破片战斗部毁伤威力测试关键技术研究
发布时间：2023-03-19 05:47
预制破片战斗部在爆炸过程中伴随着巨大的能量释放,产生强烈的冲击波和高温高压爆轰产物并毁伤目标,破片战斗部毁伤威力测试关键技术的研究为破片战斗部威力评价提供了重要支撑。破片战斗部的主要毁伤元为破片和冲击波,破片依靠其动能击穿并损坏目标,当破片质量一定时其动能则取决于速度。因此破片速度对于计算破片战斗部的杀伤半径和杀伤面积、改进装药结构、提高杀伤威力有着重要意义,是非常重要的战技考核指标,然而破片战斗部爆炸的瞬态特性及各种寄生效应干扰,对破片速度衰减规律的研究提出了更高要求。爆炸冲击波压力的典型表征参量为超压值、正压持续时间和比冲量,但是受爆炸场高温、高压、强火光等寄生效应的影响,往往导致实测值发生畸变且判读困难,因此亟需改进现有的冲击波压力测试装置,并针对获取比冲量、频谱和能量谱等方法展开进一步研究,提高爆炸场冲击波压力测试的可靠性。本文主要采用理论分析、试验研究和数值模拟等方法,重点针对大当量破片战斗部爆炸的两种主要毁伤元,即破片和冲击波的测试方法及相关特性开展研究。全文主要研究内容和结论如下:(1)针对现有的破片速度和冲击波压力测试方法存在的问题进行了详实分析,并在此基础上组建破片速...
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1.2 破片战斗部毁伤威力测试技术研究现状
1.2.1 破片速度测试研究现状
1.2.2 爆炸场冲击波压力测试技术研究现状
1.2.3 基于效应靶的冲击波压力评价方法研究现状
1.3 问题的提出
1.4 论文的主要研究内容及结构安排
2 破片战斗部毁伤威力总体测试要求及测试系统组建
2.1 引言
2.2 破片战斗部毁伤威力总体测试要求
2.3 破片速度测试方法及系统组成
2.3.1 基于铝箔靶的破片速度测量系统
2.3.2 基于光幕靶的破片速度测量系统
2.4 冲击波压力测试及系统组成
2.4.1 引线电测法
2.4.2 存储测试法
2.5 基于效应靶的冲击波压力测试方法及系统组成
2.6 本章小结
3 典型预制破片衰减规律试验研究
3.1 引言
3.2 弹体及破片加载装置设计
3.2.1 弹体设计
3.2.2 破片加载装置设计
3.3 三种典型预制破片速度衰减规律试验
3.3.1 试验方案设计
3.3.2 球形破片试验结果及分析
3.3.3 圆柱体和立方体破片试验结果及分析
3.4 典型破片速度衰减规律分析及建模
3.4.1 球形破片衰减规律分析及建模
3.4.2 圆柱体破片衰减规律分析及建模
3.4.3 立方体破片衰减规律分析及建模
3.5 本章小结
4 冲击波压力传感器寄生效应及其抑制方法研究
4.1 引言
4.2 寄生效应分析
4.2.1 机械冲击及振动的影响
4.2.2 热冲击的影响
4.3 冲击波压力传感器对机械振动及冲击的响应分析
4.3.1 传感器的响应分析
4.3.2 传感器受机械振动干扰的力学模型
4.4 冲击波压力传感器对热冲击的响应分析
4.4.1 传感器的热冲击响应分析
4.4.2 传感器受热冲击的力学模型
4.5 寄生效应抑制方法研究
4.5.1 寄生效应抑制装置设计
4.5.2 加机械振动及冲击抑制装置的传感器建模及分析
4.5.3 热冲击抑制装置的数学模型
4.6 寄生效应抑制装置的试验研究
4.6.1 冲击模拟试验研究
4.6.2 爆炸场工况试验研究
4.6.3 热冲击模拟试验研究
4.7 本章小结
5 冲击波压力信号处理方法研究
5.1 引言
5.2 典型的实测冲击波压力信号及分析方法
5.2.1 四种典型的实测冲击波压力信号分析
5.2.2 冲击波压力信号的频谱分析
5.2.3 基于小波分析的奇异点剔除方法
5.3 爆炸冲击波压力比冲量计算方法研究
5.3.1 求取比冲量的常用数值积分方法
5.3.2 稳定化数值积分方法求取比冲量
5.4 基于改进HHT的冲击波压力能量谱分析
5.4.1 Hilbert变换及EMD分解原理
5.4.2 基于小波包的改进HHT方法
5.4.3 爆炸冲击波压力能量谱特征分析
5.5 基于MATLAB的冲击波信号处理软件设计
5.5.1 数据处理软件总体设计
5.5.2 软件功能实现
5.6 本章小结
6 基于效应靶的冲击波压力测试方法研究
6.1 引言
6.2 效应靶方法的工作机理分析
6.3 典型效应靶结构设计
6.3.1 材料选择
6.3.2 效应靶形状的确定
6.3.3 效应靶尺寸的选定
6.3.4 安装结构设计
6.4 效应靶变形的试验验证
6.5 基于量纲分析的爆炸冲击波效应靶变形挠度模型建立
6.5.1 量纲分析的原理
6.5.2 效应靶变形的量纲分析
6.5.3 效应靶模型参数计算
6.6 本章小结
7 全文小结
7.1 论文主要工作及研究成果
7.2 论文的创新点
7.3 研究展望
致谢
参考文献
攻读博士期间学术成果及科研项目
附录
本文编号：3764684
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1.2 破片战斗部毁伤威力测试技术研究现状
1.2.1 破片速度测试研究现状
1.2.2 爆炸场冲击波压力测试技术研究现状
1.2.3 基于效应靶的冲击波压力评价方法研究现状
1.3 问题的提出
1.4 论文的主要研究内容及结构安排
2 破片战斗部毁伤威力总体测试要求及测试系统组建
2.1 引言
2.2 破片战斗部毁伤威力总体测试要求
2.3 破片速度测试方法及系统组成
2.3.1 基于铝箔靶的破片速度测量系统
2.3.2 基于光幕靶的破片速度测量系统
2.4 冲击波压力测试及系统组成
2.4.1 引线电测法
2.4.2 存储测试法
2.5 基于效应靶的冲击波压力测试方法及系统组成
2.6 本章小结
3 典型预制破片衰减规律试验研究
3.1 引言
3.2 弹体及破片加载装置设计
3.2.1 弹体设计
3.2.2 破片加载装置设计
3.3 三种典型预制破片速度衰减规律试验
3.3.1 试验方案设计
3.3.2 球形破片试验结果及分析
3.3.3 圆柱体和立方体破片试验结果及分析
3.4 典型破片速度衰减规律分析及建模
3.4.1 球形破片衰减规律分析及建模
3.4.2 圆柱体破片衰减规律分析及建模
3.4.3 立方体破片衰减规律分析及建模
3.5 本章小结
4 冲击波压力传感器寄生效应及其抑制方法研究
4.1 引言
4.2 寄生效应分析
4.2.1 机械冲击及振动的影响
4.2.2 热冲击的影响
4.3 冲击波压力传感器对机械振动及冲击的响应分析
4.3.1 传感器的响应分析
4.3.2 传感器受机械振动干扰的力学模型
4.4 冲击波压力传感器对热冲击的响应分析
4.4.1 传感器的热冲击响应分析
4.4.2 传感器受热冲击的力学模型
4.5 寄生效应抑制方法研究
4.5.1 寄生效应抑制装置设计
4.5.2 加机械振动及冲击抑制装置的传感器建模及分析
4.5.3 热冲击抑制装置的数学模型
4.6 寄生效应抑制装置的试验研究
4.6.1 冲击模拟试验研究
4.6.2 爆炸场工况试验研究
4.6.3 热冲击模拟试验研究
4.7 本章小结
5 冲击波压力信号处理方法研究
5.1 引言
5.2 典型的实测冲击波压力信号及分析方法
5.2.1 四种典型的实测冲击波压力信号分析
5.2.2 冲击波压力信号的频谱分析
5.2.3 基于小波分析的奇异点剔除方法
5.3 爆炸冲击波压力比冲量计算方法研究
5.3.1 求取比冲量的常用数值积分方法
5.3.2 稳定化数值积分方法求取比冲量
5.4 基于改进HHT的冲击波压力能量谱分析
5.4.1 Hilbert变换及EMD分解原理
5.4.2 基于小波包的改进HHT方法
5.4.3 爆炸冲击波压力能量谱特征分析
5.5 基于MATLAB的冲击波信号处理软件设计
5.5.1 数据处理软件总体设计
5.5.2 软件功能实现
5.6 本章小结
6 基于效应靶的冲击波压力测试方法研究
6.1 引言
6.2 效应靶方法的工作机理分析
6.3 典型效应靶结构设计
6.3.1 材料选择
6.3.2 效应靶形状的确定
6.3.3 效应靶尺寸的选定
6.3.4 安装结构设计
6.4 效应靶变形的试验验证
6.5 基于量纲分析的爆炸冲击波效应靶变形挠度模型建立
6.5.1 量纲分析的原理
6.5.2 效应靶变形的量纲分析
6.5.3 效应靶模型参数计算
6.6 本章小结
7 全文小结
7.1 论文主要工作及研究成果
7.2 论文的创新点
7.3 研究展望
致谢
参考文献
攻读博士期间学术成果及科研项目
附录
本文编号：3764684
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3764684.html
