超聲壓電驅(qū)動(dòng)器是基于壓電材料的逆壓電效應(yīng)設(shè)計(jì)而成的新概念電-機(jī)能量轉(zhuǎn)換裝置,具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快、低噪聲、位置分辨率高、無(wú)電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。新材料、新技術(shù)、新原理的誕生往往會(huì)對(duì)某一工程應(yīng)用領(lǐng)域起到推動(dòng)作用,因此超聲壓電驅(qū)動(dòng)這一新型驅(qū)動(dòng)原理的誕生定會(huì)為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。引信技術(shù)的發(fā)展恰恰具有很好的包容性,能夠緊密跟蹤新技術(shù)的發(fā)展,并且積極采用各種新技術(shù),在此基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新,形成自身的特點(diǎn)。本文提出將超聲壓電驅(qū)動(dòng)原理應(yīng)用到引信安全與解除保險(xiǎn)裝置當(dāng)中,為引信安全系統(tǒng)中解除保險(xiǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供了一種新的設(shè)計(jì)思路,能夠改善引信炮口安全距離特性,實(shí)現(xiàn)引信具有自待發(fā)狀態(tài)恢復(fù)至安全狀態(tài)、安全狀態(tài)無(wú)損檢測(cè)與識(shí)別功能,易實(shí)現(xiàn)模塊化,提高引信的通用性。針對(duì)超聲壓電驅(qū)動(dòng)裝置所開(kāi)展的抗高過(guò)載性能理論及試驗(yàn)研究,可為超聲壓電驅(qū)動(dòng)原理在武器系統(tǒng)中的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)及技術(shù)支撐。依據(jù)應(yīng)用背景選定了引信用超聲壓電驅(qū)動(dòng)器方案,設(shè)計(jì)出了引信用直線超聲壓電驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu),確定了驅(qū)動(dòng)器振子的工作模態(tài),分析了該超聲壓電驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)機(jī)理,并對(duì)其機(jī)械輸出性能進(jìn)行了理論推導(dǎo)；根據(jù)引信安全系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸限制,確定了超...

【文章頁(yè)數(shù)】：138 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 引信安全系統(tǒng)的發(fā)展概述
    1.3 國(guó)內(nèi)外引信的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)
    1.4 引信解除保險(xiǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.1 傳統(tǒng)引信解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)
        1.4.2 引信MEMS解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)
        1.4.3 機(jī)電引信解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)
    1.5 超聲電機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用
        1.5.1 超聲電機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.5.2 直線型超聲電機(jī)發(fā)展情況
    1.6 論文的研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)
2 引信用直線型超聲壓電驅(qū)動(dòng)器的工作機(jī)理及結(jié)構(gòu)設(shè)
    2.1 超聲波驅(qū)動(dòng)的壓電陶瓷性能及其參數(shù)描述
        2.1.1 壓電陶瓷的壓電效應(yīng)
        2.1.2 壓電陶瓷的機(jī)電耦合特性
        2.1.3 超聲波驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷的主要性能參數(shù)
    2.2 超聲壓電驅(qū)動(dòng)器振子的振動(dòng)特性
        2.2.1 振子的振動(dòng)模式
        2.2.2 振子的振動(dòng)微分方程
    2.3 引信用超聲壓電驅(qū)動(dòng)器方案設(shè)計(jì)
    2.4 引信用直線型超聲壓電驅(qū)動(dòng)器的原理
        2.4.1 引信用超聲壓電驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)
        2.4.2 振子工作模態(tài)的選取
        2.4.3 超聲壓電驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析
    2.5 超聲壓電驅(qū)動(dòng)器機(jī)械性能理論計(jì)算
        2.5.1 超聲壓電驅(qū)動(dòng)器輸出速度
        2.5.2 超聲壓電驅(qū)動(dòng)器輸出力
    2.6 引信用直線超聲壓電驅(qū)動(dòng)器的振子結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化
        2.6.1 振子結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù)的選取
        2.6.2 基于模態(tài)頻率的參數(shù)優(yōu)化
    2.7 本章小結(jié)
3 引信用直線型超聲壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
    3.1 基于功率放大的驅(qū)動(dòng)方案
        3.1.1 頻率發(fā)生器
        3.1.2 分頻分相器
        3.1.3 功率放大
        3.1.4 DDS信號(hào)發(fā)生器
        3.1.5 匹配電路
    3.2 基于自振蕩電路的驅(qū)動(dòng)方案
    3.3 引信用超聲壓電驅(qū)動(dòng)器的升壓驅(qū)動(dòng)方案
        3.3.1 超聲壓電驅(qū)動(dòng)器的等效電路
        3.3.2 等效電路參數(shù)的確定
        3.3.3 LC諧振升壓電路理論分析
        3.3.4 LC諧振升壓電路仿真
    3.4 引信用超聲壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)現(xiàn)
        3.4.1 驅(qū)動(dòng)電路總體方案
        3.4.2 電路元器件選擇
        3.4.3 LC諧振電路測(cè)試
    3.5 本章小結(jié)
4 壓電驅(qū)動(dòng)式安全與解除保險(xiǎn)裝置樣機(jī)及其性能測(cè)試
    4.1 超聲波壓電驅(qū)動(dòng)的安全與解除保險(xiǎn)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.1 壓電驅(qū)動(dòng)的安全與解除保險(xiǎn)裝置工作原理
        4.1.2 引信基體夾持結(jié)構(gòu)
        4.1.3 預(yù)壓力裝置
        4.1.4 振子加工工藝
        4.1.5 滑塊摩擦材料的貼涂
    4.2 振子樣機(jī)的頻率響應(yīng)測(cè)試
    4.3 超聲壓電驅(qū)動(dòng)器的機(jī)械性能測(cè)試
        4.3.1 速度測(cè)試
        4.3.2 輸出力測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
5 引信環(huán)境對(duì)超聲壓電驅(qū)動(dòng)器的影響研究
    5.1 勤務(wù)處理中超聲壓電驅(qū)動(dòng)器遭受跌落沖擊分析
    5.2 彈丸發(fā)射高速動(dòng)態(tài)條件下超聲壓電驅(qū)動(dòng)器抗過(guò)載特性分析
        5.2.1 離心力對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器的影響
        5.2.2 后坐力對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器的影響
    5.3 引信環(huán)境熱對(duì)超聲壓電驅(qū)動(dòng)器的影響及消除
    5.4 引信濕熱貯存環(huán)境對(duì)超聲壓電驅(qū)動(dòng)器的影響
    5.5 本章小結(jié)
6 壓電驅(qū)動(dòng)式安全與解除保險(xiǎn)裝置的功能及邏輯安全實(shí)現(xiàn)
    6.1 炮口保險(xiǎn)距離可控功能實(shí)現(xiàn)
        6.1.1 炮口保險(xiǎn)距離定義
        6.1.2 延期解除保險(xiǎn)及保險(xiǎn)距離可控的實(shí)現(xiàn)
    6.2 安全狀態(tài)可逆轉(zhuǎn)換功能實(shí)現(xiàn)
        6.2.1 引信安全狀態(tài)可逆現(xiàn)狀及必要性
        6.2.2 引信安全狀態(tài)可逆的實(shí)現(xiàn)
    6.3 安全狀態(tài)無(wú)損檢測(cè)功能實(shí)現(xiàn)
        6.3.1 引信安全狀態(tài)檢測(cè)現(xiàn)狀及必要性
        6.3.2 新型引信安全狀態(tài)無(wú)損檢測(cè)結(jié)構(gòu)
    6.4 用于邏輯安全分析的迫彈環(huán)境信息
        6.4.1 迫彈環(huán)境信號(hào)及其探測(cè)
        6.4.2 迫彈環(huán)境信號(hào)傳感器的選用
    6.5 引信安全與解除保險(xiǎn)裝置邏輯安全性分析
        6.5.1 雙環(huán)境獨(dú)立不可恢復(fù)結(jié)構(gòu)
        6.5.2 雙環(huán)境順序控制結(jié)構(gòu)
        6.5.3 雙環(huán)境順序加時(shí)間窗結(jié)構(gòu)
        6.5.4 雙環(huán)境非順序則瞎火結(jié)構(gòu)
    6.6 壓電驅(qū)動(dòng)式迫彈引信安全與解除保險(xiǎn)裝置的邏輯結(jié)構(gòu)
    6.7 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3950115