弹体低速侵彻过载特性的实验研究

摘要

在撞击与侵彻研究中，通常认为对测得的过载信号进行一次和二次积分就可以分别得到该运动过程中的速度与位移。在国内外进行的众多关于通过加速度过载信号反求速度与位移的研究中，通过积分求得的计算值与实验测试值均有较大偏差。但此类研究多集中于高速和中速，而关于低速撞击与侵彻的研究还鲜有涉及。 本论文主要通过实验研究的方式，从加速度传感器的选型、撞击与侵彻实验平台的搭建、撞击与侵彻实验、自由落体侵彻实验四个方面进行分析。通过两种不同的实验方式对分段弹体在低速（＜20 m/s）状态下的加速度过载信号、穿靶前后分段弹体的实测速度与纸靶体的破坏形态进行研究，以此探讨低速冲击载荷下分段弹体的过载特性，同时由Wen半经验公式得出弹体在侵彻相应厚度靶体时的弹道极限，讨论了低通滤波方法在不同侵彻阶段处理加速度数据的可行性。最终验证了低速侵彻纸靶体过程中通过对加速度过载信号二次积分得出侵彻深度方法的可行性。

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Southwest University

of Science and Technology

Master Degree Thesis

Velocity

Candidate: Xu Yiyuan

Speciality：Mechanical Engineering

Supervisor 1: Prof Lu Yubin

Supervisor 2: Prof Sun Yuancheng

Date: April.10, 2018

1　绪论

1.1　引言

1.2　研究现状

1.2.1　理论研究

1.2.2　试验研究

1.2.3　数值模拟

1.3　目前存在的一些问题

1.4　本文的主要研究内容

2　压阻式加速度传感器

2.1　引言

2.2　试验所涉及的加速度传感器

2.2.1　压阻式加速度传感器的理论分析与结构设计

2.2.2　弹载式可回收加速度测量装置

2.3　压阻式加速度传感器的校准

2.3.1　加速度计的校准方式

2.3.2　落锤式校准装置校准灵敏度系数

2.4　加速度传感器线性度的校准

2.5　本章小结

3　低速撞击与侵彻的实验研究

3.1　引言

3.2　实验设计

3.2.1　基于硬回收法的试验设计

3.2.2　实验主体装置

3.2.3 基于信号同步传输法的试验设计

3.3　实验存在的问题

3.3.1 获取速度不稳定

3.3.2 试验成功率偏低

3.3.3 信号线断裂

3.4　本章小结

4基于硬回收法的弹体冲击载荷结构响应试验分析

4.1　前言

4.2　分段弹体被撞击与侵彻纸靶的速度变化规律

4.2.1 撞击阶段的速度分析

4.2.2 撞击阶段的冲击载荷分析

4.2.3 侵彻阶段的速度变化规律

4.2.4 Wen半经验公式对侵彻速度的分析

4.3本章小结

5基于信号同步传输法的弹体侵彻过程的过载特性实验分析

5.1　前言

5.2　侵彻高强度靶体的过载信号特征

5.3　分段弹体低速侵彻纸靶的过载特性分析

5.3.1 侵彻过载曲线的获取及频谱分析

5.3.2 数值模拟数据与试验数据的对比分析

5.3.3 试验中侵彻过载信号的处理方法

5.4　本章小结

结论

致谢