基于冲击信号的冲击响应谱研究

传统的冲击试验缺乏对冲击环境模拟的真实性,因此对某试验冲击信号采用较为先进的改进的递归数字滤波器法进行了冲击响应谱计算.介绍了冲击响应谱的计算原理和冲击响应谱的分析算法.用MATLAB数据处理语言为平台,得到该冲击过程对应的冲击响应谱曲线.为了更好地进行人机对话,在编写冲击响应谱曲线的基础上,编写了冲击响应谱数据处理软件.通过试验验证了算法的正确性,为工程实践中的冲击响应谱分析提供了一种通用性相对较好的分析方法.     

直推式低冲击分离装置的设计

根据低冲击分离装置工作原理,设计了一种直推式低冲击分离装置,通过对分瓣螺母进行受力分析,研究了主要设计参数之间的关系;此外,进行了分离解锁、冲量测试以及分离冲击试验.结果表明:所设计的直推式低冲击分离装置能够正常解锁,其分离冲量小于1N·s,冲击加速度小于200g.     

节流孔对分离螺母火工冲击的影响

为避免航天器因受到火工分离螺母作用时的高冲击载荷而发生故障,采用节流孔来抑制分离螺母分离作用时的冲击响应.研究在分离螺母燃气通道上设置了Φ2、Φ4 mm和Φ6 mm三种孔径的节流孔,同步测试不同节流孔的分离螺母在分离过程中的压力、加速度和预紧力,分析分离螺母的作用过程.根据作用过程中的先后顺序将冲击载荷解耦为火药作用、预紧力释放和活塞撞击三类冲击源.将得到的时间-加速度(a-t)曲线转换为冲击响应谱,并计算每种冲击源的贡献,以获得节流孔孔径与冲击响应的关系.结果表明:采用三种节流孔时,在500～10000 Hz的频域内,火药作用激起的冲击响应的贡献为8.3％～11.0％;预紧力释放激起的冲击响应的贡献为44.0％～51.5％;活塞撞击激起的冲击响应的贡献为40.2％～45.0％.分离过程的最大冲击响应分别为:1416 g(Φ6 mm)、1251 g(Φ4 mm)和852 g(Φ2 mm).可见,采用节流孔可以有效抑制分离螺母的冲击响应.     

基于动力缩聚法的舰艇冲击响应数据扩展方法研究

由于舰艇平台和系统的庞杂和测试系统规模的相对受限,舰艇水下爆炸冲击响应数据总是难以满足需求。基于动力缩聚法的基本原理,对舰艇冲击响应数据扩展方法进行研究。建立舰艇局部结构有限元模型,获取其总质量和刚度矩阵;并将已知冲击响应自由度和待扩展自由度分离,建立两组自由度的转换矩阵,从而将少数测点数据扩展为所关心节点的冲击响应数据。经舰艇水下爆炸冲击试验数据的验证表明该方法可实现试验数据的扩展。     

冲击加速度零漂的一种改进小波修正方法

舰艇或设备抗冲击测量得到的冲击加速度数据通常包含零漂的直流漂移现象,产生这种现象的原因很多,而最为稳妥的处理方法是舍弃而后采取措施重新获得数据。然而此方法实用性差,通常因试验项目的时间和资金等条件的限制而无法重复试验。介绍了一种采用精确选择小波修正参数来修正冲击加速度数据的改进小波修正方法,通过对修正数据和由激光速度传感器独立测量得到的数据进行比较,验证了方法的有效性。     

冲击信号冲击响应谱(SRS)分析探讨

介绍了冲击响应谱的计算原理和系统冲击响应谱的几种常用的数字化分析方法.对某试验冲击信号采用较为先进的改进递归滤波器法进行了冲击响应谱计算.     

高能量冲击条件下的加速度测试

高冲击以能量观点可分为超高g值、窄脉宽冲击和中高g值、宽脉宽冲击两种,前者以高g值为目标,而后者则更关心冲击能量.高冲击能量条件下加速度测试具有冲击作用时间长、运动行程长、测试环境恶劣等特点,其准确测试具有一定难度.从高能量冲击试验装置工作原理出发,阐述了测试系统的组成、加速度信号判定等技术问题,分析了实际测试中出现的零漂问题产生的原因,提出了电缆甩动零漂和电荷放大器零漂的实际解决措施.     

降低火工解锁螺栓分离冲击的技术研究

为了使火工解锁螺栓在分离过程中产生的分离冲击降到最小,对一种典型的火工解锁螺栓工作原理进行分析,确定了影响分离冲击的关键因素为分离部件的质量和起爆器装药量;并通过结构尺寸优化和起爆器装药小量化两种技术途径,分别使分离部件的质量从83g减小到17g,起爆器装药量从45mg减小到35mg.极限承载力与分离冲击试验结果表明:...     

基于扭摆的中低频响应谱修正方法研究

冲击响应谱广泛应用于舰艇及其舰载设备抗冲击的设计工作中。由于趋势项误差的存在使得冲击谱中低频区出现失真现象,为此通过理论分析解释了趋势项误差对冲击谱中低频区域测量失真的作用机理,得到了零飘现象中放大倍率与系统频率和系统响应间的关系。从原理上分析阐述数学修正方法的优劣,结合现有修正仪器提出扭摆模型修正方法,建立该扭摆模型振动方程并应用Ritz-Galerkin方法推导近似周期解与主共振频率方程。进行了扭摆与传统弹簧振子在相同冲击环境下冲击响应试验,结果表明,在低频扭摆冲击响应摆角小于20.06°范围内,扭摆与弹簧振子具有良好的线性关系。对比数学修正方法、传统弹簧振子修正方法以及扭摆修正方法发现,扭摆修正方法对冲击谱中低频段的修正结果可信度较高。     

一种基于形状记忆合金的低冲击分离装置

为了降低火工分离装置在作用过程中产生的爆炸冲击,提出了一种基于Ni Ti形状记忆合金（SMA）材料的火工分离装置,利用SMA材料在高温下回复原来形状时产生的恢复力为锁止、分离机构提供动力,并对锁止、分离机构及电点火器开展低冲击设计。功能性验证试验表明该火工分离装置在作用过程中产生的冲击加速度值为306g,远低于传统火工分离装置工作过程中的冲击加速度,实现了低冲击的目的。     

膨胀管分离装置的分离冲击特性

为了分析膨胀管分离装置在解锁过程中引起结构振动的冲击来源,文中运用LS-DYNA对分离装置的工作过程进行了仿真分析.结果表明:冲击主要来自于膨胀管对分离端框的碰撞以及分离板断裂时应力的释放引起分离板振动;冲击值在结构界面衰减了50％,在结构内部由于应力波衰减效应与结构谐振效应相耦合,冲击值无明显增减.进一步分析得到两种冲击源对结构的振动贡献分别占55％和45％.     

新型尾罩分离方案及分离过程的仿真

提出了一种新型尾罩分离方案--整体侧抛方案,并对其分离运动及动力学特性进行了研究.详细介绍了尾罩整体侧抛分离的总体方案,分析了总体方案的分离过程,建立了其运动学和动力学模型.通过建立尾罩分离仿真模型,考虑分离角度发生变化时,对分离过程的影响,并使用ADAMS软件对分离距离进行了多变量的优化.通过仿真和结果分析,证明提出的尾罩分离方案是可行性的.在分析中使用ADAMS软件,也提高了仿真的准确性和快速性.     

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。     

宇航火工分离装置爆炸分离数值模拟

为了了解火工分离装置结构动态响应特性,借助于非线性有限元程序ANSYS/LS-DYNA中的ALE算法,对宇航线式火工分离装置在条形凝聚态炸药接触爆炸载荷作用下的非线性动态响应过程进行了数值模拟,描述了爆轰物质的流动以及金属圆柱壳的破口形状、塑性区域随时间增加的变化情况,得出了冲击加速度与爆炸中心距离为近似线性关系.结果表明ALE算法能很好地模拟宇航线式火工分离装置爆炸分离时流体与固体相互耦合的问题,并预测材料在爆轰波冲击下的非线性动态响应.     

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...     

AUV载荷分离运动仿真研究

自主水下航行器AUV(Autonomous Underwater Vehicles)是由载荷和运载体组成的一个多体系统,在载荷被释放时要保证其不能和运载体发生碰撞.文中研究了AUV在水下进行分离的运动学、动力学机理,利用多刚体动力学方法,建立了相应的数学模型;考虑分离安全性的要求,对不同初始条件的载荷分离进行了仿真.文中的仿真研究将为AUV载荷分离研究具有重要的工程指导意义.     

边界约束及分离面宽度对铅切割索分离性能的影响

为研究舱体边界约束及分离面宽度对铅切割索分离性能的影响,采用数值模拟的方法,对铅切割索爆炸后射流分离靶板的影响因素进行分析,得到了自由边界约束、固定边界约束和分离面削弱槽宽度对铅切割索分离性能的影响规律。结果表明,铅切割索分离铸铝等脆性材料是切割索射流侵彻和高压爆轰产物共同作用结果,边界约束对射流侵彻的影响较小,固定边界约束和自由边界约束对相同切割索射流侵彻深度的偏差小于5%;不同的边界约束对靶板的崩裂过程影响较大,固定边界约束会在切割索分离时限制材料的形变位移,进而限制高压爆轰产物对铸铝等脆性材料的崩裂作用,导致后续分离难度加大。增加分离界面削弱槽宽度,可有效降低分离装置边界约束对切割索分离性能的影响,提高切割索的分离可靠性,当削弱槽宽度≥12 mm时,2.7 g·m^-1铅切割索能够可靠分离4.5 mm厚的ZL114A材料。     

五唑金属盐分离纯化方法

为解决五唑金属盐合成中分离纯化困难等问题,以芳基五唑C—N切断反应后处理所得五唑钠水溶液为研究对象,采用沉淀法对五唑金属盐进行了分离纯化研究。结果表明,五唑钠水溶液中含有大量有机酸盐,以及硝酸钠、氯化钠等无机盐杂质。与N5负离子相比,有机酸根更易与金属离子形成沉淀,从而影响五唑金属盐析出。将五唑钠水溶液调节为酸性,萃取除去有机酸盐后加入氯化钴,成功沉淀得到五唑钴金属盐。研究发现,pH值越低,有机酸盐的去除效率越高,五唑钴纯度越好。确定了五唑钴的适宜分离纯化条件：pH值为3,氯化钴与原料4-氨基-2,6-二甲基苯酚（1）的摩尔比为0.26∶1。离子色谱表明,所得五唑钴经简单重结晶后纯度高达97.9%。在此基础之上,研究了沉淀法对其它五唑金属盐的适用性。结果表明,沉淀法亦适用于五唑铁、五唑亚铁和五唑铜等金属盐的分离纯化。     

背驮式空射火箭分离技术

箭/机组合体的安全分离是背驮式空射系统的一项关键技术.以采用伊尔-76作为发射平台的背驮式方案为研究对象,建立箭/机分离的动力学模型,采用CFD方法计算气动力,应用特征点法进行碰撞判断,完成了分离过程的仿真计算.结果表明,火箭与载机能顺利实现分离,没有发生碰撞.     

一种滚珠式分离解锁螺栓

为满足一种火工品的功能要求,设计了滚珠式分离解锁螺栓。重点研究螺栓承载能力并设计电起爆器, 对滚珠式分离螺栓进行性能试验。实验结果表明：滚珠式分离螺栓的设计方案正确、工作可靠、性能稳定,满足技 术要求,可为同类产品的设计提供参考。