【摘 要】
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引信在弹丸结构中的地位十分重要,其发火可靠性直接影响着弹丸的打击效果。引信的发火机构一般包含头部击发机构和惯性发火机构。虽然在正常情况下,弹丸在设计时具有较高的发火可靠性,但由于弹丸所处的工作环境恶劣以及可能在发射过程中受到复杂载荷的作用,从而导致弹丸在打靶和实战过程中引信瞎火状况频有发生。一旦引信出现瞎火,将会导致弹丸无法完成起爆任务并直接造成经济损失。因此,在弹丸与靶板发生侵彻作用时,对引信的
【基金项目】
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国家自然科学基金(51775097),复杂机械结构高效静/动态可靠性分析及可靠性优化设计方法研究,起止年月:2018年1月-2021年12月
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引信在弹丸结构中的地位十分重要,其发火可靠性直接影响着弹丸的打击效果。引信的发火机构一般包含头部击发机构和惯性发火机构。虽然在正常情况下,弹丸在设计时具有较高的发火可靠性,但由于弹丸所处的工作环境恶劣以及可能在发射过程中受到复杂载荷的作用,从而导致弹丸在打靶和实战过程中引信瞎火状况频有发生。一旦引信出现瞎火,将会导致弹丸无法完成起爆任务并直接造成经济损失。因此,在弹丸与靶板发生侵彻作用时,对引信的头部击发机构和惯性发火机构发火可靠性进行分析是十分必要的。主要研究内容如下:(1)求解得到了弹丸外弹道轨迹、转速衰减的计算公式,并实现了弹丸外弹道运动的数值模拟;通过对弹丸外弹道条件下引信的受力分析,得出了影响引信发火机构发火可靠性的因素;通过对弹丸运动过程中爬行力衰减规律的分析,忽略了爬行力对发火机构发火可靠性的影响。(2)通过SolidWorks与ANSYS/LS-DYNA和ADAMS联合参数化建模的方式,实现了模型中尺寸、运动副、位置以及驱动的参数化,建立了弹丸发火机构的参数化模型;基于MATLAB/Simulink,搭建了惯性发火机构侵彻过程动力学仿真平台,并实现了 ADAMS和MATLAB的联合仿真。(3)基于ANSYS/LS-DYNA参数化模型,对弹丸的头部击发机构开展了弹丸侵彻过程的虚拟仿真试验,并通过单一变量法定性分析了四种参数条件对弹丸发火机构的影响;基于ANSYS/LS-DYNA中的速度仿真结果和ADAMS参数化模型,对弹丸的惯性发火机构开展了弹丸侵彻过程的虚拟仿真试验,并通过单一变量法定性分析了八种参数条件对弹丸发火机构的影响。(4)基于支持向量机(SVM)理论,提出了一种基于SVM和Monte Carlo的主动学习可靠度分析方法(ASVM-MCS);通过算例验证了所提可靠性分析方法在分析具有不连续功能函数的结构可靠性时的有效性和准确性;应用所提ASVM-MCS方法对引信的头部击发机构和惯性发火机构进行发火可靠性分析,得出了发火机构的发火可靠性。
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