高沖擊環(huán)境下彈載引信灌封層對系統(tǒng)的防護(hù)分析和仿真研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，鉆地武器能對許多復(fù)雜的多層地下目標(biāo)造成嚴(yán)重打擊，但只有在它正常工作前提下才能確保彈道安全性和作用可靠性，達(dá)到鉆地彈精準(zhǔn)摧毀目標(biāo)的目的，彈載引信是鉆地武器的指揮中心，只有保證引信的安全性才能談精準(zhǔn)摧毀的問題。而鉆地彈侵徹過程中，彈體本身就會承受巨大的瞬態(tài)沖擊，且伴隨高溫、高壓以及應(yīng)力波在彈體內(nèi)傳播。彈內(nèi)引信在這個(gè)過程中就會經(jīng)受數(shù)十萬個(gè)g、數(shù)毫秒脈寬的高過載，引信內(nèi)電子電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)將會受到嚴(yán)重影響。所以，提高引信的抗沖擊性從研

2、究彈載引信之初，一直都是國內(nèi)外備受關(guān)注的研究方向。引信的抗沖擊防護(hù)主要采取的措施有隔振緩沖及灌封防護(hù)，電子電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加固技術(shù)等。由于侵徹類試驗(yàn)不論從規(guī)模、經(jīng)費(fèi)以及人力上都消耗巨大，不能保證每一種防護(hù)措施都得到試驗(yàn)的驗(yàn)證，所以大多研究都是以數(shù)值仿真研究為基礎(chǔ)的定性認(rèn)識來設(shè)計(jì)改進(jìn)方案。理論分析在引信內(nèi)電子元器件防護(hù)方面只有簡單的運(yùn)用，由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，智能選取其中典型部件進(jìn)行簡化處理后，運(yùn)用振動理論或者應(yīng)力波理論等來分析其隔振和緩沖

3、，所得結(jié)果也可對防護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。
　　論文的第一部分是分析灌封層中應(yīng)力波傳播規(guī)律以及灌封層材料參數(shù)對應(yīng)力波衰減的影響。文中是在通常將引信內(nèi)元器件簡化為單自由度的質(zhì)量彈簧模型的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，將引信內(nèi)灌封層從厚度方向簡化為一維分析模型，以工程用高聚物材料來灌封為參考，選取與高聚物性質(zhì)最為吻合的粘彈性材料，并以應(yīng)力波理論為基礎(chǔ)，用特征線數(shù)值差分方法分析材料密度、彈性模量以及高應(yīng)變率下應(yīng)力松弛時(shí)間等參數(shù)對應(yīng)力波在粘彈性灌封層中衰減

4、的影響，為灌封層厚度的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，而得到的材料參數(shù)影響規(guī)律對后文研究灌封層對電子元器件防護(hù)的影響提供理論基礎(chǔ)。
　　論文的第二部分是以第一部分為基礎(chǔ)分析應(yīng)力波經(jīng)外殼、灌封層到達(dá)電子元器件的衰減情況以及灌封材料參數(shù)對這一過程的影響，同時(shí)指導(dǎo)設(shè)計(jì)灌封層。文中分析由于外殼、灌封層和電子元器件的材料各異，應(yīng)力波在外殼與灌封層以及灌封層與電子元器件的界面上的有反射透射，同時(shí)考慮到第一部分中灌封層中應(yīng)力波的衰減，灌封材料參數(shù)在這兩種情況

5、下都會產(chǎn)生影響，綜合考慮其影響規(guī)律，得到灌封材料參數(shù)對到達(dá)電子元器件應(yīng)力大小的影響規(guī)律，并利用得到的結(jié)論指導(dǎo)改進(jìn)灌封層的設(shè)計(jì)，理論上證實(shí)了采用灌封涂多層材料的改進(jìn)方式可以達(dá)到減小電子元器件上應(yīng)力響應(yīng)的目的。
　　論文的第三部分是利用計(jì)算軟件模擬再現(xiàn)彈體侵徹成層靶的過程，以及彈載引信內(nèi)典型電子元器件的響應(yīng)結(jié)果，并將第一和第二部分的理論分析結(jié)論做了驗(yàn)證。文中的仿真分析是分兩個(gè)步驟進(jìn)行，第一步是簡化彈體侵徹成層靶的過載分析，第二步是將第