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某单兵火箭机电触发引信关键技术研究

作　者: 曹苏雅拉图
导　师: 王雨时; 王强
学　校: 南京理工大学
专　业: 兵器工程
关键词: 触发引信前冲过载数值模拟发射筒前盖弹头形状钝感度擦地炸开关
分类号: TJ431.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

为了为某单兵火箭机电触发引信优化设计提供参考,采用LS-DYNA程序对尾翼稳定弹丸和头部不同形状的弹丸以不同着角碰击薄弱目标以及弹丸出筒时引信撞破和压缩空气推破发射筒前盖过程进行了仿真研究,应用刚体动力学理论对引信擦地炸接电触发开关接电动作正确性进行了理论研究。弹丸碰击薄弱目标仿真得到的前冲过载曲线表明：弹丸前冲过载最大值并不是在正碰靶的情况下,而是对应某一小着角,靶板材质和厚度不同该着角也不同,应考虑弹丸攻角和立靶误差导致的着角变化对引信触发灵敏度和钝感度性能试验结论的影响。头部形状不同,弹丸碰靶前冲过载差异较大,因此弹头形状设计应综合考虑气动力特性与引信前冲环境之需。着角较大时超口径尾翼弹最大前冲过载可能出现在尾翼而不是头部穿靶时。某发射筒前盖破坏过程仿真结果表明：前盖是被弹头引信撞破的,而不是被压缩空气推破的；被引信撞击后,前盖中心环形槽处会出现1-4个微小碎片,但受压缩空气的推动,这些碎片并不会进入引信进气道。通过擦地炸接电触发开关分析得到的接电动作数学模型和参数灵敏度曲线表明：减小零件间摩擦系数,增大开关体锥角、接电套锥角和惯性球质量,降低开关簧抗力有利于提高接电触发开关接电动作正确性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-24
  1.1 背景与意义  8
  1.2 单兵火箭武器系统简介  8-10
    1.2.1 组成  8-9
    1.2.2 单兵火箭发烟弹简介  9-10
  1.3 单兵火箭引信技术现状  10-16
  1.4 撞击和侵彻薄目标理论研究现状  16-18
    1.4.1 弹体侵彻薄靶板特点  16-17
    1.4.2 刚性钝头弹丸对薄靶板挤凿破坏的宏观理论  17-18
    1.4.3 尖头弹丸对薄靶板的扩孔问题  18
    1.4.4 薄目标被截锥形头部弹丸击穿后的变形  18
  1.5 撞击和侵彻薄目标仿真研究现状  18-19
  1.6 头部形状和着角对弹丸碰击薄目标过载的影响研究现状  19-20
  1.7 单兵火箭发射时发射筒前盖"开盖"技术现状  20
  1.8 擦地炸技术  20-22
    1.8.1 擦地炸触发机构  20-22
    1.8.2 擦地炸技术研究现状  22
  1.9 本文研究内容  22-24
2 引信碰击薄弱目标前冲过载理论分析与仿真研究  24-41
  2.1 引言  24
  2.2 数值仿真理论基础  24-27
    2.2.1 有限单元法简介  24-25
    2.2.2 ANSYS/LS-DYNA程序简介  25-27
  2.3 数学模型  27-31
    2.3.1 冲塞过程  27-28
    2.3.2 撕裂过程  28-30
    2.3.3 算例  30-31
  2.4 数值仿真模型  31-33
    2.4.1 弹丸与靶板有限元模型  31-32
    2.4.2 材料模型及状态方程  32-33
  2.5 数值仿真结果  33-40
    2.5.1 着角0碰击结果  33-35
    2.5.2 着角5碰击结果  35-36
    2.5.3 着角10碰击结果  36-38
    2.5.4 不同壁厚的弹丸碰击薄目标时的碰击结果  38-39
    2.5.5 最大前冲过载系数仿真结果汇总  39-40
  2.6 试验验证  40
  2.7 本章小结  40-41
3 头部形状和着角对弹丸碰击薄目标前冲过载的影响仿真研究  41-54
  3.1 引言  41
  3.2 数值模型  41-44
    3.2.1 有限元模型  41-42
    3.2.2 材料模型及其状态方程  42-44
  3.3 仿真结果  44-53
    3.3.1 圆柱形弹丸  44-45
    3.3.2 半球形头部弹丸  45
    3.3.3 截锥形头部弹丸  45-48
    3.3.4 圆锥形头部弹丸  48
    3.3.5 最大前冲过载系数仿真结果汇总  48-53
  3.4 本章小结  53-54
4 某单兵火箭发射时发射筒前盖开盖过程仿真研究  54-73
  4.1 引言  54
  4.2 弹丸前方空气压力推破前盖过程仿真  54-61
    4.2.1 前盖有限元模型  54-55
    4.2.2 材料模型  55
    4.2.3 载荷计算  55-56
    4.2.4 仿真结果  56-61
  4.3 弹丸出筒口时撞破前盖过程仿真  61-67
    4.3.1 弹丸与前盖有限元模型  61
    4.3.2 材料模型  61-62
    4.3.3 仿真结果  62-67
  4.4 试验结果  67-72
  4.5 本章小结  72-73
5 某机电引信擦地炸接电触发开关动态特性研究  73-89
  5.1 引言  73
  5.2 结构  73-74
  5.3 动力学分析  74-81
    5.3.1 弹道安全性  74-76
    5.3.2 钝感度性能  76
    5.3.3 接电性能  76-81
  5.4 接电触发开关接电性能影响因素分析  81-88
    5.4.1 碰击过载系数k影响  81-82
    5.4.2 开关簧刚度R影响  82
    5.4.3 惯性球质量m_1影响  82-83
    5.4.4 接电套、簧套和开关簧等效质量m_2影响  83-85
    5.4.5 开关体锥角α影响  85
    5.4.6 接电套锥角β影响  85-86
    5.4.7 惯性球与开关体间摩擦系数f_1影响  86-87
    5.4.8 惯性球与接电套间摩擦系数f_2影响  87
    5.4.9 接电套与开关体间摩擦系数f_3影响  87-88
  5.5 试验验证  88
  5.6 本章小结  88-89
6 结束语  89-94
  6.1 工作总结  89
  6.2 研究结论  89-92
  6.3 本文创新点  92-93
  6.4 需要进一步探讨的问题  93-94
致谢  94-95
参考文献  95-100
附录  100

某单兵火箭机电触发引信关键技术研究

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