現(xiàn)代工業(yè)和軍事技術(shù)的發(fā)展過程中,具有反復(fù)作用特征的多次沖擊載荷越來越多的涌現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)和軍事應(yīng)用中,例如沖擊鉆鉆孔過程、地基夯實過程、土層及巖層釬探過程、大壩的落石沖擊過程以及彈藥對多層硬目標(biāo)的侵徹等,研究這些過程中結(jié)構(gòu)在多次沖擊載荷作用下的響應(yīng)特性、結(jié)構(gòu)安全性以及疲勞壽命具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和軍事意義。本文針對具有代表性的多次沖擊載荷呈現(xiàn)形式——彈藥對多層硬目標(biāo)侵徹過程為研究對象,設(shè)計了一種多次沖擊實驗裝置,產(chǎn)生波形特征可調(diào)的多次沖擊過載,實現(xiàn)多層侵徹過程載荷特征的模擬,同時為各種其他特征的多次沖擊過程載荷模擬提供設(shè)計參考。現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,指揮樞紐、多層防御工事、重要橋梁等關(guān)鍵設(shè)施常采用復(fù)雜堅固的防護(hù)結(jié)構(gòu),其強(qiáng)度普遍大于40MPa,使用彈藥對其進(jìn)行侵徹時對侵徹彈藥配置的引信產(chǎn)生沖擊加速度達(dá)到上萬g,對引信的性能可靠性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提出了很高的要求。目前對侵徹引信進(jìn)行考核的手段主要采用靶場試驗,靶場試驗考核可信度高,但存在試驗周期長與試驗費(fèi)用高等缺點。迫切需要建立對侵徹引信性能的實驗室考核方法,在實驗室內(nèi)驗證侵徹引信的結(jié)構(gòu)安全性、起爆控制策略正確性、彈引接口的傳遞特性等性能�，F(xiàn)有實驗室內(nèi)的引信性...

【文章頁數(shù)】：179 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外硬目標(biāo)侵徹引信的發(fā)展歷程及發(fā)展趨勢
        1.2.1 硬目標(biāo)侵徹引信的發(fā)展歷程
        1.2.2 國外硬目標(biāo)侵徹引信的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.3 國內(nèi)硬目標(biāo)侵徹引信的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 多次沖擊試驗方法現(xiàn)狀
        1.3.1 常用的引信驗證方法
        1.3.2 實驗室多次沖擊實驗驗證方法的現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容及行文安排
2 硬目標(biāo)侵徹過程信號關(guān)鍵特征分析
    2.1 典型目標(biāo)分類
    2.2 典型目標(biāo)特性分析
    2.3 硬目標(biāo)侵徹過程分析
        2.3.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)模型
        2.3.2 鋼筋混凝土的破壞機(jī)理
        2.3.3 混凝土材料本構(gòu)方程
        2.3.4 鋼筋材料對侵徹過程的影響
    2.4 典型目標(biāo)理論建模與仿真
        2.4.1 模型建立
        2.4.2 材料模型設(shè)置
        2.4.3 接觸設(shè)置、約束設(shè)置與運(yùn)動參數(shù)設(shè)置
        2.4.4 仿真結(jié)果
    2.5 硬目標(biāo)侵徹信號關(guān)鍵特征
        2.5.1 侵徹厚目標(biāo)加速度信號特征
        2.5.2 侵徹多層目標(biāo)加速度信號特征
        2.5.3 侵徹復(fù)雜目標(biāo)加速度信號特征
    2.6 本章小結(jié)
3 短間隔多次高沖擊實驗系統(tǒng)總體方案設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)性能及設(shè)計要求分析
    3.2 系統(tǒng)方案篩選
    3.3 模擬試驗系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)分析
        3.3.1 多次沖擊實驗裝置運(yùn)動分析
        3.3.2 多次沖擊實驗裝置關(guān)鍵參數(shù)選取
        3.3.3 多次沖擊試驗臺實物
        3.3.4 多次沖擊信號與多層侵徹信號對比
    3.4 沖擊信號采集
        3.4.1 PXI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        3.4.2 沖擊信號處理
    3.5 安全防護(hù)
        3.5.1 地基隔振
        3.5.2 動平衡問題
    3.6 本章小結(jié)
4 含間隙運(yùn)動副運(yùn)動學(xué)研究
    4.1 多次沖擊載荷下含間隙運(yùn)動副力學(xué)模型
        4.1.1 含間隙運(yùn)動副接觸力學(xué)模型
        4.1.2 運(yùn)動副撞擊局部變形的簡化力學(xué)模型
        4.1.3 含間隙運(yùn)動副摩擦力模型
    4.2 含間隙運(yùn)動副二維運(yùn)動模型
    4.3 摩擦對含間隙運(yùn)動副運(yùn)動周期的影響
    4.4 含間隙機(jī)構(gòu)動態(tài)特性數(shù)值仿真分析
        4.4.1 基于四階龍格庫塔法的數(shù)值計算方法
        4.4.2 含間隙平面副仿真模型
        4.4.3 仿真結(jié)果與分析
    4.5 含間隙機(jī)構(gòu)運(yùn)動狀態(tài)動態(tài)圖像識別
        4.5.1 圖像輪廓邊緣特征提取
        4.5.2 幀差法運(yùn)動檢測
        4.5.3 霍夫變換檢測圓
        4.5.4 手動取點法圖像運(yùn)動分析
        4.5.5 手動取點誤差分析
    4.6 本章小結(jié)
5 多層侵徹模擬裝置波形控制方法
    5.1 沖擊過程波形控制
        5.1.1 沖擊過程變形方程
        5.1.2 基于Hertz彈簧的沖擊脈寬計算
        5.1.3 基于能量損失的沖擊幅值計算
    5.2 多次沖擊間隔控制方法
        5.2.1 轉(zhuǎn)速測量方法
        5.2.2 轉(zhuǎn)速控制方法
        5.2.3 測量頭復(fù)位速度影響因素分析
    5.3 基于液壓系統(tǒng)的退讓機(jī)構(gòu)設(shè)計
        5.3.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計
        5.3.2 液壓系統(tǒng)運(yùn)動分析
        5.3.3 液壓系統(tǒng)推進(jìn)速度實驗
    5.4 液壓退讓機(jī)構(gòu)動作時序分析
    5.5 振動模態(tài)分析
        5.5.1 模態(tài)參數(shù)的時域辨識方法
        5.5.2 轉(zhuǎn)臺支架的振動模態(tài)分析
    5.6 本章小結(jié)
6 彈引接口結(jié)構(gòu)傳遞特性研究
    6.1 非金屬墊片緩沖原理研究
        6.1.1 常用緩沖材料
        6.1.2 基于二階系統(tǒng)的柔性墊片緩沖原理研究
        6.1.3 基于氣墊結(jié)構(gòu)的柔性墊片緩沖原理研究
    6.2 墊片力學(xué)性能實驗研究
        6.2.1 靜態(tài)力學(xué)實驗
        6.2.2 動態(tài)力學(xué)實驗
    6.3 引信彈載環(huán)境振蕩研究
        6.3.1 彈載結(jié)構(gòu)振蕩現(xiàn)象
        6.3.2 彈載振蕩來源分析
    6.4 本章小結(jié)
7 短間隔多次高沖擊實驗裝置實驗
    7.1 多層侵徹過程的模擬實驗方案設(shè)計
    7.2 模擬實驗數(shù)據(jù)處理
        7.2.1 引信彈載存儲數(shù)據(jù)
        7.2.2 引信殼體結(jié)構(gòu)加速度數(shù)據(jù)
        7.2.3 轉(zhuǎn)臺瞬時轉(zhuǎn)速計算
        7.2.4 轉(zhuǎn)臺支架的沖擊過程響應(yīng)
    7.3 模擬層數(shù)可識別性驗證
        7.3.1 侵徹引信起爆控制策略
        7.3.2 基于下降沿的侵徹狀態(tài)識別
        7.3.3 多次沖擊過程模擬層數(shù)信息驗證
        7.3.4 多層侵徹模擬層數(shù)的適用性分析
    7.4 本章小結(jié)
8 總結(jié)及展望
    8.1 本文的工作總結(jié)
    8.2 本文的研究成果總結(jié)
    8.3 本文的創(chuàng)新點
    8.4 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3759018