湿热应力对引信老化行为的影响分析

目的 弄清某型引信在高温高湿环境下的失效模式,研究高温高湿环境对引信薄弱部件的影响。方法利用ANSYS workbench软件,类比热扩散仿真,建立湿扩散仿真方法。以某型引信为研究对象,开展湿仿真、热仿真、湿-热-机械耦合仿真,根据仿真计算结果,找出薄弱部件,分析其老化失效模式。结果 在环境温度为85℃和相对湿度为85%条件下,仿真时长设定为1 h,结果显示,引信内部温度传递基本达到饱和,湿度分布梯度明显,产生的应力集中和变形量最大在涡轮电机外壳,达0.19 mm,并产生了约17 MPa的应力集中,与真实样品出现的失效部位与失效模式高度一致。结论 高温高湿环境下,湿-热耦合应力将导致引信出现缺陷,缺陷集中在电机外壳处。     

湿热环境下某引信储存寿命评估

简述了进行某引信湿热环境储存可靠性试验的试验场地、试验样本量的确定方法以及试验结果,分析探讨了引信在湿热环境中的储存可靠性试验数据的处理方法,依据该引信储存可靠性试验结果,得出了某引信在湿热环境中储存4a后储存可靠性不低于0.90的结论.     

侵彻引信用磁电传感器的输出特性仿真分析

目的 解决侵彻引信用磁电传感器在不同侵彻环境下输出特性难以预知的问题,掌握不同结构参数对传感器输出的影响。方法 基于一种新型磁电传感器的结构原理,提出一种联合仿真研究方法,研究过程分为2部分,一部分是利用ADAMS软件进行磁电传感器惯性系统的力学特性仿真,另一部分是利用COMSOL软件进行传感器机电转换元件的磁电特性仿真,仿真模型的输入是战斗部在穿靶过程中的过载信息。通过磁电传感器在多次冲击加载试验中获取的实测数据,对仿真模型的仿真结果进行验证。改变仿真模型的相关参数,模拟并分析传感器结构对仿真输出特性的影响。结果 仿真穿靶时间的平均绝对误差约为138 μs,穿靶时刻仿真电压值的平均相对误差约为5.9%。在给定力学环境的前提下,侵彻引信用磁电传感器中的线圈与磁铁的相对高度会影响输出信号的正负、幅值以及波峰出现的时间,线圈匝数、线圈与磁铁之间的间隔仅对信号的幅值产生影响。结论 仿真误差在可控范围内,验证了联合仿真模型的正确性与该研究方法的可行性。该仿真模型可以为侵彻引信用磁电传感器的设计提供指导,并为后续进一步验证侵彻引信起爆控制系统的性能工作提供了新的思路。     

基于短时傅里叶变换的干扰信号识别方法

目的提高无线电引信识别欺骗式干扰的能力。方法根据炮弹弹体自旋的特点,使得采用连续波线极化天线的无线电引信所收到的干扰信号呈现出有别于地面回波的周期性幅度调制特征,通过对此特征进行短时傅里叶变换后进行识别,可以作为无线电引信是否受到欺骗式干扰的判断依据。结果通过仿真和试验对方法的可行性进行了验证,表明该识别方法可以很好地提高连续波无线电引信的识别欺骗式干扰的能力。结论基于短时傅里叶变换检测旋转调制的对地旋转弹无线电引信欺骗干扰识别的方法可以对干扰信号特征进行识别,算法处理时间短,能够作为引信是否受到干扰的一种判断依据。     

无线电引信电磁辐射能量耦合路径研究

目的为了确定外界电磁能量究竟如何进入到引信电路内部,针对无线电引信的电磁能量耦合路径进行系统研究。方法通过对多种引信进行不同形式的连续波、强电磁脉冲电磁辐照效应试验,对比引信天线、孔缝、弹体、电源模块等部位的能量耦合可能性。分析连续波、强电磁脉冲电磁环境对无线电引信作用的耦合规律。结果确定了电磁信号类型和引信接地结构是影响电磁能量耦合通道的关键因素,揭示了前门耦合是连续波电磁辐射环境的最主要方式。结论弹体或引信前端与电路共地的金属部件是强电磁脉冲辐射环境的主要能量路径,从而为无线电引信抗电磁性能加固的实施提供了有益参考。     

毫米波近炸探测器超宽带电磁脉冲防护加固措施研究

目的 研究毫米波引信近炸探测器超宽带(Ultra-wideband,UWB)电磁脉冲防护加固措施,提高引信的电磁防护能力。方法 利用超宽带辐照试验平台,开展辐照试验,通过测试,确定受损探测器的损伤部位,明确辐照效应机理,并提出针对性加固措施。结果 超宽带电磁脉冲可使探测器出现死机或硬损伤的现象,受试探测器的效应场强阈值在50~80 kV/m。死机可在重启后恢复,而硬损伤为不可恢复现象。结论 毫米波引信近炸探测器对超宽带电磁脉冲较为敏感,锁相环回路是探测器的敏感部位。探测器暴露在辐照场下的射频电路和天线窗口是超宽带能量的主要耦合通道。采取改进元器件布局、更换器件和屏蔽线等加固措施后,探测器超宽带的防护能力有较大提升,证明了加固措施的有效性。     

引信震动产生黑色粉末研究

用实验方法发现了引信零件上黑色粉末的来源。用高倍显微镜观察获得了黑色粉末的形状和大小。根据固体物理中金属的微观结构,镀锡晶粒的抗压强度理论,分析了黑色粉末产生的机理,并用气溶胶动力学性质分析了微粒的运动过程及用静电理论分析了微粒的粘附原因。     

章动力下引信安全与解除隔离时间的动力学分析

目的 研究弹丸章动对引信S&A时间的影响。方法 基于多刚体动力学及外弹道飞行理论,建立章动作用下引信安全与S&A延期解除隔离时间的数学模型。通过ADAMS仿真得到不同章动力矩对引信S&A延期解除隔离时间关系曲线。结果 弹丸章动运动使得水平转子的合力矩增大,章动与引信S&A延期解除隔离时间成反比。弹丸出炮口速度为450 m/s,章动力为0.35 N时,S&A延期解除隔离时间为65 ms,与其他文献的延期解除隔离时间69 ms相差6%。结论 本文所建立的S&A数学模型准确性较高,可为引信精准解除隔离、分析膛炸问题提供理论依据。     

引信在长期贮存下老化行为的仿真模拟与分析

目的厘清某型引信在贮存14 a后的失效模式,研究温度周期性交变对引信及其薄弱零件的影响。方法利用ANSYS workbench软件,建立基于时间硬化的蠕变仿真方法。以某型引信为研究对象,开展周期性温度交变的蠕变仿真,根据仿真计算结果和实物的对比分析,找出薄弱零件,分析其老化失效模式。结果在每个周期内环境温度循环条件下,仿真时长设定为14 a,结果显示,引信整体蠕变应变率超过1%,平均压紧应力下降21%,松弛稳定性变弱,密封性在一定程度上变差。其中,引信电机外壳、电机扇叶、底部线路对接板为薄弱零件,容易发生失效行为。结论引信贮存在典型西南湿热环境14 a后,周期性温度交变应力将导致引信出现缺陷,缺陷集中在电机外壳、电机扇叶、底部线路对接板处,应重点对这些部位进行防护。     

引信步进应力加速寿命试验无失效数据情况贮存寿命评估

目的针对某引信加速寿命试验出现无失效数据情况无评估方法问题,开展贮存寿命评估研究。方法根据某引信特点和样品条件,选取采用步进应力加速寿命试验。因本次样品量过少,不能进行摸底试验来确定合理的应力和步长,加速寿命试验只能采用其预估值,因而试验结果出现了无失效情况。为此提出先对无失效数据按贝叶斯统计方法将零失效比率(失效数/样本数)数据转换为非降序失效比率的失效数据,再按有失效数据的处理方法评估贮存寿命。结果以此方法编制计算程序,对某引信无失效试验数据进行处理,评估其贮存寿命为20.1a。结论采用贝叶斯统计规律处理无失效数据的方法有效可行,解决了引信步进应力加速寿命试验无失效数据情况下的贮存寿命评估难题。