致  谢 37

参 考 文 献 38

1 引言

1。1  研究背景、目的和意义

基于对昂贵的飞行器损失情况和原因分析，早在越战时期，美军便发现大部分作战飞机的损毁都是因为飞机油箱被击中后产生水锤效应而出现的油箱变形，破损[ 6 ]。如今飞行器结构设计轻量化导致油箱大面积的“暴露”在各式破片的攻击下[ 8 ]。本研究主要用于设计一款用于观测液压水锤效应(当高速破片穿透装有液体的容器壁并进入液体时，一个很强的压力场在液体中形成并传播，压力载荷作用在容器结构上，这就是液压水锤现象。)试验的容器，要求设计的容器能够清晰的观测到破片在容器中的运动，满足经济性要求(即观测部分循环使用，损毁部分可以更换)并计算液体内部的压力，确定试验测试方法及所用传感器的放置位置、量程及传感器与容器的连接方式，用于液压水锤效应的研究。通过该容器设计，可以让我们有效的观察破片进入油箱后的压力变化等后效响应，能够让我们充分的认识水锤效应对油箱各部位的作用机理，同时也有利于未来油箱使用更好更安全的设计，降低飞机等昂贵作战装备的易损性。论文网

1。2  国内外研究现状

1。3 主要观点，研究方法及趋势预测

    由于试验容器设计时尺寸较长，因此，对于液压水锤效应，课题采用美国海军研究生院的观点进行划分：冲击阶段、液体拖曳阶段和空腔阶段。课题采用解析法计算计算容器内部压力（根据质量、动能及能量三守恒定律建立了液体内部的压力计算模型并分析破片入射充液容器后容器内部压力及波阵面各项参数变化），使用SolidWorks构建容器模型，根据得到的压力数据选用合适的传感器进行实测。而后对现场试验采集的压力数据及破片存速与数值计算的破片存速及容器内部压力数据进行比较与分析。容器设计两面采用透光材料设计，便于使用高速摄像头观察，测速时采用电子测速仪和测速纸靶，采用单破片正撞击容器表面[ 5 ] 。

图1。3。1  试验装置拟图

    试验压力测试外部贴应变片，内部采用传感器进行数据接收，破片运动轨迹使用高速摄像头进行观测，并且，油箱内侧采用坐标值标记坐标便于记录弹道变化。 

2液压水锤效应容器设计

2。1设计目的   

设计一款用于观测液压水锤效应(当高速破片穿透装有液体的容器壁并进入液体时，一个很强的压力场在液体中形成并传播，压力载荷作用在容器结构上，这就是液压水锤现象。)试验的容器，要求设计的容器能够清晰的观测到破片在容器中的运动，满足经济性要求(即观测部分循环使用，损毁部分可以更换)并计算液体内部的压力，确定试验测试方法及所用传感器的放置位置、及传感器与容器的连接方式，用于液压水锤效应的研究。文献综述

2。2 容器总体设计

容器面板材料选用铝合金材料，框架采用合金钢设计，具体箱体参数：合金钢密度 为7830 ，强度极限 为510MPa，铝7A04密度 为2780 ，强度极限 为420MPa

容器设计时，以合金钢为基本框架，左右两侧采用透明玻璃设计，有利于观察破片进入液体后的运动轨迹及速度，其余四面采用7A04合金铝设计，用以模拟飞机油箱，其中，上面板因方便填充及更换液体，且对试验影响不大，可不予安装，结构尺寸初步定为400mm×400mm×500mm，容器壁厚初步定为4mm。

CAD装配图和3D示意图如图所示，采用通孔设计并使用螺栓固定，其中孔径为6mm，螺栓标准为GB。M8×1。孔距离边框外边界10mm。容器整体示意图如图2。2。1所示，CAD工程图见附录1