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磁流变技术在引信延期解除保险机构中的应用研究

作　者: 王卫青
导　师: 王炅
学　校: 南京理工大学
专　业: 武器系统与运用工程
关键词: 引信磁流变液延期解除保险机构延期解除保险时间流场分析
分类号: TH112
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

磁流变液延期解除保险机构将磁流变液应用于引信延期解除保险机构中,具有安全性高,解除保险可靠性高,延期解除保险时间可调,结构简单等优点。但目前对引信磁流变液延期解除保险机构的研究还处在理论探索阶段,且存在设计理论不完善,磁流变液材料易发生沉淀现象等问题。采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的方法,对磁流变液在引信延期解除保险中的应用进行了以下几方面研究：1.在先前研究的基础上,通过理论分析与计算,设计并加工了引信磁流变液延期解除保险机构样机。2.根据磁流变液流体动力学理论,建立了引信磁流变液延期解除保险机构延期解除保险时问数学模型,得出了机构的延期解除保险时间公式。同时运用Ansys软件仿真分析了延期解除保险时间公式的正确性。仿真结果表明：该公式可以作为机构设计时的参考公式。3.针对磁流变液的沉淀性问题,结合引信使用环境对磁流变液的要求以及本机构的特点,提出几种提高磁流变液沉淀稳定性的措施,并对商用磁流变液进行改进,配制出新的磁流变液,试验结果表明配制的磁流变液很好地解决了沉淀稳定性问题,适用于该引信磁流变液延期解除保险机构。4.设计并完成了机构样机的静态试验与动态试验。静态试验研究机构的安全性能与解除保险可靠性能。采用自制的试验测试系统,研究了弹丸转速、泄流孔径、磁流变液参数、温度对机构延期解除保险时间的影响规律,试验结果表明影响规律与理论及仿真分析结果一致。按照兰利法设计了动态试验方案,完成了机构动态试验。试验结果表明：在1959年式130毫米加农榴弹炮发射环境下,机构的延期解除保险距离大于100m,机构的安全性、可靠性、延期解除保险距离符合设计要求。最后,对本文研究工作进行了总结,介绍了论文完成的主要工作和创新点,并对未来研究工作进行了展望。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
1 绪论  8-19
  1.1 本文研究背景及意义  8-9
  1.2 磁流变液介绍  9-10
    1.2.1 磁流变效应  9-10
    1.2.2 磁流变液的组成  10
  1.3 磁流变技术发展与工程应用  10-13
    1.3.1 磁流变技术发展  10-11
    1.3.2 磁流变技术工程应用  11-13
  1.4 引信磁流变液延期解除保险机构概况  13-16
    1.4.1 引信磁流变液延期解除保险机构原理  13
    1.4.2 引信磁流变液延期解除保险机构研究进展  13-16
    1.4.3 目前磁流变液延期解除保险机构存在的问题  16
  1.5 本文的主要研究内容  16-17
  1.6 论文组织结构  17-19
2 磁流变液延期解除保险机构结构设计  19-34
  2.1 结构设计要求分析  19-20
    2.1.1 引信设计的一般要求  19-20
    2.1.2 本机构的设计要求  20
  2.2 磁流变液延期解除保险机构工作方案设计  20-24
    2.2.1 磁流变液泄流驱动方式的选择  20-21
    2.2.2 磁流变液延期解除保险机构工作方案的制定  21-24
  2.3 磁流变液延期解除保险机构主要零件设计  24-30
    2.3.1 液筒和挡板的设计  24-25
    2.3.2 活塞和转子的设计  25
    2.3.3 离心子和离心簧设计  25-29
    2.3.4 后坐销与后坐簧设计  29
    2.3.5 卡销与卡销簧设计  29-30
  2.4 磁流变液延期解除保险机构主要部件校核  30-32
  2.5 磁流变液延期解除保险机构性能分析  32-33
    2.5.1 磁流变液延期解除保险机构安全性分析  32
    2.5.2 磁流变液延期解除保险机构特点  32-33
  2.6 本章小结  33-34
3 磁流变液延期解除保险机构延期解除保险性能设计  34-47
  3.1 离心式磁流变液保险机构延期解除保险时间数学模型  34-38
    3.1.1 弹丸弹道环境分析  34
    3.1.2 磁流变液流动性分析  34-35
    3.1.3 流体特性分析  35
    3.1.4 建模前提及假设  35-36
    3.1.5 延期解除保险时间公式推导  36-38
  3.2 延期解除保险时间公式分析  38-42
    3.2.1 影响机构延期解除保险时间因素分析  38-39
    3.2.2 泄流孔加工误差对机构延期解除保险距离散布的影响分析  39-42
  3.3 机构延期解除保险性能设计  42
  3.4 磁流变液保险机构延期解除保险时间流场数值仿真  42-46
  3.5 本章小结  46-47
4 磁流变液的设计  47-54
  4.1 引信对磁流变液的要求  47
  4.2 目前磁流变液应用于引信存在的问题  47-48
  4.3 磁流变液的配制  48-51
    4.3.1 磁流变液沉淀原因及其影响因素分析  48-49
    4.3.2 一般提高磁流变液稳定性的措施  49-50
    4.3.3 引信用磁流变液的配制  50-51
  4.4 新配制磁流变液性能试验  51-52
    4.4.1 放置时间对磁流变液性能的影响  51
    4.4.2 两种磁流变液性能比较  51-52
  4.5 铁磁流体用于引信安全系统的可行性探讨  52
  4.6 本章小结  52-54
5 磁流变液延期解除保险机构静动态试验  54-70
  5.1 旋转试验  54-56
    5.1.1 试验目的  54
    5.1.2 试验方案设计  54
    5.1.3 试验设备及装置  54-55
    5.1.4 试验流程  55
    5.1.5 试验结果及分析  55-56
    5.1.6 试验结论  56
  5.2 锤击试验  56-59
    5.2.1 试验目的  56
    5.2.2 试验方案设计  56-57
    5.2.3 试验设备  57-58
    5.2.4 试验结果及分析  58-59
    5.2.5 试验结论  59
  5.3 延期解除保险时间试验  59-65
    5.3.1 试验目的  60
    5.3.2 试验方案设计  60-61
    5.3.3 试验原理  61
    5.3.4 试验内容  61-62
    5.3.5 试验测试结果及分析  62-64
    5.3.6 试验结论  64
    5.3.7 试验误差分析  64-65
    5.3.8 试验方案改进措施探讨  65
  5.4 磁流变液高低温性能试验  65-67
    5.4.1 试验目的  65-66
    5.4.2 试验结果及分析  66-67
  5.5 靶场射击试验  67-69
    5.5.1 试验目的  67
    5.5.2 试验原理  67-68
    5.5.3 试验结论  68
    5.5.4 延期解除保险距离散布原因分析  68-69
  5.6 本章小结  69-70
6 全文总结及展望  70-72
  6.1 论文完成的工作  70
  6.2 论文创新点  70-71
  6.3 未来研究工作展望  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-76
附录  76

磁流变技术在引信延期解除保险机构中的应用研究

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