抗冲击弹载记录仪的设计与研究

• 作 者: 王海霞
• 出 处: 中北大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 弹载记录仪 抗冲击 有限元仿真 弹载加速度信号

本文结合实际测试需求,设计了一种用于弹上电信号以及加速度信号采集的弹载记录仪,并对记录仪在不同载荷形式以及有灌封气泡情况下的抗冲击特性展开了研究,为提高记录仪的抗冲击可靠性提供了参考,主要研究内容如下:(1)结合弹载记录仪的性能指标要求,分析了记录仪的常见失效模式,从缓冲结构、电池、测试电路的加固等方面阐述了记录仪抗冲击设计的基本内容,并对弹载记录仪双壳体缓冲结构的缓冲机理进行了分析。(2)建立了弹载记录仪有限元模型,对记录仪的抗冲击特性展开了研究。仿真了记录仪在膛内、炮口加速度载荷形式下的抗冲击性能,仿真结果表明,弹载记录仪在膛内受到12000g加速度载荷(20ms脉宽)作用时,产生的等效应力较小,基本不会对记录仪的测试电路产生损伤,而在炮口段的窄脉宽、高幅值加速度载荷叠加作用下可能会对记录仪产生较大的损伤;研究了灌封气泡对记录仪抗冲击性能的影响,发现在相同载荷下,当元器件出现灌封气泡时会出现引脚断裂的情况,为后续在弹载记录仪的抗冲击设计提供了指导。(3)进行了弹载记录仪的设计与实现,从测试电路的功能和抗冲击设计、电池以及电路的加固设计等方面对进行了记录仪的设计,介绍了电池、测试电路环氧树脂灌封的流程,设计了抗冲击模拟试验,保证记录仪的抗冲击可靠性。(4)弹载记录仪进行了实弹测试,结果表明三个记录仪均工作可靠稳定,性能符合要求。分析了记录仪在实际工作中受到的刚体加速度和自由加速度载荷作用,为了减小记录仪在炮口段的振荡加速度幅值,降低对记录仪的损伤,用EMD-互相关算法提取振动模态,为优化记录仪结构提供参考信息。