引信電源用儲(chǔ)備式鋰電池的激活過程研究.pdf

1、儲(chǔ)備式鋰電池是飛彈引信裝置中的重要組成部分，隨著引信電源的迅速發(fā)展，要求儲(chǔ)備式鋰電池具有“抗高過載和快激活”的特性。為了得到儲(chǔ)備式鋰電池激活過程中儲(chǔ)液瓶的破碎狀況和電解液的運(yùn)動(dòng)特性，建立鋰電池激活體系各個(gè)部分模型，包括質(zhì)量塊、外殼、儲(chǔ)液瓶、電解液、空氣和插銷。對(duì)質(zhì)量塊、外殼、儲(chǔ)液瓶和插銷采用Lagrange算法，對(duì)電解液和空氣材料采用ALE算法，利用ANSYS/LS-DYNA中的流固耦合方法對(duì)破瓶和進(jìn)液過程進(jìn)行了仿真計(jì)算,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)

2、行比較，驗(yàn)證了仿真結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，為激活機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，主要分為以下幾方面：
　　(1)根據(jù)JH-2脆性材料本構(gòu)模型得出玻璃瓶材料的JH-2材料模型參數(shù)和失效準(zhǔn)則，對(duì)質(zhì)量塊和外殼的材料模型進(jìn)行了選擇，同時(shí)對(duì)電解液、空氣和插銷材料模型的狀態(tài)方程進(jìn)行了描述，合理選擇了仿真所需的材料模型。
　　(2)在馬歇特錘擊法激活下，主要分析了不同過載作用對(duì)玻璃瓶和插銷的破壞過程以及液體流動(dòng)過程的影響。結(jié)果表明，在電池材料相同

3、的情況下，隨著過載的不斷增大，玻璃瓶和插銷的破壞持續(xù)增加，電解液與外殼的接觸面積逐漸增多，但整體破瓶和進(jìn)液效果不好。在不考慮電極片隔膜吸液過程的前提下，3000g和5000g過載下電池未激活，10000g過載下的破瓶時(shí)間為2.5ms，進(jìn)液時(shí)間為16.1ms，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中玻璃瓶的破碎結(jié)果和電池放電曲線結(jié)果分析，驗(yàn)證了模型計(jì)算的合理性。
　　(3)在空氣炮激活過程中，主要研究了不同轉(zhuǎn)速作用和過載作用下20ms的計(jì)算時(shí)間里破瓶過程和進(jìn)液情