引信压电电源机电转换装置振动特性分析

利用压电效应将振动能量转化为电能被广泛应用于能量转换系统中,通过压电传感器将火炮发射过程中的冲击能量转换为电能,并输送给储能电路,形成引信电源的压电传感器供电方案;将弹丸内的压电振动转换系统简化为单自由度振动系统,研究了振动系统的物理与数学模型,并由该模型进行了振动特性分析,研究了结构刚度、阻尼以及等效质量等振动参数的设计规律,可为引信压电电源的设计提供参考。     

火炮后坐能量转换装置动力学特性研究

利用直线发电机技术将火炮后坐动能转换为电能再利用,设计了一种新型火炮后坐能量转换装置。基于等效磁路法和虚功原理推导出该型直线发电机电磁力的解析公式;按照火炮后坐运动规律建立火炮后坐能量转换装置动力学模型;并结合有限元法对装置电磁场模型进行分析,研究分析了该装置的电磁阻力特性和动力学特性;提出了一种利用可调电阻对火炮后坐能量转换装置电磁力进行调控的方法,并进行仿真验证。结果表明,该种方法能够有效的对电磁阻力进行调控,为火炮后坐能量转换装置进一步应用提供依据。     

基于小波包的炮架振动响应信号能量分析

针对炮架结构优化中固有频率提升目标不明确的问题,结合实弹射击响应试验,提出了一种基于小波包的结构振动信号能量分析方法。针对炮架振动响应数据采集问题,设计了一种结构振动响应测试系统,结合舰炮实弹射击响应试验,采集到了炮架的结构响应数据;基于炮架固有频率选择频带宽度,采用小波包对振动响应信号进行分解,求得振动信号在各个频带内的能量分布情况;根据振动信号的能量频带分布特性,给出炮架结构优化后的一阶固有频率目标范围。试验和信号分解分析结果表明,炮架振动能量主要集中在低频段,且在炮架的模态修改中,模态的提升需要避开振动能量较高的频带范围。该方法能够为炮架的结构设计和优化确定目标和优化方向。     

基于统计能量分析方法的壳体系统振动声辐射特性影响因素研究

统计能量分析方法主要用于结构的高频振动分析。基于统计能量分析方法对壳体系统的高频振动声辐射特性影响因素进行了研究,建立了水下带槽圆柱壳体系统在外力激励下的统计能量计算模型,并给出相关参数的确定方法。着重探讨了壳体本身参数的改变对槽内声腔声压、盖板表面振动以及板外近场流体声场声压的影响。结果表明,被激励壳体长度、厚度和阻尼因子以及材质的改变对上述壳体系统振动声辐射特性影响较大,但竞体厚度和阻尼因子的影响更为明显。在声学结构设计中要综合考虑这些因素的影响。     

火炮后坐能量转换装置电磁振动特性分析

针对火炮后坐能量转换装置运行过程中产生的电磁振动现象,分析了电磁振动对装置运行的影响。基于有限元法对火炮后坐能量转换装置电磁场进行分析,结合麦克斯韦张量法对该装置运行过程中的径向电磁力进行计算;建立火炮后坐能量转换装置三维结构模型,并利用有限元软件对其进行模态分析;将计算出的径向电磁力耦合到结构有限元模型当中,对火炮后坐能量转换装置进行电磁振动响应分析。分析结果表明:火炮后坐能量转换装置电磁振动幅值较小,但容易发生共振,电磁振动特性分析对装置电磁参数和结构参数的优化设计具有参考意义。     

炮口振动响应实验测试方法综述

为了应用测试方法得到炮口振动响应量,已形成多种测试传感器和测试方法.炮口振动响应量包括线位移、线速度、线加速度、角位移、角速度和角加速度.炮口振动位移测试传感器主要有电涡流位移传感器、CCD激光位移传感器、光电位移跟随器和激光测振仪等.炮口角位移主要是通过线位移测试而获得.炮口振动速度测试可以采用激光测振仪,它是基于多普勒原理的激光非接触测振技术而研制的.炮口角速度参数主要采用角速度陀螺传感器测试,而压电型加速度传感器使用最广泛.新技术和新原理的采用能促进炮口振动响应测试方法的发展.     

内螺纹低频冷挤压振动加工装置设计

针对内螺纹冷挤压成形加工工艺设计出一套低频振动加工装置。通过该装置对挤压丝锥施加低频振动,从而改善挤压区的恶劣环境,进而达到降低挤压温度、挤压扭矩、促进冷却润滑液进入挤压区和减少挤压丝锥折断的目的。首先,给出该装置的总体方案,并对其中的振动源选取和振动杆、振动板、固定板和底座的设计给予详细说明;其次,基于Adams对该装置进行动力学仿真,通过获得的振动板振动位移曲线和振动杆的角位移曲线,表明该装置可以对挤压丝锥施加振动,使其产生微小的圆周方向振动,进而达到内螺纹的振动冷挤压加工。     

大长径比火箭弹在瞬态冲击下的振动响应

从振动响应的基本理论出发，建立火箭弹有限元计算模型，通过模拟计算分析，对大长径比火箭弹在瞬态冲击扰动下的振动响应进行了研究，得到了一些有益结论，可为火箭弹的结构和强度设计提供一定依据。     

慢速烤燃环境下引信热响应特性测试与仿真

为揭示不敏感弹药用引信在烤燃试验下的热响应特性,掌握其内部热传递途径及规律,提出烤燃环境下隔爆式引信热响应分析方法。针对引信在受热刺激下的钝感化要求,以典型舰载76 mm口径弹头无线电引信为例进行烤燃试验测试与热有限元仿真,开展升温速率为1.17 ℃/min、终极温度为270 ℃慢速烤燃环境下的引信热响应特性研究。结果表明：基于热阻抗等效原则的“模块替换法”,即以具有相近导热系数的热电偶测温系统替代电池组件,实现了增加嵌入式测温系统不会过多影响引信原有的热量传递通道;设计了可嵌入引信内部的慢速烤燃测温微系统及Teflon材质防热保护壳体,通过试验证实了测温微系统在慢速烤燃环境下具有可靠性高、可同步测试等优势;对比引信内部各组件的温度差异证实了烤燃刺激下引信的热传递途径为压螺-安全和解除保险机构-导爆药-传爆药,明确了增加压螺以及安全和解除保险机构的热阻抗可降低导爆药和传爆药的意外发火概率。     

圆柱形带壳推进剂装药枪击响应特性

为研究某圆柱形带壳推进剂装药的枪击响应特性,设计了一种12.7 mm子弹撞击试验。利用高速摄影机记录带壳装药在子弹撞击下的响应过程,并测试不同距离、方位处的空气超压及壳体破片速度,同时进行带壳装药在理想爆轰条件下的数值计算,得到了带壳装药的能量释放率。一共开展了四次圆柱形带壳装药的枪击试验,前三次装药发生了爆燃反应,第四次几乎无反应。结果表明:子弹撞击位置对圆柱形带壳装药的反应和能量释放率有较大影响,当子弹垂直入射带壳装药轴线后,推进剂发生点火、冒烟、熄火和低压燃烧的时序响应,其相对能量释放率为1.146%;而当子弹撞击位置偏离轴线一定距离时,推进剂几乎无反应,其相对能量释放率仅为0.473%;推进剂的反应对壳体破片有加速效应,带壳装药发生爆燃反应时的破片速度可达428.6 m·s~(-1),而几乎无反应时的最高破片速度仅有70.1 m·s~(-1)。     

压缩剪切作用下PBX的响应特性

为了研究高聚物粘结炸药(PBX)在压缩剪切作用下的响应特性,采用设计的压缩剪切试验装置,对Φ20 mm×40 mm的PBX-932和PBX-C43在22~57 m·s-1撞击速度范围内进行了响应试验。试验中采用压力计测试了压力变化过程,通过高速录像照片分析了撞击过程,采用冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,分析了两种炸药的响应特性。结果表明,随着撞击速度增加,两种PBX炸药的损伤度增加。在压力160~400 MPa,脉宽1.5 ms的压缩剪切作用下,PBX-C43和PBX-932的撞击速度阈值分别为25.5~27.7 m·s-1和22.7~24.4 m·s-1。两种炸药的反应程度基本一致。     

车辆动力传动系统扭转强迫振动响应灵敏度研究

本文利用车辆动力传动系统扭转强迫振动集中参数模型,采用直接导数法推导了扭振角位移和轴段附加扭振应力对轴系刚度的灵敏度计算公式,扩展了扭转强迫振动响应的灵敏度分析方法.以某车辆动力传动系统为实例进行灵敏度计算和分析,说明了该方法的可行性,为系统动力学修改和优化设计提供了理论依据.     

叠氮增塑剂的能量特性研究

阐述了几种叠氮增塑剂的简要性能 ,计算研究了它们的能量特性 ,结果显示 TMNTA的能量为最高。绘制了 TMNTA与 GAP、RDX组成的无烟推进剂的等性能三角图 ,还绘制了 EGBAA、TMNTA与 RDX及Al组成推进剂的等性能三角图和三维立体图 ,可形象、直观地看出这类推进剂的比冲、燃烧温度与配方组分之间的关系     

含硼闪烁体探测器能量响应性能分析

介绍了对一种基于硅光电二极管的中子个人剂量仪的能量响应性能分析,用MCNP程序分别计算了不同厚度及不同能量下含5%10B塑料闪烁体探测器的能量响应,选择了探测单元的最佳尺寸,从计算结果看,中子能量相同时,其能量响应随着厚度的增加而增加,在热中子能区,探测单元厚度从0.5 cm增加到1.0 cm时,能量响应增幅约45%,从1.0 cm增加到1.5 cm时,能量响应增幅约为13%,厚度继续增加能量响应增幅不明显,考虑便携性和经济性选择1.5 cm为其最佳厚度。     

正弦扫描振动模拟瞬态振动环境等效性研究

使用正弦扫描振动模拟低频瞬态振动环境是航天工业的一种传统试验方法,其对产品的环境考核可能同时存在欠试验和过试验。首先对两者等效性进行分析,进而采用冲击响应谱、最大响应谱等相关理论,对等效正弦扫描振动试验条件制定中的扫描速率、阻尼系数进行了研究,并给出参数选择建议。最终提出了制定正弦扫描振动环境试验条件的步骤,为采用正弦扫描试验进行低频瞬态环境适应性考核提供借鉴。     

复合材料面层-泡沫金属夹芯板的振动及吸能特性分析

在冲击载荷作用下,泡沫金属夹芯板沿厚度方向存在不可忽略的压缩和剪切变形,故经典层合板理论不适用于这类夹芯结构的分析,必须考虑芯层的横向压缩和剪切变形。利用高阶理论考虑芯层的横向剪切和正应变,应用Kirchhoff理论分析上下面层。采用哈密尔顿方程和加权伽辽金法获得夹芯结构振动方程;根据振动方程,边界条件和初始条件,利用4阶Runge-Kutta法,在冲击载荷作用下,求出复合材料面层-泡沫金属夹芯板在弹性变形阶段的横向动态位移,同时求出夹芯板的固有频率并与有限元计算结果进行比较,二者吻合很好。讨论不同复合材料面层铺设角、阻尼比及芯层厚度参数对夹芯结构振动特性的影响,结果表明：改变复合材料面层铺设角及芯层厚度,可改变夹芯结构的整体刚度,进而影响结构的振动特性;阻尼耗散结构能量,可加速结构振动的衰减。通过分析复合材料面层-泡沫金属夹芯板的能量吸收特性,得出了由于泡沫芯层承受横向压缩和剪切变形而具有良好吸能特性的结论。     

空空导弹引信触发开关地面振动响应对比分析

振动环境是空空导弹所经历的最严酷的环境之一,将直接影响空空导弹的结构完整性和工作性能。触发开关作为空空导弹直接碰撞目标时的敏感发火装置,其在各个振动环境下的响应直接关系到全弹性能及弹道安全性。为优化引信结构,降低早炸发生概率,本文对三种不同类型空空导弹引信触发开关地面振动响应进行了对比分析,同时结合有限元仿真计算,提出了较为有利的触发开关安装位置。     

“力型”对振动系统响应的影响分析

当振动系统确定后其响应取决于载荷.对于动态载荷,系统的响应不仅与载荷的持续时间及载荷最大值有关,而且与载荷随时间变化的形状有关.对于同一振动系统,载荷持续时间及最大值完全相同,响应也不一定相同,这决定于载荷上升时间(即“力型”),从理论上讨论了“力型”对振动系统响应的影响,并通过实例计算,证明了理论分析的正确性.其研究对火炮结构系统及载荷设计和响应分析具有指导意义.     

弹架系统振动响应特性测试

为给空空导弹与发射装置的振动防护设计提供振动响应数据,本文选取GJB150规定的组合式外挂系统振动条件,对某型发射装置与空空导弹进行随机振动响应测试。采用前、后挂点两点平均值激励控制,得到发射装置6个测试点、导弹12个测试点的功率谱密度和均方根加速度响应值。试验结果表明:(1)发射装置与空空导弹每个位置上的振动响应随激励载荷的增大而增大。(2)发射装置靠近前后挂点的响应放大较小,前端后端放大较大,呈现双悬臂梁特征。(3)导弹除了2个测试点之外均小于激励载荷,呈现吸收能量的细长柔软弹性体特征,增大的测试点为弹体的振动模态响应结果。     

热振环境下纤维增强悬臂复合薄板振动响应分析与验证

采用理论与实际相结合的方式,研究了热振环境下纤维增强悬臂复合薄板的振动响应。建立了热振环境下纤维增强悬臂复合薄板的理论模型,并考虑基础激励载荷的影响,利用双向梁函数法求解获得其振动响应。基于常温下测试获得的固有频率、阻尼比和模态振型来修正理论模型,以准确获得弹性模量、损耗因子等材料参数,并利用修正后的复合薄板理论模型来计算振动响应。搭建了热振环境下该类型复合薄板结构的振动测试系统,并以TC500碳纤维、树脂复合薄板为研究对象,进行了实际测试。测试结果表明,热振环境下悬臂复合薄板振动响应计算结果与测试结果的误差在1.4%~12.5%之间,进而验证了所提出的理论分析方法正确性。