高g值冲击下存储测试电路模块缓冲保护研究

为了采用弹载存储测试技术记录弹体高速侵彻硬目标过程中的加速度—时间曲线,必须对存储测试电路模块进行缓冲保护。本文利用非线性缓冲理论、技术,选择较理想的缓冲材料,设计出缓冲器件-泡沫铝试件,进行了静态压缩,得到应力-应变曲线,采用LS-DYNA模拟了空气炮冲击实验中泡沫铝试件的缓冲效果,并对应用于某型号弹侵彻混凝土靶的存储测试电路模块进行了缓冲保护,提高了数据的捕获率和电路模块的重复使用次数。通过试验证明了所设计缓冲器件对电路模块具有保护效果。     

基于MEMS加速度计的倒置开关

运用MEMS加速度计MMA8453Q和单片机MSP430设计了一种针对放入式电子测压器的倒置 开关。利用加速度计方向检测功能,单片机通过I2C接口读取加速度,判断是否倒置。倒置开关经步进电机 多次旋转倒置测试成功率达到100%,并利用霍普金森杆进行了抗过载测试。结果表明,在受到45000g 冲击 后仍能正常工作,能满足火炮等高冲击场合的测试要求。     

基于ANSYS的弹载记录仪优化设计分析

针对记录仪在高强度、高速撞击挤压等恶劣环境下出现损坏的现象,为了防止弹载记录仪的外壳被挤压变形,对记录仪的机械结构设计进行了优化改进。将记录仪外壳材料由优化前的45#钢更换为高强度钢35Cr Mn Si A,并将靠近内层保护壳的外壳壁厚由8mm增加到17mm,内层核心电路保护壳也采用高强度钢35Cr Mn Si A,壳体内部采用环氧树脂灌封。通过ANSYS/LS-DYNA软件仿真计算,结合高冲击下能量吸收理论分析得出:优化改进前和改进后外壳所能承受的极限强度分别为1.490GPa和4.973GPa;外壳吸收能量与整体吸收能量的比值由58.63%提高到75.52%。由此证明该方案是可行的,能够防止记录仪在配重模块质量为20kg、初速度为200m/s的高强度撞击下出现外壳破损,能够很好地保护记录仪核心模块。本文结果对弹上产品的机械结构设计以及核心电路保护具有一定的参考价值。     

基于神经网络的无陀螺捷联惯导系统姿态预测

在无陀螺捷联惯导系统中,以工程问题为研究背景,针对以往解算载体角速度精度不高,导航误差随时间积累较快的问题,提出了基于信息融合理论的BP神经网络模型预测飞行体姿态的系统,并采用LM算法,提高学习速度.在研究了加速度传感器输出信号对飞行体姿态影响的基础上,将加速度计的输出信息作为输入变量,飞行体的实时三轴角速度作为目标信号建立网络模型.选取测试样本进行训练,得到较高精度的角速度输出,再运用四元数法解算姿态角,从一定程度上抑制了误差的积累.仿真结果表明该优化算法收敛速度快,对角速度的预测精度较高,并且合理选择及增加样本信息可以提高网络的泛化能力,为该系统走向工程实践提供了理论依据.     

电容式高膛压测试仪的动态特性分析

由于在压力的激励下新型电容式高膛压测试仪壳体产生的振动特性将影响测试仪的动态特性,因此着重研究了测试仪壳体的动力学特性,建立了壳体受外压作用时的动力学模型。理论计算表明,壳体径向振动的一阶振动频率在75kHz以上,而火炮膛压的频谱在5kHz以下,说明壳体振动对膛压测试精度的影响可以忽略。     

复合射孔压力加载下铜柱测压计测试实验和数值分析

进行基于铜柱测压和实测压力时间曲线的石油井射孔压裂实验,建立铜柱测压计的数学模型,并 采用交互式计算方法得出其作用过程的解析解。分析结果表明,井下射孔压裂过程中,压力上升沿很陡,活塞 在外部压力达到峰值时,速度很大,会继续压缩铜柱直到速度为零。活塞的运动可以分为加速和减速撞击2 个过程。活塞的最大速度决定了铜柱测压计最终测试值,且与速度成正比。射孔脉冲压力加载过程中铜柱测 压计的误差取决于压力上升时间、脉冲宽度、峰值压力等影响因素。火炮膛压加载下铜柱测压计误差较小。     

冲击波测试系统低频特性与补偿方法研究

为提高冲击波超压峰值的测量精度，多数学者把重点集中在系统高频特性研究上，以拓宽带宽的方式提高峰值测试的准确性。冲击波另外两个主要参数正压作用时间、比冲量却和测试系统的低频特性息息相关。针对实爆中出现的不同传感器正压作用时间差异较大的问题，对冲击波信号进行了边际谱分析，获得了信号的低频特性。建立了一阶参数模型来表征低频特性，通过激波管试验数据获取了7种系统的低频模型参数。采用零极点配置法设计了低频补偿模型。结果表明:冲击波测试系统低频特性严重影响冲击波信号正压作用时间测试准确性，基于低频特性补偿的数据处理方法可以有效的提高冲击波信号正压作用时间、比冲量地测试精度。     

导弹动爆对模拟船舱毁伤效果试验研究

 设计了基于火箭橇的导弹动爆试验,介绍了模拟船舱的结构尺寸、测试点的布设情况及测试仪器性能。通过获取的断线、光、压力、加速度信号得出如下结论：测试方法有效;冲击波在舱室内传播不均匀,导弹运动方向反射冲击波很大,反方向较小,两者比例可达3.5∶1,舱室的角隅部位冲击波压力高于壁面正反射压力;导弹穿甲时舱壁的冲击振动高达10 000 g,且穿甲舱壁的冲击远大于其它舱壁,被破片击中会加大舱壁的振动幅值。     

新型应变式高膛压测试系统研制

 根据电子测压器的特点,以测压器的端盖作为弹性敏感元件,研制出了一种新型的集测压器壳体与传感器于一体的应变式高膛压测试系统。利用厚板变形理论,对电子测压器壳体的力学特性进行了理论分析,并利用ANSYS对壳体的应力、应变分布及弹性敏感元件的模态进行了仿真模拟。50～550 MPa静压标定实验结果表明,该测试系统的线性误差为0.62%,基本误差为4.6%,灵敏度为2.231 3×10^-12 Pa^-1,压力测量范围可涵盖0～600 MPa;动态实验结果表明利用该应变式测试系统测量高膛压是准确可行的。