后坐机构坠落安全性的工程设计

本文提出了引信后坐机构的一种工程设计方法。这种方法考虑了弹底激励经弹—引系统传递后所产生的影响,使用简便,设计精度可控制在5%以内。

基于正交试验的硅基MEMS齿形后坐保险机构参数敏感性

为了对硅基MEMS后坐保险机构进行优化设计和性能研究,基于正交试验与有限元仿真软件相结合的方法,选择齿高、齿宽、弹簧线宽、闭锁梁宽、锁钩间距、初始距离这6个设计参数,对后坐保险机构在正常发射和勤务跌落载荷下的位移和应力的影响进行参数敏感性分析。通过极差分析与方差分析,定量地给出了后坐保险机构各参数对结构在不同冲击载荷下的影响。结果表明,齿高的影响最显著,是影响后坐保险机构位移与应力响应的最主要因素;初始距离、弹簧线宽、齿宽是影响勤务跌落最大位移的次要因素;其他因素均对正常发射与勤务跌落载荷下位移和应力不显示显著性。在相对少的试验次数中定量得出不同设计参数对硅基后坐保险机构的影响大小,对多参数双目标的硅基后坐保险机构优化提供了一定的参考。

冲击载荷下引信MEMS后坐保险机构动态响应过程表征方法

针对引信MEMS安全系统中后坐保险机构在正常发射载荷和勤务跌落载荷下的运动过程难以表征的问题,建立了一种基于瑞利商方法的后坐保险机构理论模型。该方法能够准确计算悬臂质量块式后坐保险机构的固有频率,并完整预测机构在冲击载荷作用下的位移时间过程曲线。仿真分析和实验结果表明,所得机构的位移时间曲线吻合度较高,其固有频率也具有一致性。因此该方法能够准确表征后坐保险机构在冲击载荷下的运动过程,为后坐保险机构的设计与研究提供理论指导。

极低过载引信无返回力矩擒纵后坐保险机构

针对极低发射过载下引信安全系统的环境利用和保险问题,采用一种无返回力矩钟表机构和质量重块相结合的后坐保险机构,通过结构参数优化和设计,对保险机构在勤务处理环境和发射环境下的运动特性进行了仿真分析。通过Adams动力学仿真表明,该机构在极低过载发射环境中效果良好,其勤务处理安全性和发射可靠性均能满足使用要求,解决了极低过载发射弹药使用后坐保险机构的适应性问题。

基于有限元法的MEMS后坐保险机构运动特性研究

阐述了一种基于MEMS设计的后坐保险机构的构造与作用原理,建立了动力学模型,并利用有限元软件ansys的ls-dyna模块对该保险机构进行了动力学仿真,对仿真结果进行了分析。结果表明,该后坐保险机构可以满足某小口径榴弹引信的使用要求。

引信后坐保险机构斜置设计方案

针对引信后坐保险机构安全和可靠解除保险之间的矛盾,提出了引信后坐保险机构斜置设计方案。该方案是将传统的轴线与引信轴线平行或重合的后坐保险机构相对于引信轴线斜置一定角度设置。应用刚体动力学理论分析了引信后坐保险机构斜置设计动态特性,并给出了算例。仿真验证结果表明:后坐保险机构斜置设计有助于提高勤务处理弹丸和引信意外跌落时引信安全性,即有助于提高引信防止意外解除保险的性能,而正常解除保险性能不会受到影响。

MEMS后坐保险机构存在的问题及解决方法

在模拟勤务处理跌落过程的锤击试验中,MEMS后坐保险机构已解除对离心滑块的约束,使后坐保险实际解除。为使问题再现,利用弹塑性非线性模型对后坐保险机构在跌落过程中的运动特性进行了仿真。仿真结果表明,在半正弦加速度脉冲作用下,弹簧上端拐角处发生了较大的塑性变形,导致弹簧伸长而使后坐滑块不能恢复至原位。针对此问题,通过对后坐保险机构的结构特点进行分析,提出了相应的解决方法,即后坐滑块须运动到位后才能完全解除对离心滑块的约束。

MEMS后坐保险机构在高冲击环境下的失效模式

针对金属基MEMS后坐保险机构在高冲击环境下的作用可靠性问题,采用瞬态动力学方法对MEMS后坐保险机构在发射和跌落环境下的失效模式进行了仿真及马希特锤冲击试验。仿真和试验结果表明,在发射环境下,当MEMS后坐保险机构的卡头进入卡槽时,在卡头翼片的转弯处会产生较大的塑性变形,易造成卡头不能被可靠锁定的失效模式;在跌落环境下,由于弹簧上端拐角处发生了较大的塑性变形,使后坐滑块不能在弹簧回复力的作用下恢复原位,导致后坐滑块已实际解除对离心滑块的约束。最后,对MEMS后坐保险机构中易产生塑性变形的原因进行了分析。

引信单双自由度后坐保险机构性能分析

基于加强单双自由度后坐保险机构对比研究的目的,以双自由度后坐保险机构为立足点,求出了等效单自由度后坐保险机构,并就勤务处理的安全性与发射时的可靠性对两机构进行了动态仿真分析。可为单双自由度后坐保险机构设计提供理论借鉴。

双自由度后坐保险机构敏感因子对比

目前国内对双自由度后坐保险机构的研究大多集中于对其动态特性的分析和仿真,对机构运动影响敏感因子的分析很少。借助计算机仿真,运用正交试验设计方法对双自由度后坐保险机构敏感因子进行分析,确定各敏感因子对机构影响程度的主次顺序以及主要敏感因子。结果表明上质量块质量对其运动特性影响最大并为主要敏感因子,然后依次是惯性簧刚度,惯性簧长度和下质量块质量的影响。

火箭弹引信MEMS后坐保险机构

针对现有小口径弹药引信MEMS后坐保险机构只能在高发射过载下解除保险,在火箭弹引信上使用受限制,提出了一种能够在低发射过载下作用的MEMS后坐保险机构。该后坐保险机构结构参数与小口径榴弹引信后坐保险机构的最大区别在于Z型齿齿数和弹簧刚度。仿真结果表明,该后坐保险机构能够保证火箭弹引信在勤务处理过程中遇到意外跌落时的安全,并能在火箭弹引信所受低过载的发射环境力作用下可靠解除保险。

MEMS悬臂卡锁式后坐保险机构

针对与弹轴平行放置的MEMS安全系统对传爆序列设计带来不便的问题,提出了可用于垂直于弹轴放置的MEMS安全系统的悬臂卡锁式后坐保险机构。通过理论分析与仿真分析相结合的研究方法验证MEMS悬臂卡锁式后坐保险机构的可行性。仿真结果表明,悬臂卡锁式后坐保险机构可以实现两种加速度环境的区分,保证意外跌落时引信处于安全状态,正常发射时第一道保险可靠解除,且悬臂卡锁式后坐保险机构采用UV-LIGA工艺与基板一体化加工,减小了装配环节,结构简单易于实现。

驻室倾斜对引信后坐针刺发火机构发火正确性的影响

针对目前引信后坐针刺发火机构理论分析并未考虑其驻室因制造误差形成的倾斜对机构运动特性暨发火正确性影响的问题,应用刚体动力学理论提出驻室倾斜对引信后坐针刺发火机构发火正确性影响的计算方法。该方法建立了引信后坐针刺发火机构驻室倾斜时发火时间和戳击能量的计算公式。理论分析和仿真结果表明:引信后坐针刺发火机构驻室倾斜对发火时间和针刺火帽戳击动能造成影响,但制造误差所形成的倾斜影响不大。引信后坐针刺发火机构驻室倾斜10°,内壁与惯性体间摩擦系数0.25时,后坐戳击动能降低3.9%,引信后坐针刺发火机构发火能量设计应考虑此裕量。

双自由度后坐保险机构的计算机动态仿真

在 Working Model3 D软件上对引信的双自由度后坐保险机构进行了有关计算机仿真计算 ,并结合具体实例进行了优化设计。

摩擦对引信后坐保险件解除保险特性的影响

针对引信单自由度直线运动后坐保险机构设计优化问题,开展不同摩擦条件下侧压簧对惯性筒动态响应特性的影响研究。运用刚体动力学理论和ADAMS刚体动力学仿真软件,研究侧压簧即被保险件预压簧作用于后坐保险件上的摩擦力对后坐保险件在发射和跌落时动态响应特性的影响。得到有侧压簧即被保险件预压簧作用时后坐保险件在多种不同冲击过载作用下的位移响应和速度响应。研究结果表明:被保险件对后坐保险件的摩擦缓释效应有利于提高后坐保险机构的跌落安全性,而对后坐保险机构发射时正常解除保险影响十分有限;通过优化被保险件预压簧的预压抗力和/或被保险件与后坐保险件之间的摩擦系数,可使引信后坐保险机构的跌落安全性得到改善。

某型号引信后坐保险机构设计及试验研究

后坐保险机构是引信中常用的保险形式,多用于弹丸发射环境力大于跌落环境力的或者后坐持续时间长的引信中,以保证其跌落安全性和发射可靠性。然而在低过载或后坐持续时间短的引信中该机构的应用就受到了很大的限制。本文通过对某型号弹药引信研究,设计出了一种新型的后坐保险机构,大量试验说明,该机构在持续时间短和弹道环境力小发射环境中作用效果良好,其安全性和可靠性均能满足使用要求,解决了一些低发射过载或过载时间发射环境中后坐保险不能使用的问题。

复合式惯性制动保险机构及性能分析

建立了复合式惯性制动保险机构的动力学模型,以某机构为计算实例,仿真分析结果表明该机构在100g发射过载下可靠解除保险,在1.5 m高度跌落木橔时机构安全,与实验结果相符。与传统的曲折槽筒机构的对比分析显示出复合式惯性保险机构具有更好的安全性,跌落在软目标上能更好地保证安全。

双滑块驱动无返回力矩钟表机构特性研究

对双滑块驱动无返回力矩钟表机构进行了理论分析,在VisualNastran软件环境下进行了该机构参数最佳匹配规律研究。采用正交试验和仿真研究该机构中双滑块质量参数最佳匹配、拉簧刚度和惯性簧刚度参数最佳匹配。仿真和试验结果表明:该机构可以有效区分导弹正常发射过载与勤务处理干扰环境力;能有效避免单质量块后坐保险机构的钟表机构在冲击试验中存在断齿的问题;该机构下滑块质量与上滑块质量最佳比为7.96、拉簧刚度与惯性簧刚度最佳匹配为2.75,此时在冲击和震动试验中上滑块位移响应和速度响应最小。

检测储存引信后坐保险所需加速度参数分析

当对储存引信后坐保险机构进行动态模拟测试时,要先确定所需模拟后坐加速度参数,针对这一问题,论文综合考虑了引信单行程后坐保险机构的设计生产和实际应用环境要求.根据其工作原理,给出了对单行程后坐保险机构进行安全性测试和解除保险可靠性测试所需模拟的后坐加速度范围.分析了解除保险所需模拟后坐加速度与其持续时间的关系.经对某引信的模拟试验证明这种方法是合理的.

引信后坐质量-弹簧系统动态特性与设计

为了探究引信后坐质量-弹簧系统各设计参数对其保险和解除保险性能的影响,将发射和跌落冲击曲线简化成余弦曲线,采用拉普拉斯变换求解引信后坐质量-弹簧系统的运动微分方程,通过算例计算并与ADAMS软件仿真结果进行对比,计算了两个算例中发射与跌落位移响应峰值的比值。对比结果表明:拉普拉斯变换法求解引信后坐质量-弹簧系统的运动微分方程计算精度较高;从工程设计角度来说,适当减小后坐质量m1,增大弹簧装配预压量λ、弹簧刚度系数k以及将保险球导向孔轴线与引信轴线夹角α取为45°都有助于解决引信后坐质量-弹簧系统保险与解除保险之间的矛盾。