ESD模拟器的应用研究

将ESD模拟器用金属网罩屏蔽,可减小模拟器内部继电器开关的电磁干扰.但屏蔽前后电流产生场变化不大,屏蔽后的辐射场场峰值仅稍低于未屏蔽的场.用该模拟器进行单片机系统的ESD抗扰度实验,发现屏蔽前后,同故障现象出现的最小放电电压值相差几千伏,即模拟器内部继电器开关产生的辐射场对实验结果有影响.这说明IEC标准仅仅规定ESD放电电流的波形是不够的,应对放电场做出相应规定.     

奥克托今基和太安基两种炸药片静电放电响应特性研究

为研究成型炸药在静电放电作用下的响应特性,采用JGY-50静电火花感度仪,建立了可模拟击穿放电和表面放电两种放电情形的实验装置,对两种较为典型的奥克托今（HMX）基和太安（PETN）基炸药片进行了实验研究。研究发现：炸药片对静电的响应主要是热效应和冲击效应相互作用的结果。对于实验中偏脆性的HMX基炸药,静电的冲击作用效应较为明显。而对于实验中偏塑性的PETN基炸药,静电的热作用效应更为明显。在较高静电放电能量（3.43 J）作用下两种炸药片均未发生爆炸反应。分析认为这主要是由于成型炸药密度较高,且渗透性低,不利于静电放电能量的耦合以及反应后形成对流燃烧,致使反应无法自持而最终熄灭。     

发射药生产过程中静电锥体放电规律数值模拟研究

静电锥体放电是引发发射药燃烧爆炸事故的重要放电形式。为了研究其在生产过程中的放电规律,基于静电场高斯定理,利用ANSYS有限元模型,对单基发射枪药的存储、转运料斗中的静电场进行了数值模拟,并进行了实验验证,实验值与模拟值吻合较好。通过数值模拟得到了单基发射枪药料斗内静电场的分布规律,以及静电场随物料厚度的变化规律。研究结果表明：单基发射枪药料斗底部电场强度最大、侧壁次之、物料表面电场强度最小;最大电位出现在物料内部,而不是物料表面;物料厚度在0.05 m时,底部最大电场强度为6.92×10⁶ V/m,大于空气击穿电场强度,这表明在料斗刚罐充发射药时,就可能在料斗底部发生静电锥体放电;随着物料厚度的增加,料斗内的电场强度也随之增大,当发射药厚度增加到0.29 m时,底部最大电场强度已增大至1.41×10⁷ V/m, 侧壁和料面电场强度也随之增大,料斗内锥体放电更加频繁,点燃发射药的危险性也更大。     

不同静电环境电爆管安全性

为评估某电爆管不同静电环境的安全性,采用静电放电模拟器分别模拟人体,机器以及人体-金属复合放电情形,在25 k V条件下对其脚-脚和脚-壳两种静电放电方式的安全性进行了研究。实验发现:脚-脚放电引起的电爆管桥丝电阻值减小率小于2.1%,40发试样均未发火;脚-壳放电时,机器模型放电功率理论计算值高达104.17 MW,导致10发试样中的6发发火。分析表明:该电爆管的静电安全性主要取决于静电放电的电流和功率大小,压敏电阻发生开路失效是导致其发火的主要原因。     

水下爆炸冲击波对圆柱形壳体结构叠加效应的数值模拟

为研究水下多点起爆冲击波的叠加效应,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件的流固耦合算法,首先将固支方板在水下爆炸载荷作用下的数值模拟与试验数据进行对比,将水中爆炸冲击波的超压计算值与理论值进行对比,证明了流固耦合算法的设置及相关材料参数的选取是合理的。在此基础上,针对鱼雷模拟器,进行了同一当量下单装药和四装药起爆下的系列数值运算,初步分析时差对叠加效应的影响。结果表明:当TNT当量一定时,冲击波超压值随炸距和模拟器直径的增加呈指数形式衰减; 炸距越远,模拟器直径越小,冲击波的叠加效应越强; 对于1.63 g TNT,认为多装药同时起爆的时间间隔最大不超过11 μs。给出了超压放大倍数与模拟器直径和炸距间的关系式。研究结果为大口径弹水下爆炸冲击合成毁伤鱼雷提供了理论指导。     

静电电磁脉冲诱发航天器绝缘材料闪络特性

为探究静电电磁脉冲诱发不同绝缘材料闪络特性,利用静电电磁脉冲诱发闪络实验系统,根据二次电子发射雪崩理论和场叠加原理,结合实验研究了静电电磁脉冲场辐照条件下,有机玻璃、聚四氟乙烯、环氧树脂3种航天器常用绝缘材料表贴指型金属电极的闪络规律。研究结果表明：静电放电(ESD)模拟器对垂直金属耦合板接触式放电产生静电电磁脉冲辐射场,与电极两端直流电场叠加构成合成场诱发闪络,当合成场在两个电极间产生的感应电压小于绝缘材料闪络电压时不会产生诱发闪络,当接近材料闪络电压时,诱发闪络存在概率问题,提升ESD输出电压使合成场产生的感应电压越大,诱发绝缘材料闪络概率增大;3种绝缘材料介电强度越强,在同等强度的静电电磁脉冲条件下,诱发闪络的概率越小,诱发闪络时电极间形成贯穿放电通道所需时间会增加,时延变长,诱发闪络电流随之增大。     

基于耦合理论的导弹表面电晕放电研究

对导弹表面尖端的电晕放电进行了叙述;根据耦合理论,得出可以通过研究导弹表面尖端放电与弹载天线的耦合函数和弹载天线耦合噪音电流谱密度来分析导弹表面尖端电晕放电噪音电流;为实验室条件下耦合函数的确定设计了两种测试方法二极管噪音源法和火花放电法,并为噪音电流谱密度的测试提供了具体的测试步骤.     

SPETC炮等离子体发生器自由喷射放电特性研究

从多个方面对固体工质电热化学（SPETC）炮中等离子体发生器的自由喷射放电特性进行了研究。通过在不同毛细管几何参数、不同消融毛细管材料、不同PFN放电参数、不同脉冲叠加方式等条件下的百余次放电实验，结合数值分析，得出了在上述不同条件下，自由喷射等离子体发生器的主要放电特征参数的基本变化规律。     

静电放电对电容引信影响实验研究

简要介绍了电容引信的工作原理及特点,分析了电容引信在全寿命周期中所处状态及所遭遇的静电放电环境;在此基础上设计了静电放电实验方案．通过实验得到了静电放电对电容引信电路损伤的实验结果,并确定出其放电电压损伤闽值;分析了实验结果并给出了电容引信电磁防护和加固技术的建议。     

静电放电模拟器校验装置研究

静电放电模拟器校验装置,根据IEC 61000-4-2标准设计.其电流靶通过同轴电缆与示波器相连,电缆两端则与BNC头连接,负责将ESD电流转换成电压信号供示波器测量.示波器带有软盘驱动器,能将数据以EXCEL格式或位图形式存入软盘,供微机打印波形和校验报告.该装置能自动采集静电放电电流波形.通过对该系统的不确定度分析,证实系统完全符合要求.     

毛细管等离子体阻抗特性实验研究

电热或电热化学发射中以等离子体实现能量的转化,等离子体的阻抗特性决定了能量的转化效率。从实验角度研究了毛细管内电弧放电生成的等离子的负载阻抗特性。通过测量放电过程中等离子体负载的电压,电流,分析了等离子体负载阻抗值在不同放电电压及环境背压条件下的变化趋势及其对电能输入效率的影响。实验结果表明毛细管内等离子体负载阻与放电电压成反比,电能输入效率与毛细管外背压成反比。     

瞬时大电流下微机电引信硅通孔封装的失效机理与实验研究

随着引信向微型化、智能化、灵巧化发展,对引信采用三维封装是实现其小型化最为前景的技术。硅通孔（TSV）是三维封装的关键技术,广泛应用在微机电系统(MEMS)的集成中,具有封装尺寸小和能量消耗低的优点。研究了一种应用于MEMS引信的TSV三维封装技术,该MEMS引信的工作模式要求TSV在引信起爆控制时的瞬时大电流冲击下,电阻改变量在规定允许的范围内。利用有限元分析软件计算TSV在瞬时大电流下的升温曲线,并进行分组实验,对TSV分别施加40 V、330 μF电容放电条件,10 V、330 μF电容放电条件和4 V、100 μF电容放电条件。通过对比仿真结果与实验结果,得到TSV的潜在的失效模式和其承载瞬时大电流的能力。通过上述结论分析得出在10 V、330 μF电容放电条件和4 V、100 μF电容放电条件下,TSV封装技术可以满足MEMS引信的正常工作。     

电磁脉冲辐射波模拟器双锥-平面线栅天线场分布规律

双锥-平面线栅结构的水平极化辐射波天线对辐射场半宽影响较小且架设方便、易于维护,掌握该型天线场分布规律是确定模拟器场均匀区、开展电磁脉冲效应实验的前提。利用天线理论研究双锥-平面线栅天线的场分布规律,结合数值模拟和实际天线试验对理论分析结果进行验证。结果表明：在天线结构和激励电压确定的条件下,双锥中心正下方辐射电场极化分量仅与测点到源的距离相关,二者呈反比;Oxz平面内以双锥中心为圆心的圆弧上任意一点辐射电场极化分量的幅值相等,并在同一时刻达到峰值;Oxz平面内同一水平线上的测点总辐射场幅值相等,方向沿测点所在圆弧的切线方向;各辐射场分量关于Oxz平面和Oyz平面对称分布;对于实际模拟器,地面反射会使辐射场波形下降沿陡降,导致地面附近辐射场半宽变小;线栅极板会影响附近的场分布,且极板外侧4个角点处的反射相对较强,其他位置辐射场分布与理论分析一致。     

雷电电磁脉冲对电火工品的发火危险性研究

根据电点火装置与雷电电磁脉冲电磁能量耦合的不同方式（传导耦合和辐射耦合）,分析了雷电电磁脉冲（LEMP）对电点火装置（EED）的损伤机理。并用LEMP模拟装置对典型EED进行了实验研究。     

HTa填充改性Al/PTFE反应材料的力学响应与侵彻毁伤

为了研究储氢钽粉（HTa）对铝/聚四氟乙烯（Al/PTFE）反应材料的材料密度和能量密度的影响,制备了4种不同HTa含量（5%,10%,20%,30%）的Al/HTa/PTFE和不含HTa的Al/PTFE圆柱体试件,通过霍普金森压杆实验和弹道枪撞靶侵彻实验,对材料的动态力学性能、点火阈值、撞击毁伤与释能特性进行了对比研究。结果表明,Al/PTFE和Al/HTa/PTFE均为弹塑性材料,应力-应变变化趋势一致。4种Al/HTa/PTFE材料点火阈值分别为4470,5620,5135 s-1和3948 s-1,点火延迟时间随HTa填料的增加呈先降后升的变化。与Al/PTFE反应材料相比,Al/HTa/PTFE弹丸在间隔靶之间的反应区显著扩大,对靶板造成严重黑色烧灼痕迹,产生积碳效果,侵彻能力与二次破片毁伤得到提升,能进一步增强材料的撞靶毁伤水平。     

低于一个大气压条件下低温等离子体光谱研究

以沿面放电低温等离子体对流体边界层控制的研究为背景,以实验研究为主要手段,在自行设计的放电电极板上实现低于一个大气压条件下的等离子体放电,通过改变电参数和气压,最终获得了等离子体发射光谱、辐射强度等与各放电参数和各气压条件间的相互关系,以了解不同气压条件下沿面放电低温等离子体的基本特性.     

大功率二极管脉冲功率源中的过渡过程

在大功率RLC放电电路中,需要高压、大功率二极管对震荡放电电流进行整流。由于目前二极管的技术参数不足以评定其在FTC环境下的适用性,本文通过对二极管在高di/dt、dv/dt放电环境下开关特性的实验和分析,对两种带有二极管硅堆的脉冲成形网络的放电过渡过程的理论分析和实验,为在脉冲功率源中合理地使用和确定二极管的技术参数提供科学依据。     

测速弹道枪在不同测速点的速度换算方法

针对测速弹道枪存在指标的测试点与实际应用测速点不一致的问题,对测速弹道枪在不同测速点的速度换算方法进行研究。根据弹道枪的相关标准,验算不同测速点速度的经验公式,给出测速弹道枪在不同测速点的速度验算方法,并以新12．7mm弹种为例,经试验给出其速度经验公式。实验结果证明：通过该计算方法可以得出标准中给出的不同测速点换算公式。     

低温等离子体诱导的速度边界层的实验研究

为研究气体放电所产生的低温等离子体诱导的速度边界层与放电各参数之间存在的相关性,运用比托管原理,通过微差压变送器测得空气大气压下沿面放电低温等离子体沿法线动压分布,获得了其诱导的流动边界层速度分布.实验结果说明,空气大气压下沿面放电低温等离子体能够诱导产生定向的气流流动,此流动类似壁面驱动流,其最大速度与驱动电源频率间存在线性关系.与电极间隙等于0的两侧呈对称分布,并在-2 mm至2 mm间趋于不变,在d＜-2 mm和d＞2 mm时最大速度快速下降.     

基于行波法的有限加肋板耦合运动研究

为研究板与加肋条的耦合运动特征,采用行波法和模态叠加法,根据板与加肋条的不同耦合连续性假设,建立3种耦合模型,即板-附加质量模型、板-欧拉梁模型和板-板-欧拉梁模型,此时3种耦合模型对应的加肋条分别为阻振质量、扁钢和T型材。根据行波法推导有限加肋板耦合结构的动力响应表达式,并自编Matlab程序进行振动响应计算,通过对比有限元数值计算结果与行波法半解析计算结果,验证该行波法解法是计算耦合结构振动响应的有效方法。对3种耦合力学模型的对比研究,根据耦合连续性假设分析结构刚度项对响应的影响,说明在低频范围内,结构刚度项对结构的动力响应影响较小,但随着频率的增大,结构刚度项对结构动力响应影响增大。对板厚和损耗因子进行参数分析,计算结果表明：随着板厚增加,板的模态数变少;在共振频率附近,随着损耗因子的增加,结构输入功率流和传递功率流的峰值降低;损耗因子的改变对结构的固有频率影响不大。