垫片提高抗冲击能力的应力波衰减机理

引信零部件抗高过载冲击,目前大多文献和资料提到用弹塑性垫片材料进行缓冲、吸能,但是缓冲理论并不能解释垫片提高引信零部件耐高过载能力.为此,提出垫片提高引信零部件抗冲击能力的机理主要是应力波反射衰减,即机械滤波.根据应力波在不同界面的反射与透射理论,冲击应力波在通过结构件与垫片的分界面时,因大部分被反射而衰减,垫片提高被保护件抗冲击能力的主要原因不是弹性缓冲,而是机械滤波;垫片对于被保护件质心惯性加速度影响很小,却能显著衰减骑在质心加速度曲线上的应力波,降低二者的合力尖峰,并减少往复振动冲击的破坏.仿真表明:垫片滤波说比缓冲说更合理,并且,波阻抗越小的垫片,机械滤波效果越好;只要远小于有效缓冲厚度,垫片厚度对机械滤波贡献不大;使用不同材料的两层垫片优于同厚度的单一材质垫片,多层更好.     

基于应力波衰减材料的目标层特征凸现方法

针对多层侵彻过载粘连信号成分复杂、信号处理方法从中提取穿层特征压力大的问题,提出基于应力波衰减材料的目标层特征凸现方法。该方法采用灌封硅橡胶+纳米SiO_2颗粒制备的材料填充至引信壳体内侧,能够将弹体高速侵彻多层硬目标过程中激发的应力波快速衰减,避免了应力波沿着弹体多次重复叠加造成侵彻过载的层间粘连,从而凸现侵彻过载的目标层特征。试验验证表明,同一发弹内采用该材料缓冲测得的侵彻过载层特征较未采用该材料缓冲的侵彻过载层特征明显。     

空气炮测试冲击片雷管过载特性数值模拟

采用LS-DYNA软件模拟空气炮测试冲击片雷管的加速度过载,观察冲击片雷管各个组件在高过载情况下的应力分布,得到冲击片雷管的失效位置,为耐高过载冲击片雷管的设计提供理论参考。     

雷管抗过载能力的安全性试验评价

本文采用Hopkinson杆应力波加载技术，对两种引信用小雷管在高加速度环境下的安全性进行了评价。针对雷管的输入端和输出端两个轴向方向和一个径向方向进行过载试验，在10万个加速度g和16万个加速度g的冲击加载环境下，分别测定雷管的抗结构失稳和抗自身质量惯性的安全性。试验表明：雷管抗轴向冲击的能力高于抗径向冲击的能力，并且雷管结构失稳是导致雷管在冲击环境下不安定的主要原因；雷管抗质量惯性的能力远高于抗结构失稳的能力。     

延期体抗高加速度过载的界面加固性能研究

通过在延期体端面放置纸质垫片的途径来实现界面加固,采用Hopkinson加载试验技术和非线性数值模拟的方法对B/BaCrO4延期体上的应力波传播特性、抗过载界面加固特性进行了研究.研究结果表明:纸垫可以有效地衰减作用到延期体上的应力波,减小延期体的变形量,提高应力/应变分布均匀性,增强延期体的抗过载能力.延期体两个端面加固的效果优于一个端面的加固,应力波输出端加固性能优于应力波输入端加固性能.两端加固的纸垫厚度增加,延期体发生塑性变形的值相对变小.     

炮射导弹发射过程中装药衬垫材料对抗过载能力的影响计算分析

采用基于Total Lagrangian方法的3维粘弹性大变形增量本构关系,用有限元方法对某轴向高过载下的固体火箭发动机装药在发射过程中的应力进行了数值模拟计算。分析了装药底面的衬垫材料、衬垫厚度以及载荷持续时间对装药内部等效应力的影响。结果表明：随着衬垫材料泊松比的提高,装药内部等效应力有下降趋势;泊松比小于0.49时,装药内部等效应力随弹性模量增加略有增加,泊松比0.49时,装药内部等效应力随弹性模量增加先下降后上升趋势;随着衬垫厚度的增加,装药内部最大应力值呈现下降趋势;载荷达到稳定后,载荷持续时间长短对装药内部等效应力影响并不明显。     

某型无人机气囊系统设计及缓冲性能测试

为实现质量为100kg某型无人机的安全着陆,防止某型无人机受到过载冲击而损伤,设计了一种新型气囊来吸收无人机着陆时的冲击过载。首先完成了气囊囊体的设计,然后通过跌落实验模拟无人机着陆的气囊缓冲过程,运用动态测试仪记录缓冲过程的过载变化。试验结果表明,所设计的气囊能够符合实现无人机的平稳着陆,缓冲过程中最大过载10g,符合设计要求。     

侵彻引信抗高过载复合灌封方法

针对引信面临瞬态强冲击力学环境缓冲防护设计需求，提出引信复合灌封方法。该方法基于应力波在多界面间的衰减理论，采用三种引信常用灌封胶分层组合灌封，并利用过载同步测试系统测试引信壳体和灌封层内过载评估其抗过载性能。试验结果表明，采用“硅橡胶-环氧树脂-电子灌封胶”的复合灌封方法可将过载峰值衰减70%以上，且在至少10次高过载冲击后仍可对引信过载敏感器件起到防护作用，满足侵彻多层硬目标引信的抗过载防护需求。     

粘塑性材料动态破坏的数值分析

在Ｂｏｄｎｅｒ－Ｐａｒｔｏｎ粘塑性本构理论的基础上，以损伤量为内变量建立了含损伤材料的本构方程，损伤演化方程同时考虑了应力成该机理和应变成核机理。以一维应变波引起的层裂现象的数值计算为例，讨论了靶板中应力波的传播以及自由面因层裂而引起的应力波形和速度波形的主要特征。研究表明，通过数值模拟可以对冲击载荷作用下材料的损伤及层裂作出有效的预测。     

侵彻多层钢靶板过载测试技术

针对在弹丸侵彻钢靶板过程中高过载带来的问题,研究了一种能够抗高冲击作用的弹丸侵彻多层钢靶板过载测试装置。该装置采用灌封、多层材料组合缓冲以及二次电源的措施,能保证测试装置抗高冲击作用和可靠工作。对弹丸侵彻多层钢靶板的过载特性进行了测试,结果表明所研究的测试装置能够可靠获取与记录弹丸穿过各层靶板时的加速度。     

高加速度冲击过载下桥丝式电雷管的损伤特性研究

利用空气炮发射的弹丸与钢靶板碰撞形成的过载冲击,研究搭载的桥丝式电雷管的损伤特性和规律。分别在60 000g、80 000g、100 000g和120 000g的加速度峰值下对独脚桥丝式电雷管试样进行冲击过载试验研究。研究结果表明:输入端加载时,电雷管的长度变化明显,电极和电极塞有不同程度的内陷,电阻变化不大;横向加载时,电雷管尺寸基本没有变化,独脚电极偏离中心轴线,随着加速度的增加,偏离角度也增大,桥丝随加速度增大也越容易发生断裂。这些特征和规律为此类电雷管损伤机理研究和结构设计提供了实验依据和理论指导。     

传爆序列长通道冲击起爆的工程计算

本文介绍了传爆序列长通道不同距离的冲击波入射压力和到达时间的工程计算方法,结合试验结果及数值模拟结果讨论了使继发雷管可靠起爆的主要因素,得到了使M55针刺雷管可靠起爆的冲击波入射压力为8.0MPa.     

磁电雷管轴向输出压力测试技术

利用锰铜压力传感器测量磁电雷管爆炸时的动态轴向输出特性,以冲击波峰值压力来定量表征雷管输出威力.试验结果表明:这种测试方法能够准确地反映雷管底部的输出压力,具有良好的稳定性.     

雷管在密实介质中殉爆特性的实验研究

在硬纸板中进行了雷管的殉爆实验,采用敏感部分面积只有1 mm×1 mm的PVDF传感器,测量了雷管受冲击波作用时的冲击波参数。实验得出,雷管在密实介质中受冲击波作用殉爆与否取决于冲击波压力峰值及峰值持续时间的大小,并认为冲击波压力峰值是决定雷管殉爆与否的首要因素,当冲击波压力峰值达1.29 GPa以上时,雷管都发生殉爆,而压力峰值降到1.0 GPa以后,即使冲击波作用的时间较长,雷管也未发生殉爆。雷管受冲击波作用而被殉爆时,存在一个延滞期,且延滞期随冲击波压力下降而增长。     

某桥丝电雷管抗高过载性能检测与加固设计

霍普金森压杆试验装置与X射线CT层析用于评价抗高过载条件下桥丝电雷管的性能。由试验结果得到了失效模式与易损特性。通过材料优选、结构优化与加固、过渡装药固化,设计了结构加固的桥丝电雷管。结果表明,加固设计后的桥丝电雷管可承受加速度≥105g和宽度约为100μs的脉冲冲击。高加速冲击后电雷管性能和结构基本无变化,提高了桥丝电雷管的抗高加速过载能力。     

雷管威力的氮化铅当量描述及其在引信设计中的应用

为了为引信隔爆和传爆设计提供雷管威力信息，根据铅Shou扩张试验所得到的铅Shou扩大值及其与太安药量的等效关系，得出了雷管常用起爆药和猛炸药的氮化铅当量，雷管的输出威力就可以用氮化铅当量来描述，可相对比较雷管威力的大小。雷管威力的氮化铅当量还可用于雷管系列化以及选择考核雷管威力上、下限的铅板穿孔试验的铅板厚度。     

引信传爆序列长通道冲击起爆研究

长通道起爆传爆技术虽已应用于一些引信,但目前未见有关该技术的研究文献,其可靠性缺乏定量的证明.为此,用实验方法定量研究引信传爆序列中两种薄底壳首发雷管经长通道起爆敏感针刺继发雷管的有效作用距离和可靠性.研究表明:一定尺寸范围内,影响施主雷管长通道能量传递能力的主要因素是药高和底壳.合理设计引信传爆序列长通道雷管一雷管序列能够满足高瞬发、有效作用距离长、可靠性高的引信要求.     

一种煤矿许用的耐热电雷管

研究了适用于煤矿井下火区高温煤层开采的具有一定耐热性能的工业电雷管,并对其耐热性能进行了测试。