对于弹丸对靶体的侵彻破坏效果的研究,国内外都已做了大量工作,并取得了大量成果。 科学家们提出了许多对于侵彻问题的研究方法供后人使用,其中包括:
(1) 脉冲多普勒雷达测速[2][3]。以多普勒效应为基本原理,通过激光探头顶端发射的 粒子的多普勒信号,根据公式求得速度,进一步求得加速度。其优点是测速范围 宽,受到的外界干扰较小。差动式多普勒测速装置的结构简图如图 1.1 所示。69391
(2) 有限元模拟法[4]。利用 LS-DYNA3D、ANSYS 等有限元模拟软件,加载不同的靶体 材料模型,从而实现弹体对不同材料的侵彻过程的模拟。
(3) 直接解剖观察[5]。在侵彻过程结束后,剖开靶体,观察弹体的变化情况,以研究 弹体在侵彻过程中发生的各种非刚性力学过程。
在现有的侵彻过载测试技术中,仍以弹载存储测试技术[6]较为先进。该技术广泛的应用 于各种冲击测试领域。相较于传统的硬线(hard wire)测试法, 存储式测试系统具有体积小、 功耗低、可靠性高、试验效率高等突出优点。该技术将传感器及信号调理电路、后续采集存 储电路、控制电路、电源等集成一体,构成一个可以在测试现场独立工作的微小系统[7],具 有可靠性高,体积小,适用范围广的特点。论文网
而为了更准确的测量侵彻过程中的冲击信号,要求传感器拥有很短的响应时间,以及极 强的抗干扰能力。目前能达到这个要求的是美国 PCB 公司生产的 ICP 传感器。该传感器由于 外界一个机械量在压电陶瓷上产生电荷增量 ,而因为内置微电路的输入电阻也很高并与压 电陶瓷紧密结合在一 起,这样,这个电荷增量可以几乎不受损耗地被微集成电路转换为生产 电压,每个 ICP 微电路都有固定的电荷转换增益,所以,这个增益决定了传感器的最后灵敏度。 因为所有的高阻电路都被防护在密闭的传感器壳子内,污染问题,低噪声电缆问题都将不存 在了[8]。ICP 传感器的应用十分广泛,在低冲击的路基压实实验[9],以及高冲击的冲击波超 压测试系统[10]中都表现出了十分优秀的动态特性。
将 ICP 传感器应用于存储测试系统中,可以进一步提高测试系统的精度,适用于本次需 要设计的侵彻过载测试系统。