复合泡沫填充管的高g值冲击防护特性

目的为避免或减小高g值冲击对弹内轻质元器件的破坏,应加强对轻质元器件缓冲防护结构的研究。方法基于新型复合泡沫和通孔泡沫铝的2种泡沫填充管,通过万能试验机和落锤冲击系统研究了2种泡沫填充管的静动态力学特性,并运用数值模拟方法研究高g值冲击下等质量的泡沫填充管与夹芯管的加速度缓冲效果和吸能机制。结果数值模拟所得结构变形和落锤加速度与实验结果较为一致,验证了数值模拟方法的可靠性。复合泡沫平台应力具有显著的应变率效应,其填充管压溃载荷平稳且高于泡沫铝填充管,比泡沫铝填充管体现出更优异的高过载防护性能。等质量的泡沫夹芯管的抗冲击性能优于填充管,2种泡沫填充而成的夹芯管具有相似的高过载防护性能,泡沫材料压缩行为对夹芯管压溃载荷特征的影响低于填充管。结论所得结果对轻质元器件的高g值缓冲防护有较强的指导意义。

高g值冲击下泡沫铝填充铝壳轴压特性

针对弹载测控装置因承受高g值冲击而发生失效的问题,将不同厚度铝壳和不同密度的泡沫铝填充结构用于其缓冲保护,采用含有偏心率因子的直链塑性铰模型分析了铝壳在轴向高g值冲击加速度作用下的压溃特性,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟了结构在轴向冲击下的动力屈曲行为,讨论了铝壳厚度以及泡沫铝密度对泡沫铝填充铝壳结构力学性能的影响。仿真结果表明:在铝壳内填充泡沫铝,提高了结构的平均压溃力,改善了轴向压溃载荷波形。铝壳的偏心率因子不随铝壳厚度变化而变化。

电池抗高g值冲击的性能测试方法

针对弹载存储测试仪用电池抗高g值冲击的性能测试问题,提出以Hopkinson杆为加载手段,利用差动式激光多普勒干涉仪绝对复现冲击加速度值。该方法分别将4种型号的电池以水平和垂直方向放置进行高过载冲击试验,结果表明:电池瞬间掉电主要受加速度峰值影响,固态聚合物锂离子电池的抗冲击性能最高为20万g,而且该性能与冲击方向有关。侵彻钢板试验进一步验证了Hopkinson杆试验的结果,为高过载条件下弹载仪器的电源选用提供依据。

利用现有装置对高g值冲击传感器的一种检测方法

利用实验室现有的Endevco公司的2925型pop冲击激励源,通过加速度值、电压值来标定高g值冲击传感器的幅值线性度,此装置为高g值冲击传感器的幅值线性度校准提供了一种简单、可控、且重复性好的方法。

锂离子电池高G值冲击安全测试技术

针对锂离子电池带来的安全问题,讨论了锂离子电池的工作原理、充放电特性。结合某型号便携设备用锂离子电池分析了高G值冲击过程对电池的损害,研究了锂离子电池高G值冲击的安全测试技术。

复合泡沫填充壳三次高g值冲击防护设计研究

为探索弹箭系统内轻质元件多次高g值冲击防护结构设计理论和优化方法,基于数值模拟、试验和理论分析,研究了三次高g值脉冲和恒速冲击加载下复合泡沫填充壳的动力响应,结合多目标优化对幅值40000 g、脉宽250μs三次半正弦高g值冲击防护结构进行设计,结果表明:①当加载速率为高g值冲击压缩平均速率时,恒速冲击下填充壳能量吸收曲线与多次高g值冲击时一致;②泡沫与管壁耦合效应约为填充壳总载荷的10%~24%,构建的填充壳平均压溃力模型与试验结果一致,可为高g值冲击下目标响应加速度预测和参数设计提供理论依据;③理想点法和非支配排序遗传算法(NSGA-II)均适用于多次高g值缓冲结构的优化,但理想点法所得结果与各目标权重系数有关,NSGA-II提供的最优解集更适于结合其他防护需求进行择优设计。当设计响应加速度为12000 g时,考虑结构响应加速度幅值和比吸能的多目标优化结构参数为壳体壁厚1.58 mm,复合泡沫相对密度0.27。

高g值加速度冲击试验技术研究

根据弹体高速侵彻硬目标过程中加速度测试的特点,研制了高g值冲击试验装置。它由一级空气炮、加速度存储测试装置、炮弹、反射式激光测速仪和激光多普勒测速仪等组成,并在该冲击试验装置上进行了弹载加速度存储测试装置的高g值冲击试验。采用泡沫铝缓冲件对记录电路模块进行缓冲保护,利用光栅作为合作目标,由两套激光多普勒测速仪同时记录冲击过程中测试装置外壳和电路模块的激光频移信号,处理可得到二者的加速度——时间曲线,比较了泡沫铝的高g值缓冲效果。

高G值着陆冲击下头、颈、胸、脊椎损伤因子及评价指标的研究

目的:研究在+Gx和+Gz复合冲击作用下,人体响应和损伤的一般特点。方法:通过HybridIII型假人,在航天返回舱座椅环境中,进行不同输入量级的复合冲击实验和相关的数据分析。结果:实验数据呈现出良好的一致性。在6～30g不同输入加速度情况下,随输入加速度的增加,人体头、颈、胸、脊椎等部位的响应损伤均分别呈现良好的二次线性响应增长规律,R2在0.9以上。结合不同的评价指标,分别进行了损伤因子评价分析,从而获得了不同身体部位损伤评价的影响程度。结论:头、颈、胸、脊椎等不同身体部位的冲击响应损伤规律不同,针对损伤敏感部位进行高G值复合着陆冲击下的损伤规律和防护原则研究是必要的。

弹载数据存储模块抗高过载防护技术研究

弹上飞行环境参数测试是导弹飞行试验测试的主要内容,通常包括加速度、温度、应力应变以及各种结构响应/动作信号等,这些数据以数字量的方式存储于测试系统数据存储模块中,所以数据存储模块是整个测试系统在发射/分离/抛射以及碰地等强冲击环境下需要保护的核心器件。介绍了弹载数据存储模块在高过载冲击条件下基于复合缓冲模块的防护技术,对保护装置的复合缓冲结构的缓冲机理从能量角度进行了探讨和研究,同时引入高过载冲击放大器加载试验技术,对获取的保护装置缓冲前后的加速度历程曲线进行了对比,得到了复合缓冲结构的缓冲效果,可以满足实际工程应用需要。

转管武器加速度参数测试系统的冲击校准法

针对转管武器加速度参数测试系统在承受高g值冲击后灵敏度方面会发生一定改变的问题,提出了一种基于Hop-kinson杆和激光多普勒干涉仪的冲击校准方法。该方法利用Hopkinson杆对测试系统进行加速度信号加载,采用激光多普勒干涉仪进行校准,实现了校准系统对冲击加速度的绝对复现。实验结果表明,这种校准方法可以很好地完成转管武器加速度参数测试系统的校准,相对误差满足测试灵敏度要求。

动能贯穿混凝土多层靶标加速度信号失真修复

通过对动能贯穿混凝土多层靶标实验随弹加速度计实测的加速度信号失真情况分析,辨识出零点漂移误差是影响积分算法的最主要误差因素,灵敏度变化的影响相对较小。零点漂移误差可通过自由飞行段加速度计输出进行补偿。而灵敏度误差则可利用实测的入靶速度作为膛内加速过载段积分的速度参考值进行补偿。给出5种冲击加速度误差补偿方案。在对贯穿前零偏误差和传感器灵敏度误差同时进行补偿后,其解算结果最优。弹体刚性加速度的一次积分与二次积分分别与实测的出靶速度和实际位移保持较好的一致性,相对误差分别为-2.7%和0.2%。