弹体斜侵彻混凝土靶过程中动态参数测试技术研究

论文摘要

弹体斜侵彻混凝土靶问题是一个非常复杂的力学问题。通常关心的焦点之一是预报斜侵彻深度。目前用于预估弹体对混凝土靶斜侵彻深度的成果主要集中在少数的经验公式和理论分析公式。本文在现有的存储测试技术及其理论的基础上,开发研制了三轴高冲击弹载存储测试系统,并通过实弹试验测得斜侵彻过程中轴向与径向的加速度信号,采用基于侵彻加速度与弹体着靶初速的侵深算法对轴向加速度进行处理,得到实际斜侵彻深度。将斜侵彻深度经验及理论分析公式的计算结果与实际斜侵彻深度进行对比分析,明确了各公式的计算误差及使用范围。本文首先对斜侵彻深度经验及理论分析公式进行了仔细的研究,详细阐述了基于侵彻加速度与弹体着靶初速的侵深算法原理。其次,本文对基于存储测试技术及其理论的三轴高冲击弹载存储测试系统的设计方案进行研究,对测试系统的三轴压阻加速度计进行设计,采用激光多普勒干涉法对所设计的三轴压阻加速度计的灵敏度进行了校准,并对其与单片集成三轴压阻加速度计的横向效应进行研究分析,结果表明其与单片集成三轴压阻加速度计相比横向效应较小。同时展开测试系统的测试电路模块设计及电源设计,采用环氧灌封和外加缓冲材料技术对测试电路进行强化保护。再次,通过实弹试验,采用三轴高冲击弹载存储测试系统测得了弹体斜侵彻混凝土靶过程中轴向与径向的加速度信号,采用基于侵彻加速度与着靶初速的侵深算法对轴向加速度进行处理,得到实际斜侵彻深度。将斜侵彻深度经验及理论分析公式的计算结果与实际斜侵彻深度进行对比分析,明确了各公式的计算误差及使用范围。最后,由于本课题仍需做进一步深入地研究,故对本课题研究中的创新点及不足之处进行了总结,提出了后续工作中需要完善的问题及改进的方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的目的和意义
• 1.3 国内外发展现状
• 1.4 斜侵彻问题的研究方法
• 1.4.1 经验法
• 1.4.2 解析法
• 1.4.3 数值法
• 1.5 本文的主要内容
• 2 弹体斜侵彻混凝土靶深度算法的研究
• 2.1 斜侵彻深度经验及理论分析公式
• 2.1.1 国内规范公式（修正的BLZ 公式）
• 2.1.2 Chen 公式
• 2.1.3 公式[3]
• 2.2 基于侵彻加速度与弹体着靶初速侵深算法
• 2.2.1 算法原理
• 2.2.2 算法分析
• 2.2.3 软件求解过程
• 2.2.4 弹体侵彻混凝土靶加速度信号信息组成
• 2.2.5 弹体侵彻混凝土靶加速度信号的特点
• 2.2.6 加速度信号滤波处理研究
• 2.2.7 积分求解
• 2.3 本章小结
• 3 三轴高冲击弹载存储测试系统的设计
• 3.1 测试系统的总体设计
• 3.1.1 存储测试理论
• 3.1.2 测试系统中的信息流
• 3.1.3 三轴高冲击弹载存储测试系统的总体方案
• 3.2 三轴压阻加速度计设计
• 3.3 三轴压阻加速度计灵敏度的校准
• 3.3.1 激光多普勒干涉法基本原理
• 3.3.2 差动式激光多普勒测速仪
• 3.3.3 实验结果及其分析
• 3.4 三轴压阻加速度计横向效应分析
• 3.4.1 横向效应
• 3.4.2 实验数据对比分析
• 3.5 模拟电路模块设计
• 3.5.1 信号调理电路的设计
• 3.5.2 信号切换电路的设计
• 3.6 数字电路模块设计
• 3.6.1 A/D 转换器
• 3.6.2 存储器
• 3.6.3 中心控制器
• 3.7 电源设计
• 3.8 测试系统电路模块的强化保护
• 3.8.1 电路的灌封
• 3.8.2 橡胶缓冲材料对电路的缓冲保护
• 3.9 测试系统结构图及系统实物图
• 3.10 本章小结
• 4 经验及理论分析公式的计算结果与实测数据对比分析
• 4.1 试验方案设计
• 4.2 实验过程
• 4.3 实测加速度数据处理
• 4.4 经验及理论分析公式的计算结果对比分析
• 4.4.1 计算过程
• 4.4.2 计算结果对比分析
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 本文主要创新点及进一步工作
• 5.2.1 本文主要创新点
• 5.2.2 进一步工作
• 5.3 前景与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研工作
• 致谢