高沖擊環(huán)境下彈載引信灌封層對系統(tǒng)的防護分析和仿真研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，鉆地武器能對許多復雜的多層地下目標造成嚴重打擊，但只有在它正常工作前提下才能確保彈道安全性和作用可靠性，達到鉆地彈精準摧毀目標的目的，彈載引信是鉆地武器的指揮中心，只有保證引信的安全性才能談精準摧毀的問題。而鉆地彈侵徹過程中，彈體本身就會承受巨大的瞬態(tài)沖擊，且伴隨高溫、高壓以及應力波在彈體內傳播。彈內引信在這個過程中就會經(jīng)受數(shù)十萬個g、數(shù)毫秒脈寬的高過載，引信內電子電路和機械結構將會受到嚴重影響。所以，提高引信的抗沖擊性從研

2、究彈載引信之初，一直都是國內外備受關注的研究方向。引信的抗沖擊防護主要采取的措施有隔振緩沖及灌封防護，電子電路和結構設計、加固技術等。由于侵徹類試驗不論從規(guī)模、經(jīng)費以及人力上都消耗巨大，不能保證每一種防護措施都得到試驗的驗證，所以大多研究都是以數(shù)值仿真研究為基礎的定性認識來設計改進方案。理論分析在引信內電子元器件防護方面只有簡單的運用，由于其結構的復雜性，智能選取其中典型部件進行簡化處理后，運用振動理論或者應力波理論等來分析其隔振和緩沖

3、，所得結果也可對防護優(yōu)化設計提供參考。
　　論文的第一部分是分析灌封層中應力波傳播規(guī)律以及灌封層材料參數(shù)對應力波衰減的影響。文中是在通常將引信內元器件簡化為單自由度的質量彈簧模型的基礎上做了改進，將引信內灌封層從厚度方向簡化為一維分析模型，以工程用高聚物材料來灌封為參考，選取與高聚物性質最為吻合的粘彈性材料，并以應力波理論為基礎，用特征線數(shù)值差分方法分析材料密度、彈性模量以及高應變率下應力松弛時間等參數(shù)對應力波在粘彈性灌封層中衰減

4、的影響，為灌封層厚度的設計提供理論依據(jù)，而得到的材料參數(shù)影響規(guī)律對后文研究灌封層對電子元器件防護的影響提供理論基礎。
　　論文的第二部分是以第一部分為基礎分析應力波經(jīng)外殼、灌封層到達電子元器件的衰減情況以及灌封材料參數(shù)對這一過程的影響，同時指導設計灌封層。文中分析由于外殼、灌封層和電子元器件的材料各異，應力波在外殼與灌封層以及灌封層與電子元器件的界面上的有反射透射，同時考慮到第一部分中灌封層中應力波的衰減，灌封材料參數(shù)在這兩種情況

5、下都會產(chǎn)生影響，綜合考慮其影響規(guī)律，得到灌封材料參數(shù)對到達電子元器件應力大小的影響規(guī)律，并利用得到的結論指導改進灌封層的設計，理論上證實了采用灌封涂多層材料的改進方式可以達到減小電子元器件上應力響應的目的。
　　論文的第三部分是利用計算軟件模擬再現(xiàn)彈體侵徹成層靶的過程，以及彈載引信內典型電子元器件的響應結果，并將第一和第二部分的理論分析結論做了驗證。文中的仿真分析是分兩個步驟進行，第一步是簡化彈體侵徹成層靶的過載分析，第二步是將第