跌落冲击试验研究现状
时间:2017-06-19 20:31 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 跌落冲击是物体的运动状态发生急剧变化的一种现象，其基本特征是物体的动量传递在极短时间内进行，并在此过程中产生较大的冲击载荷[9]。与其它形式的激励相比，产品不慎跌落形成的冲击最为强烈，是导致小型机电产品失效的主要原因。10386 目前对产品跌落冲击响应特性在民用领域和军用领域的研究已成为国内外研究人员研究的热点和难点。 在民用产品性能上的跌落冲击仿真研究已成为提高产品质量的重要手段，而其产品质量性能也是验证产品是否具有核心竞争力的基本条件，因此对产品跌落冲击性能的研究吸引了众多研究者的兴趣。其中，汤柏森[10]建立了包装件跌落冲击力学模型，并且用脉冲响应方法求解产品中易损零件对振动环境的响应；Lim[11]在自行设计的跌落机上进行了一系列试验，比较了不同型号手机在不同碰撞角度下，电路板上的应变和加速度、冲击力等响应，等等。这些研究基本都是采用有限元分析软件对产品跌落性能进行仿真，并提出优化方案，将传统的“设计－加工－试验”设计流程改进为以仿真技术为主的“设计－仿真－优化－少量试验验证”的现代设计流程，从而降低研制成本，缩短研制周期。 跌落冲击仿真研究在军用领域上也尤为重要。如果由于跌落而造成引信错误动作、火工品意外燃爆、弹药爆炸等事故都可能造成严重后果。引信是弹丸战斗部和整个弹药的重要组成部分，其是否正常作用直接决定了武器系统与目标对抗的成败。引信在勤务处理过程中发生意外跌落时将有可能导致其保险机构解除保险和误作用，因此对引信跌落安全性研究是非常重要的课题。我国现行军用标准GJB 573A-1998《引信环境与性能试验方法》等效采用美国的引信环境和性能试验方法体系（MIL-STD-331B）[14]，规定了对引信在其全寿命周期内进行安全性、可靠性和性能特性考核的环境与性能试验方法，其中就包括了与跌落相关的试验项目：12 m跌落试验、1.5 m跌落试验、运输装卸试验（包括引信）[15]。 除此以外，还有众多研究者针对引信跌落问题做了大量研究。其中陆静等[16]以某引信冗余保险系统为例，对其进行了不同落高，水泥、沥青、土壤和钢板介质、45o倾斜跌落试验，并建立了引信独立冗余保险系统的动力学模型，进行了可靠性数值仿真；韩学平等[17]设计了引信跌落试验方法并借助测试曲线，应用动力学方法对弹丸跌落时的引信惯性部件运用规律进行仿真和分析；宁剑平等[18]采用蒙特卡罗方法模拟实现装箱引信跌落安全性检验的虚拟试验，并用其代替引信的实验室跌落试验。 目前对于引信在跌落过程中的冲击响应特性研究通常都是通过在被试样品某部位安装传感器，利用传感器测得受力变化规律，总结经验公式，为引信安全性设计提供参考。这种研究方法虽然可信，但是却存在试验费用高、传感器安装部位受限、所得冲击响应信息有限、引信跌落姿态难以控制等缺点。然而，计算机仿真技术和有限元软件的发展为引信的跌落分析提供了另一种仿真实验研究方法。与跌落试验实物测试相比，跌落仿真分析不仅节约了时间和成本，而且可以获得更为详细、全面的试验数据，可以部分取代或减少跌落试验，有利于降低开发成本、提高产品开发效率。 (责任编辑：qin) |