双层壳体防护结构抗高冲击可靠性研究

针对回收式弹载记录仪在硬着陆瞬间因高冲击会使记录仪扭曲变形而导致内部电路损坏失效的问题,提出了一种抗高冲击的双层壳体复合防护结构。结合先验数据模拟仿真记录仪硬着陆侵彻受力过程,确定垂直侵彻记录仪承受最大冲击过载,以此为基础设计落锤冲击试验研究双层防护壳体对高冲击过载能量传递的衰减特性。试验结果表明在瞬时冲击过载峰值小于25 000 g时,双层壳防护结构能有效衰减冲击能量,吸能效果可达50%,可以保护内部电路安全。     

基于微冲击开关的弹载测试仪

针对武器系统动态参数测试实验准备周期很长,而子弹内部空间狭小所能存放电池容量小,电池电量不能满足测试需求等问题,提出了基于微冲击开关的弹载测试仪。该测试仪改变以往为壳体开槽引线,实验前通过断线方式上电的方法,利用子弹发射瞬间的加速度为测试仪上电,避免了为壳体开槽引线以及装配过程中无意磨断上电线导致装置无法上电的问题。对微冲击开关进行抗冲击实验和空气炮实验,其可靠性得到验证,实验数据分析结果表明,测试仪能够很好地完成子弹发射过程中动态参数的采集存储。     

炸药爆炸驱动壳体破裂及液体喷射过程试验研究

采用高速分幅照相技术对炸药爆炸驱动不同壁厚抛撒装置的壳体变形、裂纹产生,液体射流形成及其发展过程进行了试验研究,获得了清晰的试验图像.对回收破片观察和统计分析,发现两种厚度壳体的破裂方式存在较大差别:壳体厚度为3 mm时形成的破片面积较大,数量少,以长条形为主,而厚度为1.5 mm时破片面积较小,数量多.利用扫描电镜对...     

磁性爆破切割装置研究

针对传统磁吸附装置在一定间隙情况下磁力不足的问题,依据磁性吸附体的设计原理,对满足舰船壳体固定的磁路类型及磁场力条件进行了研究;建立了环型切割装置爆炸切割靶板的力学物理模型,对侵彻过程进行了数值模拟与分析,通过试验研究验证了计算模型的准确性。     

舰船抗冲击试验测点优化布置方法

舰船抗冲击试验是检验舰船结构的抗冲击性能及其冲击环境的最直接有效的手段。运用模态分析理论和矩阵运算,研究了舰船抗冲击试验中的测点选取与布置问题。提出了舰船结构强度以及冲击环境测量中的测点优化布置方案,解决了舰船抗冲击试验中的测点分布问题。其研究成果可直接应用于舰船抗冲击试验和兵器打靶试验,有较强的工程应用价值。     

材料冲击韧性值对火工装置结构完整性的影响

以一个典型的火工装置壳体破裂为例,通过对其进行宏观检查、断口宏观微观分析、硬度测试、能谱分析和对强度、冲击载荷进行理论计算校核,得到该壳体的断裂模式为脆性断裂,主要与该部位受冲击载荷有关,表明材料冲击韧性值对火工装置的结构完整性有着重要影响,低温工况尤为明显,在设计时应充分考虑。     

水下爆炸载荷作用下MK46鱼雷结构动态响应分析

通过对美国MK46鱼雷进行数值仿真,设置不同的工况,应用ABAQUS中的声固耦合算法对鱼雷在水下爆炸冲击波作用下的动态响应及其冲击环境进行仿真计算,分析了鱼雷在不同工况下的毁伤效果,以及不同部位各节点的加速度响应及冲击环境。有限元计算结果表明:MK46鱼雷首部为薄弱部分,首部加强筋首先失效破坏,当壳体冲击因子为1.33时鱼雷壳体发生破损;迎爆面和背爆面节点加速度响应有较大区别,通过节点的冲击谱参数可对鱼雷内部设备的抗冲击性能进行分析。本文结果可对相关鱼雷的毁伤效果分析及结构设计提供参考。     

40CrMnSiB钢圆柱壳体膨胀断裂中间状态回收试验研究

针对回火温度条件对金属圆柱壳体膨胀断裂动态过程的影响问题,设计了冻结回收试验,用于回收处于膨胀断裂状态的金属壳体断裂形貌。以200 ℃、350 ℃、500 ℃和600 ℃ 4种回火温度处理下的40CrMnSiB钢为研究对象,通过冻结回收试验获得了4种回火温度状态下壳体断裂中间状态,分析了不同回火温度对壳体断裂、裂纹萌生、扩展及分布的影响,揭示了回火温度对40CrMnSiB钢圆柱壳体宏观断裂特性的影响规律。研究结果表明：随着回火温度从200 ℃上升到600 ℃,初期受动态塑性及断裂韧性改善的影响,壳体的断裂相关参量变化明显,后期材料动态强度减小造成的影响更突出,断裂相关参量基本不变;在500 ℃回火状态下的壳体断裂应变最大,相对于200 ℃回火状态提高了48.1%.     

基于DDAM方法的舰艇鱼雷发射装置抗冲击特性研究

舰船设备和系统的抗冲击能力是决定舰船战时生命力强弱的重要因素。使用舰艇三联装鱼雷发射装置模态试验与有限元综合建模技术,在Ansys Workbench中精确建立鱼雷发射装置抗冲击有限元分析模型。基于美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM),结合国军标GJB1060设计发射装置冲击输入谱,对发射装置进行抗冲击特性仿真计算。仿真结果表明,发射装置整体结构的冲击响应Von Mises应力以横向和垂向为主,纵向次之。横向冲击响应Von Mises应力最大,出现在发射装置转台瓦板处,但在材料的许用应力范围内。发射装置的横向、垂向、纵向抗冲击性能均满足舰船甲板设备抗冲击考核要求。     

冲击谱在舰载设备抗冲击设计中的应用

介绍了冲击谱的计算原理和方法,设计了一个小型浮动冲击平台水下实爆试验,测量了舰载设备在水下爆炸冲击载荷作用下的冲击响应并计算了冲击谱,测量及分析结果表明:浮动冲击平台试验是舰船设备抗冲击性能考核的有效方法,设备安装频率是设备抗冲击性能的关键,冲击谱可以为舰船设备防护措施的改进提供依据。     

两种钢冲击腐蚀磨损性能的试验研究

在改进的MLD— 10型冲击腐蚀磨损试验机上 ,对ZGMn13和低碳高合金钢的耐冲击腐蚀磨损性能进行比较研究 ,着重研究浆料性质、冲击功大小等对两种材料抗冲击腐蚀磨损性能的影响。通过不同条件下材料的失重、冲击磨损面的形貌 (SEM照片 )、材料冲击端表层及亚表层的组织结构变化等 ,研究了两种材料的抗冲击腐蚀磨损性能及其机理     

高能束控制破碎钨合金壳体破碎效果研究

采用高能束控制破碎技术对93W材料、复合钨合金壳体进行破片预制,通过静爆沙箱回收试验对破片进行回收分析。结果显示:不同C/M比、不同壳体壁厚高能束控制破片均能按预想方式达到破片断裂目的,破片控制率达到95%以上。设计时要根据不同C/M比、不同壳体壁厚有效调整高能束控制破碎参量,使之达到较好的控制效果。     

提高某撞击底火抗冲击能力研究

目前,抗高冲击能力是火工品研究方向之一,本文对影响某撞击底火抗冲击能力因素的分析,提出了增强该底火抗冲击能力的改进措施,并进行生产试验验证。     

基于动态设计分析方法的舰载鱼雷发射装置抗冲击特性研究

舰船设备和系统的抗冲击能力是决定舰船战时生命力强弱的重要因素。该文采用舰艇三联装鱼雷发射装置模态试验与有限元综合建模技术,在Ansys Workbench中建立了发射装置抗冲击有限元分析模型,借鉴美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM),结合国军标GJB1060设计发射装置冲击输入谱,对其进行抗冲击特性仿真计算,以考核发射装置的抗冲击性能。仿真结果表明,在发射装置转台瓦板处,发射装置横向冲击位移响应及Von Mises应力均为最大,但其最大Von Mises应力均没有超过材料的屈服强度。在材料的许用应力范围内,横向、纵向、垂向抗冲击性能均满足舰船甲板设备抗冲击考核要求。     

集成桅杆缩比模型冲击试验方法研究

集成桅杆是舰船上着重考核的典型抗冲击部位,但缺少冲击响应试验数据,制约了抗冲击设计。将集成桅杆简化为等效梁模型,提出一种基于多几何缩比的集成桅杆缩比模型冲击试验方法,包括模型相似设计、载荷输入缩比、实船换算关系等。通过数值仿真验证了这种试验方法的可靠性。研究结果表明,集成桅杆缩比模型反映了集成桅杆的动力特性,使用缩比模型可以准确预报集成桅杆的冲击环境。这一套缩比模型的冲击试验方法是可行的。     

冲击载荷下船舶艉轴密封装置优化设计方法研究

某型船舶艉轴密封装置结构特殊,为提高装置的抗冲击性能,有必要对其冲击载荷下的优化设计方法进行研究。首先,以数值分析为基础,确定密封装置的优化目标及设计变量。然后,以线性规划理论为基础,对密封装置无轴模型进行冲击极限能力分析,并采用Matlab软件编程实现分析过程。采用ModelCenter软件平台结合Abaqus软件,对密封装置有轴模型进行设计参数优化和灵敏度分析。结果表明,静环内径对静环垂向最大冲击响应影响最大。     

高加速度冲击下针刺火工品的形变研究

采用霍普金森压杆试验方法对针刺火工品壳体形变进行了研究,并用ANSYS/LS-DYNA软件对过载冲击下针刺火工品壳体各特征部位的受力情况进行了数值模拟分析,得到了耐高过载针刺火工品壳体形变变化规律,明确了针刺火工品在过载冲击载荷下导致结构失稳的薄弱部位,为以后耐高过载针刺火工品设计提供理论参考。     

爆炸成形弹丸性能随壳体厚度变化的模拟,试验和分析

研究了战斗部径向壳体对爆炸成形弹丸（ＥＦＰ）性能的影响。研究了在固定体积战斗部中６种壳体厚度的波动编码模拟、靶场试验和分析。该波动编码预报的ＥＦＰ形状与ＥＦＰ的Ｘ光照相和从靶场试验回收的一些ＥＦＰ刚好一致。从模拟预报的．ＥＦＰ最高温度同回收的一些ＥＦＰ的金相分析来看也刚好吻合。最后解释了ＥＦＰ性能与壳体厚度的相互关系。     

冲击载荷下硼酸改性端羟基聚硅氧烷-二氧化硅复合材料的响应特性

为研究硼酸改性端羟基聚硅氧烷-二氧化硅轻质冲击硬化聚合物复合材料抗冲击特性及其机理,进行了单轴压缩、冲击试验;结合高速摄影和数字图像相关技术以及有限元仿真,研究材料的变形过程。结果表明：该材料在准静态载荷下呈黏性流动态,而在动态载荷下呈现固体状态,其流动应力提高了10⁴倍以上;当受到冲击载荷时,材料表现出一定的抗冲击性能,且抗冲击性能随着冲击速度和颗粒含量的提高而增强,材料在冲击过程中处于压力-剪力耦合应力状态,剪力所起作用随着冲击速度提高而逐渐增强;高速摄影结果显示,材料在冲击过程中发生阻塞转变,其中动态压缩导致材料局部硬化并表现出抗冲击特性,剪应力决定了材料抗冲击性能的应变率敏感性。因此,提高材料动态剪切响应是改善材料抗冲击性能的最优途径。     

火箭发动机与尾翼座共用尾翼结构在高膛压火炮膛内间隙影响因素

针对高膛压火炮发射时张开式尾翼座的膛内间隙影响因素及变化规律,基于有限元分析软件LS-DYNA对弹尾采用共用尾翼结构的典型增程类弹药膛内过程开展数值模拟。获得弹丸膛内每时刻的动力学响应,其中出炮口速度、转速与试验数据吻合较好。分析了共同尾翼结构中发动机壳体在不同屈服强度和预紧力加载下膛内发动机支座、壳体与战斗部底座的轴向压缩量及各尾翼片与底座的间隙变化。结果表明：膛内发动机支座、壳体与战斗部底座的轴向压缩量在膛内先增大、后减小,与膛压-时间曲线趋势一致;发动机壳体轴向压缩量对间隙影响最大,在总压缩量中占比达78.2%;发动机壳体屈服强度降低至800 MPa时,共用尾翼结构弹性变形引起的总压缩量已超过尾翼与战斗部底座间隙,导致尾翼片磕碰底座;螺钉预紧力异常加载下各尾翼片与底座的间隙在膛内不再同步,间隙相差最大达初始间隙的17.3%,因此各尾翼片与底座磕碰时产生深浅不一的痕迹。该研究成果可为采用共用尾翼结构的增程类弹药在膛内结构强度故障预防及分析提供参考。