發(fā)布時間：2023-03-04 17:25

　　微尺寸起爆系統(tǒng)是針對彈藥微小型化化而開展的微小尺度起爆、傳爆序列技術研究。本文在綜述國內(nèi)外微尺寸起爆系統(tǒng)中金屬膜橋、起爆傳爆元件結構和機理研究現(xiàn)狀的基礎上,論述了目前可借鑒的成熟技術和存在的問題,然后根據(jù)現(xiàn)有的研究基礎,開展了低能高安全性金屬膜橋、微尺寸起爆傳爆元件設計原理、微尺寸起爆系統(tǒng)數(shù)值模擬等研究,具體開展的主要內(nèi)容是:(1)提出MEMS引信對微尺寸起爆系統(tǒng)的設計要求,構建了適用于小口徑彈藥的直線式、“L”型、錯位式三種傳爆序列結構,提出了各種微尺寸傳爆序列設計所涉及的關鍵技術。直線式和“L”型傳爆序列因存在起爆間隙,不能可靠起爆,需要采用飛片起爆等技術。錯位式傳爆序列能夠滿足小口徑彈藥安全可靠起爆的需求。(2)基于法珀干涉原理研制出一種光纖溫度傳感器,并以此測量了恒流激勵下金屬膜橋的升溫規(guī)律。通過雙向耦合多物理場數(shù)值模擬技術獲得了低能高安全性芯片設計途徑,對于矩形橋來說,其發(fā)火電壓最低,但是相應的安全電流卻不是最低的,很適合電容發(fā)火的需要;對于40×40×0.5μm發(fā)火件,其臨界發(fā)火電壓為2.85V,臨界發(fā)火電流為185mA。最后通過試驗驗證了仿真結果。(3)開展了微型雷管設計...

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 本論文研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 微尺度薄膜換能元研究概況
        1.2.2 微尺寸起爆元件研究概況
        1.2.3 微尺寸傳爆的數(shù)值模擬
        1.2.4 微尺寸起爆系統(tǒng)研究概況
    1.3 研究現(xiàn)狀分析
    1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 微尺寸起爆系統(tǒng)的設計方法
    2.1 MEMS引信對微尺寸起爆系統(tǒng)的要求
    2.2 微尺寸起爆系統(tǒng)設計方法
    2.3 微尺寸起爆系統(tǒng)設計方案
        2.3.1 直線式傳爆序列的驗證
        2.3.2 “L”型傳爆序列設計
        2.3.3 錯位式傳爆序列設計考慮
    2.4 小結
第3章 低能高安全性金屬膜橋研究
    3.1 換能元微區(qū)溫度測試技術研究
        3.1.1 測試樣品
        3.1.2 溫度測試系統(tǒng)
        3.1.3 溫度測量結果
    3.2 換能元和發(fā)火件的有限元仿真
        3.2.1 物理建模與參數(shù)設置
        3.2.2 模型的正確性驗證
        3.2.3 發(fā)火件的臨界發(fā)火特性研究
    3.3 電橋升溫理論分析和數(shù)值建模
        3.3.1 數(shù)理模型
        3.3.2 臨界發(fā)火判據(jù)
        3.3.3 最大不發(fā)火電壓和最小全發(fā)火電壓
    3.4 換能元安全電流與發(fā)火能量的實驗研究
        3.4.1 起爆電路及放電電容的選擇及對比
        3.4.2 電容發(fā)火能量實驗
        3.4.3 發(fā)火和安全電流實驗
    3.5 換能元的集成化工藝研究
    3.6 小結
第4章 微型雷管和傳爆藥結構設計研究
    4.1 微型雷管研究
        4.1.1 爆壓測試方法
        4.1.2 起爆藥/猛炸藥最佳藥高比設計
    4.2 PbN₆ JWL狀態(tài)方程擬合
        4.2.1 JWL狀態(tài)方程擬合原理
        4.2.2 疊氮化鉛微裝藥爆速測試研究
        4.2.3 基于改進γ律方程的JWL狀態(tài)方程擬合
    4.3 微尺寸裝藥驅動飛片研究
        4.3.1 飛片速度仿真
        4.3.2 飛片速度測試
    4.4 傳爆藥結構設計研究
        4.4.1 片狀傳爆藥結構設計
        4.4.2 片狀傳爆藥輸出壓力測試
        4.4.3 傳爆藥結構影響因素研究
    4.5 小結
第5章 微尺寸起爆系統(tǒng)應用研究
    5.1 錯位式傳爆序列的設計
        5.1.1 微型金屬膜橋設計
        5.1.2 微型雷管設計
        5.1.3 片狀傳爆藥設計
        5.1.4 其他主要器件設計
    5.2 錯位式傳爆序列的仿真研究
        5.2.1 數(shù)值模型
        5.2.2 材料模型
        5.2.3 數(shù)值模擬結果分析
    5.3 平面式微作動器仿真研究
        5.3.1 平面式微作動器作用原理
        5.3.2 平面式微作動器作用過程仿真
    5.4 微尺寸起爆系統(tǒng)的性能研究
        5.4.1 起爆系統(tǒng)輸出壓力研究
        5.4.2 鋼鑒定塊試驗
        5.4.3 起爆JO-9 藥柱試驗
        5.4.4 起爆JH-2 藥柱試驗
        5.4.5 起爆系統(tǒng)隔爆實驗
    5.5 小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝



本文編號：3754688