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随着导弹技术和防御技术的发展,许多重要的战略目标大量的转入地下,所处的环境越来越隐秘,防御结构也变得越来越坚固,尽管目前武器系统仍可以实现精确打击目标,但是对于一般武器来说,仍然存在难以将战略目标完全摧毁的困难,为此,像美国等这样的军事强国,早己经开始研制并使用高效毁伤弹药。世界各军事强国在发展硬目标侵彻武器方面,投入了大量的人力和财力,美国近年来更是不断地研究攻击地下目标的钻地武器,研制出具有高侵彻能力的深钻地弹药,从而对不同结构、强度的防护层进行有效的破坏,侵彻弹药已经成为实施打击高价值目标不可或缺的武器[3-4]。30043
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目前，国内外针对冲击装置的动力学研究，已进行一系列相关的试验研究，大多采用马歇特锤击试验、空气炮试验、霍普金斯实验、落球试验等进行冲击试验[5-6] 。
（1）马歇特锤击试验
马歇特锤击试验主要是通过重力作用，使试验击锤的重力势能转换为动能，打击在待测目标上，从而产生冲击。如图1.1，当重锤下落时,半圆轮旋转的同时带动试验击锤碰击铁砧,产生足够的惯性力, 从而来模拟发射时引信受到的过载环境惯性力。冲击加速度信号则是通过传感器测量并且在显示屏上显示出来。论文网
1.1马歇特锤击实验机
马歇特锤击的操作相对简单，试验成本比较低，并且可进行反复大量试验，但是它的缺点在于结果的误差较大，并且试验机负载过小，当检验尺寸大的物体时，加速度峰值很难达到理想值。
（2） 空气炮
空气炮是用来模拟引信零部件后坐力或者后坐加速度的冲击试验模拟装置。其工作原理是将蓄积在钢制容器或者炮膛内的高压轻质气体，通过电磁阀门控制突然释放，对近体物体产生高空气射流冲击。空气炮的种类较多,可分为一级、二级及组合式空气炮。如图1.2
图1.2空气击锤原理图
1946年，美国研发了第一门以氦气为工作介质的一级空气炮[7]；1955年，Slawsky等人研发了一种二级空气炮，使空气炮的弹速有了进一步提高[8]；2003年，美国研发了一种具有回收装置的空气炮，以此来解决弹体冋收的问题[9]。
在国内对空气炮的掌握趋于成熟。相国麟[10]等设计了一种用于中大口径引信、具有高冲击加速度的85mm空气炮模拟装置，最后提出了应改善装置测试方法及试验弹体回收的问题；高明坤[11]对空气炮高过载加速器的内弹道诸元、冲击加速度的计算方法及设计问题进行了研究，获得了有益的结果；贾武同[12]等人将空气炮应用于非接触式瞬时冲击激振；李雷[13]等人对空气炮进行了改进，达到让模拟环境更加真实的效果。
（3）霍普金斯压杆实验
压力脉冲在杆的自由端面经反射变为拉伸脉冲,利用这一原理,B.Hopkinson[14]在1914年提出Hopkinson 压杆,用来测量动态载荷下的冲击脉冲。1949年经Kolsky[15]改进,实现可反映材料在高应变率作用下的应力—应变关系。1960年,Harding[16]等人又将单轴压缩试验的Hopkinson压杆试验方法推广到材料的单轴拉伸测试试验。Hopkinson压杆试验可以获得相当高的加速度峰值,最高加速度过载甚至可以达到200000g,但是,试验过程持续的时间过短,只有几十微秒甚至几微秒[17]，Hopkinson压杆常用于研究材料的动态力学性能,现已发展到用于检测火工品、引信的安全性及可靠性,以及高加速度值传感器的标定等[18]。如图1.3
图1.3霍普金斯压杆
郭伟国[19]等人对Hopkinson压杆装置测试中的一文性和均匀性假设条件进行了进一步研究,提出了一种气动撞击杆发射装置,可以有效的使0.5kg撞击杆在1MPa压强下,发射速度达到65m/s；王华军[20]等人将Hopkinson压杆冲击试验台作为高过载加速度信号发生器,与激光干涉仪结合使用,获得了高加速度脉冲激励信号,从而分析了高冲击加速度传感器的动态行为特性。