高过载加速度试验装置结构设计与分析
发布时间：2022-02-18 17:03
为测试火工品及精密电子元器件在高过载作用环境下的性能,需要提供一种高过载试验装置进行高过载环境模拟。本文研究的目的就是设计一种高过载加速度试验装置,用以模拟火炮发射过程产生的高过载环境。装置采用压缩气体驱动质量块运动,在压缩终点位置附近达到试验要求的过载试验区。建立数学模型并利用数值仿真软件仿真,通过分析各主要结构参数对装置性能的影响,确定试验装置的结构参数,并对重要零部件进行详细结构设计。本文主要研究内容如下：首先根据试验装置工作原理建立数学模型,利用Matlab/Simulink数值计算软件建立仿真计算模型,通过对仿真结果的分析获得了满足试验要求的装置主要结构参数；其次根据确定的结构参数对试验装置总体结构进行设计,合理布置气动控制系统；进而对身管、环形充气腔、质量块运动止退结构、高压泄压阀以及液压缓冲装置等重要零部件进行了详细结构设计,同时利用有限元分析软件对受力身管部分进行了强度校核；最后探讨了试验装置各参数的测试方法。本文所作的工作可为高过载加速度试验装置的试验研究提供理论参考。
【文章来源】：南京理工大学江苏省211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
普通落锤试验装置以及目前国内最高的落锤装置
使其打击砧子，利用击锤碰击砧子产生的惯性力使试验件具有过载加速度。该力一法操作简便，易于实现。缺点是，加速度的分布空间较大，同样的试验测得的过载加速度值差异很大。如图1.2所示为马歇特锤击试验装置示意图。级级 级级级 级万 万万万万万万万万万万万万万 万 OOOOOOO{、口百一 一 一蓬蓬蓬 蓬 lll理理理绷翻然嫩撰膝麒娜麟脾翻瑙瑙羹羹l击锤2锤柄3辅助!_具4铁砧5铁砧坐6重锤7半圆轮8机架图1.2‘一与歇特锤，{一了试验装置示意图(4)霍普金森杆试验方法。其工作原理是以压缩z毛体作为动力源，发射J’’弹，摊击霍普金森杆的一端，在杆内产生个波形近似于方波的八、缩波，通过杆传到另端的试件上，该方法可以获得的过载值大，’列乡歇特锤，杆相比，作川1}l.Jl’llJ相}(lJ‘”过载值史大。如图1.3为自山式霍许金森杆试验J写乏理咚!。测测 测试 试电.路 路输入杆试仁匹二二习卫曰」回收装里放大器数采图1.31‘1}}一J又褚}了寸午金森杆试验玛乏工，}!l冬}
(5)空气炮加载试验。其工作原理是利用高压气体为动力源，使得试验弹体带着试件在身管内完成加速运动，达到过载作用目的。这种方法试验成本较低、易于操作、使用性好，目前使用最为广泛。如图1.4为一般空气炮工作原理示意图。模拟弹丸身管液)l毛缓冲装置 ))))))))))))))))))))))) ::::::::::::::::::::::::::女，， ， 「「「「「「「「「一一一卜卜卜 卜卜卜卜卜卜卜卜 卜卜卜卜卜卜卜卜卜—— VVVV{，立争 {}}}}}}}\\\\\{八八 /////几 几一一 11111111111111111111111111111111111111111 :::::::::::::::::::::::::冲::补上 上 上些或:卜卜 卜 「------，电扛妞阀!1.2.1国外研究现状一一{空气”三缩机电控阀2气罐图1.4空气炮工作原理示意图首先在高过载研究方面，硬目标侵彻过程中火工品受高过载所以要求高过载试验技术能够与之同步发展。为了测试火工品的抗过载能力，国外采用了火炮实弹射击试验方法、落锤冲击试验方法、马歇特锤击试验方法、霍普金森压杆试验方法以及空气炮加载试验方法等多种试验方法。其中美国标准计量局己经将霍普金森压杆技术发展为高加速度值标定的标准计量方法。另外随着打击硬目标、多层次目标以及深层次目标弹药的发展，各国针对不同的测试需求，都建立了一系列与之配套的试验测量方法。此外，国外很多研究机构对弹体侵彻过程中的过载也进行了大量试验。美国桑迪亚国家试验室(C sandiaNationalLaboratories)从1960年就进行了研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hopkinson杆的高g值加速度计的标定[J]. 董力科,代月松,陈昌鑫,孙正席. 电子设计工程. 2011(15)
[2]高g值侵彻加速度测试及其相关技术研究进展[J]. 徐鹏,祖静,范锦彪. 兵工学报. 2011(06)
[3]高g值加速度冲击试验技术研究[J]. 徐鹏,祖静,范锦彪. 振动与冲击. 2011(04)
[4]分离式霍普金森压杆试验台液压加载系统的研究[J]. 赵四海,张云枝,王法磊,黄春梅,刘志强. 机床与液压. 2011(01)
[5]一种便携式高g值冲击试验装置的设计[J]. 王超,陈光焱,邓开举. 振动与冲击. 2010(12)
[6]火工装药过载加速度试验方法研讨[J]. 王艳华,张景林. 机械管理开发. 2010(02)
[7]高过载测试中的电子线路灌封技术研究[J]. 吕彩琴,翟成瑞. 机械工程与自动化. 2009(05)
[8]液压缓冲机构的缓冲数学模型建立研究[J]. 姜龙光,张晓东. 船舶工程. 2009(S1)
[9]冲击系统的仿真分析[J]. 李德富,黄亚宇. 四川工程职业技术学院学报. 2009(03)
[10]冲击系统的仿真分析[J]. 李德富,黄亚宇. 四川工程职业技术学院学报. 2009 (03)
硕士论文
[1]重活塞驱动器止退装置研制和燃料超临界燃烧初步实验研究[D]. 唐小娟.中国科学技术大学 2011
[2]高g值冲击测试关键技术研究[D]. 景鹏.中北大学 2009
[3]弹丸发射和着靶的过载特性及模拟试验方法研究[D]. 李石磊.南京理工大学 2008
[4]液压缸缓冲结构和缓冲过程的研究[D]. 刘波.浙江大学 2004
本文编号：3631211
【文章来源】：南京理工大学江苏省211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
普通落锤试验装置以及目前国内最高的落锤装置
使其打击砧子，利用击锤碰击砧子产生的惯性力使试验件具有过载加速度。该力一法操作简便，易于实现。缺点是，加速度的分布空间较大，同样的试验测得的过载加速度值差异很大。如图1.2所示为马歇特锤击试验装置示意图。级级 级级级 级万 万万万万万万万万万万万万万 万 OOOOOOO{、口百一 一 一蓬蓬蓬 蓬 lll理理理绷翻然嫩撰膝麒娜麟脾翻瑙瑙羹羹l击锤2锤柄3辅助!_具4铁砧5铁砧坐6重锤7半圆轮8机架图1.2‘一与歇特锤，{一了试验装置示意图(4)霍普金森杆试验方法。其工作原理是以压缩z毛体作为动力源，发射J’’弹，摊击霍普金森杆的一端，在杆内产生个波形近似于方波的八、缩波，通过杆传到另端的试件上，该方法可以获得的过载值大，’列乡歇特锤，杆相比，作川1}l.Jl’llJ相}(lJ‘”过载值史大。如图1.3为自山式霍许金森杆试验J写乏理咚!。测测 测试 试电.路 路输入杆试仁匹二二习卫曰」回收装里放大器数采图1.31‘1}}一J又褚}了寸午金森杆试验玛乏工，}!l冬}
(5)空气炮加载试验。其工作原理是利用高压气体为动力源，使得试验弹体带着试件在身管内完成加速运动，达到过载作用目的。这种方法试验成本较低、易于操作、使用性好，目前使用最为广泛。如图1.4为一般空气炮工作原理示意图。模拟弹丸身管液)l毛缓冲装置 ))))))))))))))))))))))) ::::::::::::::::::::::::::女，， ， 「「「「「「「「「一一一卜卜卜 卜卜卜卜卜卜卜卜 卜卜卜卜卜卜卜卜卜—— VVVV{，立争 {}}}}}}}\\\\\{八八 /////几 几一一 11111111111111111111111111111111111111111 :::::::::::::::::::::::::冲::补上 上 上些或:卜卜 卜 「------，电扛妞阀!1.2.1国外研究现状一一{空气”三缩机电控阀2气罐图1.4空气炮工作原理示意图首先在高过载研究方面，硬目标侵彻过程中火工品受高过载所以要求高过载试验技术能够与之同步发展。为了测试火工品的抗过载能力，国外采用了火炮实弹射击试验方法、落锤冲击试验方法、马歇特锤击试验方法、霍普金森压杆试验方法以及空气炮加载试验方法等多种试验方法。其中美国标准计量局己经将霍普金森压杆技术发展为高加速度值标定的标准计量方法。另外随着打击硬目标、多层次目标以及深层次目标弹药的发展，各国针对不同的测试需求，都建立了一系列与之配套的试验测量方法。此外，国外很多研究机构对弹体侵彻过程中的过载也进行了大量试验。美国桑迪亚国家试验室(C sandiaNationalLaboratories)从1960年就进行了研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hopkinson杆的高g值加速度计的标定[J]. 董力科,代月松,陈昌鑫,孙正席. 电子设计工程. 2011(15)
[2]高g值侵彻加速度测试及其相关技术研究进展[J]. 徐鹏,祖静,范锦彪. 兵工学报. 2011(06)
[3]高g值加速度冲击试验技术研究[J]. 徐鹏,祖静,范锦彪. 振动与冲击. 2011(04)
[4]分离式霍普金森压杆试验台液压加载系统的研究[J]. 赵四海,张云枝,王法磊,黄春梅,刘志强. 机床与液压. 2011(01)
[5]一种便携式高g值冲击试验装置的设计[J]. 王超,陈光焱,邓开举. 振动与冲击. 2010(12)
[6]火工装药过载加速度试验方法研讨[J]. 王艳华,张景林. 机械管理开发. 2010(02)
[7]高过载测试中的电子线路灌封技术研究[J]. 吕彩琴,翟成瑞. 机械工程与自动化. 2009(05)
[8]液压缓冲机构的缓冲数学模型建立研究[J]. 姜龙光,张晓东. 船舶工程. 2009(S1)
[9]冲击系统的仿真分析[J]. 李德富,黄亚宇. 四川工程职业技术学院学报. 2009(03)
[10]冲击系统的仿真分析[J]. 李德富,黄亚宇. 四川工程职业技术学院学报. 2009 (03)
硕士论文
[1]重活塞驱动器止退装置研制和燃料超临界燃烧初步实验研究[D]. 唐小娟.中国科学技术大学 2011
[2]高g值冲击测试关键技术研究[D]. 景鹏.中北大学 2009
[3]弹丸发射和着靶的过载特性及模拟试验方法研究[D]. 李石磊.南京理工大学 2008
[4]液压缸缓冲结构和缓冲过程的研究[D]. 刘波.浙江大学 2004
本文编号：3631211
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