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。     

火工品动态着靶模拟仿真技术研究

本文采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)技术和装置对火工品动态着靶进行模拟试验，建立了考核和评估火工品动态性能，包括安全性和可靠性的方法。并运用LS-DYNA进行了，计算机模拟仿真，计算与实测结果吻合。     

侵彻过程中弹载火工品过载特性数值模拟

通过分析弹体侵彻模型及弹载火工品应力波加载机理,揭示了弹载火工品应力波加载的加载状态,并运用LS-DYNA有限元软件对特定侵彻过载环境进行了仿真计算.研究结果表明:弹体过载结果与Forrestal经典试验模型吻合较好;弹体与火工品的过载规律趋于相近,可以通过弹体的过载情况来预测弹载火工品的过载情况.此项研究可为侵彻过载中弹载火工品抗高过载能力评价提供参考.     

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。     

高过载条件下火工品装药的响应特性

针对火工品在高过载条件下的意外发火问题,利用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,计算空气炮过载实验装置发射的弹丸在撞击钢靶和混凝土靶过程中火工品装药的结构、温度和压力变化规律,进一步分析装药的发火机理。结果表明,在高过载条件下,火工品装药的受力以压缩应力为主;火工品不同位置的装药的温升不同,其中头部和尾部装药温升明显,中部装药的温升较小;当靶板为钢靶时,装药的温升较大;装药与结构之间的相互作用以及炸药颗粒的内部摩擦均会形成热点,但是装药与结构之间的相互作用是引起装药意外发火的主要原因。     

某型靶弹系统火工品安全控制设计

针对某型靶弹系统火工品安全全流程管控问题,进行火工品危险严重性分析,划分弹载组件、靶弹、发射状态3个层次开展安全设计.采用钝感点火,功率驱动和恒过载解保、延时解保串联方案,保障火工品静电、运输、跌落、异常撞击等环境下的安全;靶弹层面,设计电气隔离、工作2种状态,能力覆盖靶弹运输、存储、测试、模拟发控等全部非发射工况;发射状态下,采取逐段管控、串联保险、单一接口操控策略,保障技术准备、发控对接、试验发射等应用环节安全.实际应用结果表明:该设计可靠、有效地实现了火工品安全全流程控制.     

落球碰撞试验模拟火工品过载特性研究

建立了落球试验装置,并用该装置模拟了火工品发射时所承受的过载环境.通过落球碰撞试验得到了过载加速度随板厚和落高的变化曲线,以及过载加速度脉宽随板厚和落高的变化曲线;此外,应用有限元分析方法和ANSYS/LS-DYNA软件对落球过载环境进行了数值模拟,得到了火工品组件上(钢板)的过载加速度——时间曲线、应力分布图.结果表明,模拟结果与实际试验结果一致性较好,落球碰撞试验适用于模拟火工品发射时的过载环境,研究结果为落球碰撞试验装置的优化设计提供了参考和依据.     

弹药侵彻混凝土的火工品环境力分析

为了研究弹药侵彻过程中的火工品受力环境,通过文献和实弹试验结果,分析了弹药侵彻单层混凝土目标时火工品承受的过载加速度值、过载持续时间和过载波形特性.37~100mm口径弹药以300~450m/s侵彻目标时,加速度峰值在15 000g~50 000g,过载持续时间集中在4~5ms.侵彻混凝土和钢筋混凝土(2%钢筋率)目标时过载特性和过载值基本相同.火工品在弹药侵彻过程中将承受交替的压缩和拉伸的应力波作用,同时也承受低频减速过载作用.     

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。     

半导体桥火工品力学过载下的结构失效研究

为了研究在高加速度冲击过载条件下半导体桥( SCB)火工品受力损伤情况,采用分离式Hopkinson压杆对SCB火工品模拟样品进行了过载实验,并用有限元分析软件ANSYS/AUTODYN对SCB火工品的力学响应过程进行了仿真分析计算.研究结果表明,在高加速度冲击过载条件下,SCB火工品结构的薄弱部位在输出端的收口处,应对壳体采取加固措施以提高抗过载性能.     

气动-机械微安保结构设计与性能测试

针对新型火工品的微型化、可靠性要求,设计了一种气体驱动的机械微安保结构,对其核心的机械安保层进行了静力学仿真,确定微弹簧最佳加工材料为65Mn弹簧钢,线宽为0.2mm时微弹簧解除保险所需的理论压强为4.3MPa。通过微加工技术,制作了原理样机,并测试其性能。结果表明样机可以成功解除保险,并实现安保功能。     

基于序约束的火工品可靠性试验数据分析

为了能在较小样本量下提高火工品可靠性试验数据分析效果,研究了Langlie法试验,给出了火工品可靠性试验数据分析方法。该方法利用保序回归对Langlie法试验数据进行处理,给出参数的序约束估计。模拟结果表明基于序约束的Langlie试验数据的位置参数估计具有较优的统计性质。最后利用该方法对某针刺雷管进行可靠性评估,并与大样本方法比较,表明该方法可以利用65个样本在置信水平为0.9时对可靠性为0.999的火工品进行评估。     

激光起爆系统可靠性模拟计算

采用计算机模拟对激光起爆系统的可靠性进行了研究.利用开发的系统仿真程序对各部件对系统可靠性的影响进行了分析,并对不同可靠度下所需激光器输出能量进行了模拟计算.结果表明,系统的发火可靠性受激光起爆器的影响最大,其次为连接器,分束器的一致性对系统的可靠性影响相对较小.     

某隔板起爆器冲击起爆过程的数值模拟与实验研究

为了提高火工品的可靠性设计水平,将数值模拟技术引入隔板起爆器的设计中.利用LS-DYNA软件对某隔板起爆器隔板传爆过程进行模拟,计算得出可靠传爆不会穿透隔板的隔板厚度介于2.0 mm与5.0 mm之间.验证试验结果表明当隔板厚度为1.5～2.4 mm时,隔板能够完成正常功能,计算结果与实验结果基本吻合.     

空空导弹发射在轨段分离安全性研究

对于载机机动环境中顺序离轨分离的空空导弹,导弹发射中在轨段弹架分离涉及导弹发动机和载机安全,其分离安全分析是导弹结构强度设计中必须解决的关键技术问题。本文采用MSC．Dytran软件,对导弹的轨上运动过程以及导弹结构动力强度进行了系统建模和仿真分析,为导弹发射中在轨段分离安全提供了一种有效的解决途径。     

固体火箭发动机药柱的结构动态可靠度分析

采用Monte Carlo粘弹性随机有限无法，分析了药柱的结构动态可靠度，针对固体火箭发动机药柱材料近似不可压缩和直接Monte Carlo法效率较低的问题，基于Herrmann粘弹性有限元，采用拉丁超立方（LHS）技术进行随机抽样以提高计算的精度和收敛速度．考虑药柱材料参数的随机性，引入极小化变换方法，计算了固体火箭发动机药柱结构的动态可靠度．算例表明该方法精度高、通用性强，适于工程应用。     

机械火工品设计与生产过程中的感度控制研究

基于机械火工品可靠性设计理论,建立了机械火工品设计和生产过程中的感度控制方法,系统提出了感度控制的实施步骤。以某一针刺雷管为例说明了感度控制范围的计算与实施,并对其可靠性进行了验证。本研究为高可靠性机械火工品的生产提供了技术参考。     

导航系统的动态可靠性建模与仿真分析

针对导航系统动态可靠性分析问题,讨论了基于Monte Carlo仿真的动态可靠性事件序列采样方法,给出了Shannon信息熵采样准则;以SimPRA软件为分析平台,建立了导航系统动态可靠性仿真模型,并完成了导航系统的动态可靠性分析。仿真分析结果验证了动态可靠性分析的优越性及可行性。     

利用感度试验数据分析火工品贮存可靠性

火工品属于一种长寿命且高可靠性的敏感性产品，为了提高其贮存可靠性评估精度，研究了火工品贮存可靠性的特点，给出了一种利用感度试验数据的火工品贮存可靠性分析方法。该方法利用升降法试验来获得感度分布参数的估计，并对参数估计进行了处理，使其满足一定序约束条件。结合该估计值，选取合适的模型来描述感度分布参数与贮存时间的关系，并对模型参数进行了统计推断。利用该模型，给出了贮存可靠性置信限和贮存寿命置信限。数值算例表明该方法可以用于高可靠性火工品的贮存可靠性评估与贮存寿命预测。