侵彻介质过程中瞬态温度测试技术研究

摘要

弹丸在侵彻过程中，弹头克服介质阻力，将产生剧烈的滑动摩擦。摩擦所作的功大部分转变为热能，从而导致弹头表面温度瞬间发生突变。本文设计并实现了基于C8051F340单片机的瞬态温度采集存储系统，用于研究弹丸侵彻介质过程中，弹头表面瞬态温度变化过程。
　　本文对弹丸侵彻介质过程进行了简要的分析，并对小口径弹侵彻摩擦产生的温度峰值进行理论估算。针对测试环境的特殊性、复杂性提出了测试系统总体设计方案，根据系统要求选择适合安装在弹体表面的温度传感器，重点介绍了传感器动态响应时间参数的选择。基于系统总体框架设计硬件电路部分，主要包括信号调理模块、电源电路模块、单片机控制模块、模数转换模块、数据存储模块；编写温度数据采集和存储程序。利用Pro/E软件对试验用模拟弹进行了结构设计以及测试系统安装位置设计。在前期工作基础上，对所设计的瞬态温度测试系统进行了模块调试试验、系统静态试验以及动态侵彻沙堆试验，验证系统实现采集瞬态温度功能的可行性，并对各试验进行了数据处理和相关分析。
　　此项研究不仅有助于了解侵彻过程中的目标内部阻力、滑动摩擦力、实际弹道规律等情况，还可以广泛应用于热工设备、动力机械、火箭发动机、兵器研发等领域的动态快速温度测试中。

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英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景、目的和意义

1.2 本论文相关技术的国内外研究概况

1.3 论文研究内容

2 侵彻过程理论研究

2.1 弹丸侵彻介质过程分析

2.2 侵彻过程弹头表面温度估算

3 测试系统总体设计方案

3.1 测试系统组成及工作原理

3.2 弹载系统侵彻测试方案

4 瞬态温度测试系统设计

4.1 传感器的选择

4.2 硬件电路设计

4.3 软件程序设计

5 试验及数据分析

5.1 模块调试试验

5.2 试验模拟弹设计

5.3系统总体静态调试

5.4 系统动态试验

6 结论

6.1 工作总结

6.2 进一步的研究工作

附录 温度采集和存储程序

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢