某侵彻火箭弹引信可靠性分析及缓冲材料性能研究

论文摘要

对用于侵彻火箭弹中的引信控制系统进行设计分析,同时对引信可靠性和降低侵彻过程中引信所受加速度的方法进行了研究,为引信方案设计提供一定的参考。研究了可靠性工程国内外的发展及其重要性。由于引信是成败型产品,引信可靠性的研究是贯穿于引信整个设计阶段的一项重要工作。根据侵彻引信的功能要求,绘制出引信的总体功能框图。设计分析引信控制、发火和解除保险电路。同时,对引信机械部分的延期解除保险机构——无返回力矩钟表机构的作用原理和过程进行了分析。根据以上的分析,按照国军标规定采用自上而下的建树法建立以“引信作用失效”为顶事件的引信故障树图,并对此进行分析,得到引信失效的所有故障原因,提出增加引信可靠性的设计建议。根据具体采用的电子元器件的工作环境、质量等级及其它的具体参数,分别用元件计数法和元件应力分析法对引信中控制电路的可靠性进行预计,估算出引信电路在工作状态和非工作状态下不同时期的失效率和可靠度。对提高引信电路可靠性的方法进行讨论——在设计要求允许的情况下,尽量选择增加冗余的方法来提高引信电路的可靠性。同时,预计引信安全系统的可靠度。利用有限元仿真软件LS-DYNA仿真弹丸的侵彻过程中引信的过载情况,得到在不同的缓冲条件下引信的过载值,对聚四氟乙烯和泡沫铝垫片的缓冲原理和效能进行分析,并得出不同材料所使用的环境。同时,利用马希特锤测试聚四氟乙烯垫片的缓冲性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 可靠性研究的意义
• 1.2 可靠性研究的发展
• 1.2.1 国外可靠性研究的发展
• 1.2.2 国内可靠性研究的发展
• 1.2.3 缓冲材料发展
• 1.3 论文的主要工作
• 2 某侵彻火箭弹引信结构设计分析
• 2.1 某侵彻火箭弹引信的工作原理
• 2.2 某侵彻火箭弹引信的电路部分
• 2.2.1 侵彻电路的系统构成
• 2.2.2 加速度传感器
• 2.2.3 电荷放大器
• 2.2.4 电压放大电路
• 2.2.5 滤波电路
• 2.2.6 单片机和存储器的选择
• 2.2.7 电压变换电路设计
• 2.2.8 电解除保险电路
• 2.2.9 发火电路
• 2.3 某侵彻火箭弹引信的机械结构部分
• 2.4 本章总结
• 3 某侵彻火箭弹引信故障树分析
• 3.1 某侵彻火箭弹引信的故障树绘制
• 3.2 某侵彻火箭弹引信故障树的分析
• 3.3 本章小结
• 4 某侵彻火箭弹引信可靠性预计
• 4.1 电路可靠性预计的基础介绍
• 4.1.1 可靠性预计的方法
• 4.1.2 电路可靠性预计分类
• 4.2 测试电路的可靠性框图
• 4.2.1 信号处理电路的可靠性模型
• 4.2.2 电源电路的可靠性框图
• 4.2.3 单片机和储存器的可靠性框图
• 4.3 元件计数法
• 4.3.1 电路工作状态的可靠度
• 4.3.2 电路非工作状态的可靠度
• 4.4 元件应力分析法
• 4.4.1 电阻器的失效率
• 4.4.2 电容器的失效率
• 4.4.3 连接器的失效率
• 4.4.4 二极管的失效率
• 4.4.5 集成运算放大器TLC2262的失效率
• 4.4.6 降压芯片MAX1615的失效率
• 4.4.7 C8051F310的失效率
• 4.4.8 FM25V10的失效率
• 4.4.9 MOS管的失效率
• 4.4.10 测试电路的失效率和可靠性
• 4.5 电路可靠性预计结果分析
• 4.5.1 元件计数法和元件应力分析法结果比较
• 4.5.2 提高引信电路可靠度方法
• 4.6 引信安全系统的可靠性预计
• 4.7 本章总结
• 5 某侵彻火箭弹引信中的缓冲材料性能研究
• 5.1 缓冲材料介绍
• 5.1.1 聚四氟乙烯
• 5.1.2 泡沫铝
• 5.2 LS-DYNA控制方程
• 5.3 仿真模型的建立
• 5.4 侵彻后仿真结果分析
• 5.4.1 模型1仿真计算结果及分析
• 5.4.2 模型2仿真计算结果及分析
• 5.4.3 模型3仿真计算结果及分析
• 5.4.4 泡沫铝和聚四氟乙烯缓冲性能对比
• 5.4.5 结论
• 5.5 缓冲试验
• 5.5.1 试验设备设计
• 5.5.2 试验过程
• 5.5.3 测试结果分析
• 5.6 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录