【摘 要】
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随着新型防御工事材料及施工工艺的发展与应用,现代战争中很多高价值目标的防护能力不断提高,用来打击此类高强度目标的侵彻弹将面临大质量、高侵彻速度等一系列问题,这也意味着弹体内部引信系统等将经历更为恶劣的冲击过载环境。起爆控制系统作为引信的重要组成部分,其工作的可靠性直接影响目标的毁伤效果。根据目前的实验研究情况,高速侵彻下,起爆控制系统会出现机械性损坏、性能异常等失效问题。目前,对晶振、固体钽电容等
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随着新型防御工事材料及施工工艺的发展与应用,现代战争中很多高价值目标的防护能力不断提高,用来打击此类高强度目标的侵彻弹将面临大质量、高侵彻速度等一系列问题,这也意味着弹体内部引信系统等将经历更为恶劣的冲击过载环境。起爆控制系统作为引信的重要组成部分,其工作的可靠性直接影响目标的毁伤效果。根据目前的实验研究情况,高速侵彻下,起爆控制系统会出现机械性损坏、性能异常等失效问题。目前,对晶振、固体钽电容等器件在冲击作用下的性能失效机理尚不清晰,因而造成目前通常采用的起爆控制系统防护措施并不十分奏效。针对上述问题,论文对石英晶振、固体钽电容在冲击作用下的失效机理,特别是其性能失效机理开展研究,以便为器件抗冲击设计及起爆控制系统的可靠性设计提供参考。本文的主要研究内容如下:(1)以CETECJ-30MHz有源晶振为研究对象,通过力锤冲击试验对石英晶振在冲击作用下的性能进行了测试和分析,初步给出了失效概率随加速度的变化规律。在此基础上,建立晶振动力学模型,对其在冲击作用下的力电响应特性分析,给出了晶振电参数随冲击载荷的变化情况,及其性能失效的机理。(2)以固体钽电容为研究对象,通过马歇特落锤实验,对不同冲击作用下漏电流变化情况进行了测试,根据对测试结果的分析,漏电流随加速度的增大而增大,结合实际工作要求,固体钽电容的失效概率随加速度增大呈指数增大。用LS-DYNA建立固体钽电容模型,对其在冲击作用下的力学响应特性进行分析,定性指出冲击作用下固体钽电容颗粒接触位置应力会增大,使得界面应力增强,导致界面处Ta-O化合键的断裂,参与导电的电子增多,电流密度增大。(3)对起爆控制系统电路板组装方式提出去掉螺柱支撑的改进方案,并通过仿真验证其可行性。最后,基于故障树分析方法,对实验所用引信起爆控制电路系统故可靠性分析,并给出其失效概率。
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