火工品高过载动态力学性能测试方法研究

采用Hopkinson压杆技术和装置测试了火工品高过载动态力学性能,通过改变波形调制器的材料、厚度和改变子弹长度可以控制速度脉冲的宽度,提高加速度脉冲的宽度.研究表明:引起破坏的加速度临界值不仅与加速度幅值有关系,而且与加速度脉冲宽度有很大的关系.采用间隔取点、速度平滑、加速度平滑及曲线拟合等方法可以使加速度的取值更加精确和可靠.运用LS-DYNA有限元进行模拟仿真,计算得到的加速度曲线与仿真结果相吻合.     

EFI 力学环境下失效模式研究

利用分离式Hopkinson压杆(SHPB)技术对爆炸箔起爆器(EFI)进行过载研究,通过实验分析了EFI的外形变化、桥路电阻变化、内部损伤等,确定了EFI的失效模式;此外,采用有限元分析软件ANSYS/AUTODYN研究了EFI在不同加载速度条件下的变形情况及应力分布,进一步分析确定EFI的失效模式及失效原因,并说明采用SHPB分析EFI高过载是可行的。     

多层钢靶板侵彻环境下半导体桥火工品 过载响应仿真研究

为研究多层钢靶板侵彻环境下半导体桥火工品力学过载特性,通过LS-DYNA建立侵彻弹对不同排列状态3层钢靶的侵彻过程仿真模型,分析弹内半导体桥火工品壳体长度、壳体直径和药柱长度变化与靶板排列顺序、靶板间距和侵彻角度等侵彻环境的关系。结果表明:厚靶在两层薄靶中间时火工品轴向过载较小;靶间距为0～1倍弹长时,随着靶板间距增大,火工品轴向过载增大;侵彻角度在0～20°时,随着侵彻角增大,火工品承受过载减小。     

半导体桥火工品研究新进展

半导体桥火工品属高新技术火工品，因其具有高安全性。高可靠性，高同步性，高工艺一致性，低发火能量以及能与数字逻辑电路组合等一系列优异性能。发展十分迅速，本文从理论，结构，封装，测试和改进等方面评介了半导体桥火工品研究的新进展。并指出半导体桥（SCB）火工品是桥丝式火工品的理想换代产品，且有更广泛的应用范围和前景；今后应在理论基础。生产自动化。低电压点火起爆和直列式钝感技术等方面进行研究与开发。     

霍普金森杆测量火工品过载情况的研究与数值模拟

火工品动态着靶的过载问题直接影响火工品在发射和动态差靶时的安全性和可靠性,本文提出了霍普金森压杆测试火工品的动态过载能力的新技术,并且对这荐试验技术进行数值模拟,验证了本试验一系列结论,证明了本测试方法的可行性,可以为制定新的火工品的安全性和可靠性评价方法提供依据。     

高加速度过载下延期元件的失效机理研究

采用Hopkinson杆高过载试验技术和数值模拟方法对B/BaCrO4延期体在高过载环境下的延期性能和失效机理开展了研究.研究结果表明,延期体在冲击过载过程中承受多次加载和卸载过程,导致延期体变形和包括延期药柱层裂和延期药抛射在内的延期装药结构破坏,体现在随着过载加速度的增大,延期体燃烧速度增大,燃烧速度散布加大,延期精度降低.     

半导体桥火工品连续电磁波环境效应研究

针对武器系统中的半导体桥火工品无法满足在连续电磁波环境中使用要求的问题,采用匹配滤波器的方式进行了半导体桥火工品的电磁防护设计,并利用实验室建立的连续电磁波环境模拟系统对火工品进行了辐照研究。结果表明,滤波器对半导体桥火工品在电磁场特别是高频电磁场中耦合的能量有明显衰减效果,使其满足规定的安全裕度要求,显著提升了半导体桥火工品及武器系统在高频电磁场中的安全性和可靠性。     

延期体抗高加速度过载的结构加固性能研究

本文应用Hopkinson压杆试验技术和仿真模拟的方法,研究了5种不同管壳尺寸的延期体在6~17万个g值的加速度过载作用下的延期性能.比较了加载前后不同尺寸延期体的燃速变化,分析不同尺寸的延期体抗过载的性能.实验结果表明:增加延期体管壳长度,延期体抗加速度过载的加固效果不明显;增加延期体管壳外径,经高过载加载后延期体燃速散布范围小,延期药抛撒量减少,变形量减少,抗高过载能力效果明显.     

基于空气炮和分离式霍普金森压杆的火工品高加速度力学过载模拟试验等效方法研究

针对分离式霍普金森压杆(SHPB)试验无法用加速度描述其对火工品的影响问题,利用空气炮和SHPB试验后所得的半导体桥火工品轴向应变、作用时间和芯片发火能量等结果,将空气炮试验的加速度等效至SHPB试验的子弹速度上,获得了SHPB试验的子弹速度与加速度的等效方程。建立了基于SHPB试验的火工品加速度力学过载模拟试验方法。     

不同贮存环境下SCB电极塞的失效机理

为获取半导体桥(SCB)火工品在长贮过程中的失效模式和失效机理,用加速寿命试验、电阻试验和扫描电镜试验,研究了某不镀金SCB电极塞在不同环境下贮存前后的电阻和形貌变化。结果表明,单一温度(71℃)应力未导致SCB电极塞腐蚀和电阻增大。温湿度(80℃,RH=95%)应力导致SCB电极塞脚线的缓慢腐蚀和电阻的轻微增大。在温湿度(80℃,RH=95%)应力下,粘有盐水的SCB电极塞贮存后焊点出现严重腐蚀现象。得出了氯离子加速SCB电极塞的腐蚀,且焊点的腐蚀程度可用SCB电极塞阻值大小来判断的结论,即SCB电极塞的阻值越大,焊点的腐蚀程度越深。     

基于过载冲击下的针刺延期火工品性能

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术研究了过载冲击对针刺延期火工品性能的影响,利用工业CT技术对针刺延期火工品结构损伤进行了分析,结果表明,过载冲击对针刺延期火工品结构损伤与性能影响有明显不同,过载后装药界面发生位移,发火感度降低,延期时间变短,精度变差,但能量输出变化不大。     

智能火工品用磁后坐发电装置结构优化研究

针对智能微小型火工品对物理电源的需求,提出了磁后坐发电物理电源的结构优化设计。通过霍普金森杆撞击实验,对发电装置进行多组高过载实验对比研究,得出采用轴向充磁同极相对的永磁体和分布槽绕组结构的线圈会在一定程度上增加发电装置的发电效率。试验表明优化后的磁后坐发电装置在20 000g的加速度情况下可以稳定地起爆电点火头。     

某延期管耐高离心、高过载优化设计

针对某延期管在高离心、高过载条件下的断火现象迚行了原因分析,并对管壳材料、单向传火闭气机构、装药直径等迚行优化设计。验证试验结果表明:采用设计的单向传火闭气机构,装药直径为φ4.8mm时,在240r/s高过载离心条件下延期管能够满足延期要求。     

高应变率下混凝土准一维大变形压缩实验研究

为研究C30混凝土动态大变形力学性能,设计开展了准一维应变动态大变形分离式霍普金森压杆(SHPB)实验,获得了C30混凝土材料在200~530/s应变速率下的应力-应变曲线。同时为了进行比较,利用MTS810实验机进行了准静态大变形压缩实验。实验结果表明:在有被动围压的实验情况下,混凝土呈现出显著的弹塑性力学行为,这与混凝土单轴压缩时表现出弹脆性力学行为明显不同;混凝土在动态大变形压缩时也表现出了应变率敏感的特性,同时由于应变率效应及外围钢套提供约束效应,混凝土动态压缩时应力峰值相对其静态单轴压缩强度值显著增大。     

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.     

瞬态电压抑制二极管对半导体桥换能元电爆特性影响的模拟

为了解决瞬态电压抑制二极管(TVS)用于半导体桥火工品抗静电设计的参数优化问题,采用电路模拟和试验相结合的方法,构建了电容放电发火测试电路等效模型和半导体桥PSpice电子器件模型,研究了TVS参数对半导体桥换能元电爆特性的影响。结果表明,当钽电容等效串联电阻为288 mΩ,钽电容等效串联电感为0.68μH,导线电感为40 nH和回路电阻为3.3 mΩ时,22μF/16 V电容放电发火电路的等效电路模型和实际吻合。以阻抗-能量列表模型的方式创建的半导体桥PSpice电子器件模型模拟曲线和实际曲线吻合,且模拟电爆数据偏差小于3%。模拟和试验结果表明,TVS对半导体桥电爆性能的影响程度随着其击穿电压的升高而降低。当TVS的击穿电压在8～12 V之间时,即使TVS击穿电压低于半导体桥发火电压,半导体桥仍能正常爆发,TVS击穿造成的分流导致半导体桥爆发延迟(2μs),且延迟时间随着TVS击穿电压的降低而延长。