可信性及较好的应用价值.     

一种低冲击分离螺栓的设计

介绍了一种低冲击分离螺栓的设计,重点介绍了螺栓承载能力的设计以及电起爆器的设计,并对低冲击分离螺栓进行了性能试验.试验结果表明,分离装置的设计方案正确、工作可靠、性能稳定,满足技术要求,为同类产品的设计提供了一定参考.     

车载炮底盘载荷分离设计技术

发射载荷的传递控制是车载炮轻量化高机动设计的关键,一直是火炮研究领域的热点问题。为了控制发射载荷的传递,依据车载炮的构型特点,提出了发射载荷作用下底盘的载荷分离设计技术,构建了发射载荷分离满足的约束条件;基于车载炮的拓扑结构,建立了车载炮发射的动力学模型,给出了边界条件、放列协调条件和约束条件;通过对比车载炮发射过程关键部件的受力和响应的计算结果和试验测试结果,验证了所建立模型的正确性;不同支撑结构条件下轮胎受力以及射击稳定性分析结果表明：车载炮的载荷分离设计不仅可免除车载炮发射载荷对底盘轮桥系统的影响,为车载炮具有与底盘相同的可靠性提供了保障;此外,载荷分离设计对车载炮性能提升也有很好的作用,由此验证了载荷分离分析原理的有效性,可实现车与炮功能上的一体化、性能上的解耦设计。车载炮载荷分离设计实现了轻质底盘承受发射强冲击载荷的功能,是远程火炮高机动发射的理想方法。