引信電源用儲備式鋰電池的激活過程研究.pdf

1、儲備式鋰電池是飛彈引信裝置中的重要組成部分，隨著引信電源的迅速發(fā)展，要求儲備式鋰電池具有“抗高過載和快激活”的特性。為了得到儲備式鋰電池激活過程中儲液瓶的破碎狀況和電解液的運動特性，建立鋰電池激活體系各個部分模型，包括質(zhì)量塊、外殼、儲液瓶、電解液、空氣和插銷。對質(zhì)量塊、外殼、儲液瓶和插銷采用Lagrange算法，對電解液和空氣材料采用ALE算法，利用ANSYS/LS-DYNA中的流固耦合方法對破瓶和進液過程進行了仿真計算,并與實驗結(jié)果進

2、行比較，驗證了仿真結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，為激活機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了依據(jù)，主要分為以下幾方面：
　　(1)根據(jù)JH-2脆性材料本構(gòu)模型得出玻璃瓶材料的JH-2材料模型參數(shù)和失效準(zhǔn)則，對質(zhì)量塊和外殼的材料模型進行了選擇，同時對電解液、空氣和插銷材料模型的狀態(tài)方程進行了描述，合理選擇了仿真所需的材料模型。
　　(2)在馬歇特錘擊法激活下，主要分析了不同過載作用對玻璃瓶和插銷的破壞過程以及液體流動過程的影響。結(jié)果表明，在電池材料相同

3、的情況下，隨著過載的不斷增大，玻璃瓶和插銷的破壞持續(xù)增加，電解液與外殼的接觸面積逐漸增多，但整體破瓶和進液效果不好。在不考慮電極片隔膜吸液過程的前提下，3000g和5000g過載下電池未激活，10000g過載下的破瓶時間為2.5ms，進液時間為16.1ms，根據(jù)實驗中玻璃瓶的破碎結(jié)果和電池放電曲線結(jié)果分析，驗證了模型計算的合理性。
　　(3)在空氣炮激活過程中，主要研究了不同轉(zhuǎn)速作用和過載作用下20ms的計算時間里破瓶過程和進液情