灼热桥丝式电火工品脉冲电流激励发火规律分析

为研究灼热桥丝式电火工品的脉冲激励安全性,建立了灼热桥丝式电火工品的温升数理模型,研究了灼热桥丝式电火工品的发火判据,设计了灼热桥丝式电火工品临界发火电流的计算流程,揭示了单脉冲和脉冲串电流的激励参数对灼热桥丝式电火工品临界发火电流的影响规律。结果表明,在单脉冲激励下,当脉冲宽度小于5 μs时,灼热桥丝式电火工品的临界发火能量固定,即桥药系统处于绝热状态,灼热桥丝式电火工品是否发火与桥丝输入的能量有关;而当脉冲宽度大于15 ms时,灼热桥丝式电火工品临界发火电流固定,其发火状态与桥丝的电功率有关。在窄脉冲串电流激励下,临界发火电流随重复周期变化曲线的时间常数与脉宽无关,且当重复周期大于1.25 ms时,桥药系统无热累积效应,其临界发火电流与单脉冲电流作用情况一致;而当重复周期小于1.25 ms时,桥药系统出现热累积效应,该效应导致临界发火电流随重复周期降低而迅速衰减。     

桥丝式电火工品静电发火过程的数值模拟

根据灼热桥丝式电火工品的电热起爆机理，考虑桥丝的轴向和径向散热以及药剂自身的分解放热，建立了灼热桥丝式电火工品静电发火的数理模型。用有限差分法对该模型方程进行求解，得出了桥丝式电火工品的三维温度场分布，并对结果进行了分析。     

灼热桥丝式电火工品发火可靠性设计方法

提出一种灼热桥丝式电火工品发火可靠性设计方法。该方法首先建立桥丝升温模型和药剂温度分布模型,然后根据热量平衡方程和初选的设计参数计算药剂临界发火能量,并判断发火可靠度裕度是否满足要求,否则重新进行设计。采用该方法通过调整设计参数,计算得某电作动器的临界发火电压为4.75 V,发火可靠度裕度系数为1.2,可使产品满足要求。     

射频对桥丝式电火工品性能的影响

本文研究了射频试验对桥丝式电火工品性能的影响。试验表明，经射频能量作用后，桥丝式电火工品发火功率降低、作用时间变长，甚至可能造成射频瞎火。文章还对施加射频能量的大小、时间及对电火工品性能的影响进行了测试。     

桥丝电阻均匀性对电火工品发火性能的影响

分析了引起桥丝电阻不均匀的因素,结合桥丝升温模型及桥丝径向传热模型,通过分析与比较不均匀桥丝的不同桥丝段温升与径向传热量大小关系,研究得出桥丝均匀性对电火工品安全电流、发火时间的影响：电火工品桥丝电阻不均匀将导致电火工品的安全性和可靠性变差。     

基于电路仿真的桥丝式电火工品静电危害预测

为研究电火工品(EED)发火件材料对静电泄放(ESD)条件的响应规律及其在静电环境下的损伤情况,引用美国电气和电子工程师协会(IEEE)标准和Sandia实验室标准的静电放电模型,仿真和分析了不同静电高压条件放电模型的静电泄放过程。确定了放电产生的能量,与典型电火工品中的发火材料的物理形态转换特性能量进行了对比分析。推算了ESD对典型EED的损伤情况。结果表明,泄放电流峰值随静电初始电压升高而增大,但电流波形的其它参数不变。对于40μm直径的镍铬桥丝和斯蒂芬酸铅组成的发火元件,IEEE标准ESD模型在初始电压为20 k V时桥丝温度可达到焊锡熔点、药剂分解温度和燃爆点,40 k V可使桥丝熔断,而Sandia实验室标准ESD模型在20 k V时桥丝温度可达到焊锡熔点,25 k V可到达到药剂分解温度和燃爆点,50 k V达到桥丝熔点。     

灼热桥丝式电火工品静电发火数理模型

在静电放电（ＥＳＤ）模型和炸药热点理论基础上，研究了ＥＳＤ对灼热桥丝式电火工品作用的数理模型，并依据一定的点火准则，求出了桥丝温度曲线和药剂温度曲线。     

静电放电刺激对桥丝式电火工品发火可靠性的影响

根据桥丝式电火工品的静电发火数学模型，考虑到ＥＳＤ刺激对药剂剂有效百分含量的影响，计算出在不同ＥＳＤ刺激水平和刺激次数下电火工品的临界发火能量。     

加速老化对电火工品电阻与发火时间的影响

试验测定了不同加速老化时间电火工品的电阻与发火时间,分析确定了影响电阻与发火时间变化的原因与规律。选择了80发试验样品,在90℃温度下对其进行加速老化,测定了老化过程中桥丝电阻的变化,最后对不同老化时间后试验样品的发火时间进行了测定。试验与分析表明：由于药剂对桥丝的氧化,样品的桥丝电阻可增加2％以上;由于药剂的分解使其能量下降,样品的发火时间增长,出现迟发火和瞎火。     

典型桥丝火工品静电放电响应研究

为研究不同桥丝火工品静电放电响应的差异,采用高压静电放电模拟装置对两种典型的热桥丝和爆炸桥丝火工品进行了脚-脚电流注入式静电放电,测试获得了两种火工品50%发火电压及其桥丝50%熔断电压值,并对火工品的响应状态进行了理论计算和分析。结果表明:火工品桥丝的响应状态可根据静电放电引起的桥丝温度与其桥丝材料熔点温度值的对比来判定;爆炸桥丝和热桥丝火工品不同的起爆机理是造成其静电响应特性差异的主要原因。     

固体火箭发动机点火装置的技术现状和发展趋势

对点火具、点火药、点火药盒和延期点火技术的研究现状和发展趋势进行了分析和总结,指出：半导体桥（SCB）火工品是桥丝式火工品的理想换代产品;喷管堵片除了传统意义上的防潮、防尘作用外,其点火建压作用更为重要;开发智能型SCB点火技术和药盒新材料是点火器研究的主攻方向。     

基于ABAQUS的某火炮击发机构碰撞仿真分析

针对击发机构中击针存在的不足,从碰撞力学的角度对某火炮击发机构进行碰撞分析计算。对击锤与击针的碰撞及撞击力进行分析,利用有限元分析软件ABAQUS对某火炮击发机构建立有限元模型,进行有限元仿真计算,得到了击锤与击针的应力、速度、位移等参数。依据仿真结果分析可知,构件相撞时细长杆更容易发生疲劳断裂,应着重对击针的危险断面进行分析,提出改进措施。该研究对提高击针寿命有一定的意义。     

某车载速射迫击炮上架有限元模态分析

为验证某型车载速射迫击炮上架设计的合理性,利用 Abaqus 有限元软件,对车载速射迫击炮上架有限元 模态进行分析。采用等效质量的方法,在 Solidworks 中建立上架 3 维模型,通过对上架及自动机和高低机的装配体 结构进行有限元模态分析,计算出其前 20 阶的固有频率和振型。研究结果表明：该设计是合理的,能避开迫击炮的 射击频率,可为上架的进一步结构优化及武器试验基地的射击试验提供参考。     

Thermo-Mechanical Analysis of Water-Cooled Gun Barrel During Burst Firing

The thermo-mechanical stress and deformation of water-cooled gun barrel during burst firing are studied by finite element analysis （FEA）. The problem is modeled in two steps： 1） A transient heat transfer analysis is first carried out in order to determine temperature evolution and to predict the residual temperatures during the burst firing event; 2） The thermo-mecha-nical stresses and deformation caused by both the residual temperature field and the gas pressure are then calculated. The results show that the residual temperature field tends to a steady state with the increasing of rounds. The residual temperature field has much effect on the gun barrel stress and deformation, especially on the assembly area between barrel and water jacket. The gage between the barrel and water jacket is the critical factor to the thermo- mechanical stress and deformation. The results of this analysis will be very useful to develop the new strength design theory of the liquid-cooled gun barrel.     

钛合金在炮口制退器上的应用

为减小炮口制退器质量,提高射击精度和密集度,对钛合金在炮口制退器上的应用进行研究。以计算流体动力学以及有限元理论为基础,综合应用计算流体力学数值仿真技术和有限元分析方法,完成了从炮口制退器炮口流场三维数值模拟到有限元分析的全过程,得出了TC4钛合金和炮钢材料下的炮口制退器应力分布和变形结果。结果表明：在满足使用条件的情况下,T C 4材料的使用能减轻炮口制退器的质量,从而可减小其它部件的设计难度。     

自行火炮车体的非线性动态响应

本文根据非线性有限元的基本理论,利用非线性有限元动力学方程的数值积分方法和三维五节点接触单元的接触算、刚度矩阵和载荷列阵,通过非线性弹簧阻尼单元、接触单元等建立自行火炮发射过程的动力学非线性有限元模型,集中解决自行火炮的悬挂部分与地面之间的接触非线性问题,求解了车体的固有特性和非线性动态响应,为火炮发射动力学的研究提供了技术途径。     

某火炮自动机高速机构的热-结构耦合效应仿真分析

针对某高射速自动机在样机实弹射击时出现的周期性停射故障,应用热膨胀经典理论和有限元计算方法,对高射速自动机进行了热-结构耦合分析。结果表明：将结构尺寸作适当的调整,不仅能满足现阶段射速的要求,而且有进一步提高射速的空间。结构设计方案改进后的验证样机,经多轮实弹试验测试,没有出现周期性停射现象,故障得到解决。将热-结构耦合方法应用于工程实践,以期在解决类似故障和结构设计的分析方法上有所借鉴。     

155mm火炮药室室壁温度场的数值分析

利用MSCNASTRAN,对155mm火炮在发射期间,其环境温度分别为-20℃、0℃、20℃时,药室室壁温度场进行了瞬态有限元分析。由于初始条件的复杂性和不确定性,建立模型时作了合理的简化处理。得出不同初始条件下,药室室壁温度场的分布情况及5分钟后外壁相应的温度区间。     

炮箍个数对身管组模态频率及振型的影响分析

为研究炮口处炮箍个数对火炮射击精度的影响,对某新型火炮的身管组进行模态分析。利用有限元仿真 对某新型火炮身管组进行分析,分别考虑单炮箍及双炮箍对身管组模态频率的影响,得到身管组在 2 种情况下不同 阶数的模态频率及振型图。有限元计算结果表明：在相同阶数下,两者的振型图相似,但双炮箍比单炮箍的身管组 模态频率低,离自动机的实际射频范围远,双炮箍的模态频率具有更大的裕度。实弹射击对比实验结果显示,双炮 箍的密集度更好。