兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (3): 763-773.doi: 10.12382/bgxb.2022.0641
杨拓1,2, 熊诗辉1, 汪靖程1, 赵象润3, 温玉全1,*()
收稿日期:
2022-07-26
上线日期:
2022-11-04
通讯作者:
YANG Tuo1,2, XIONG Shihui1, WANG Jingcheng1, ZHAO Xiangrun3, WEN Yuquan1,*()
Received:
2022-07-26
Online:
2022-11-04
摘要:
火工分离装置在水下武器应用中,可能会由于其作动噪声过大的问题给目标带来暴露的风险。利用有限元+边界元的数值计算方法,建立了火工分离螺母作动噪声的仿真预示模型,展示了分离过程中瞬态辐射噪声的传播过程,分析了火工分离螺母作动噪声的来源和产生机理,结合试验和仿真模型计算了各声源的辐射声功率,对噪声源进行了定量解耦。研究结果表明,在10~6000Hz的频段内,内套筒撞击的贡献量约为50%,螺母瓣撞击的贡献量约为23%,燃烧噪声的贡献量不到1%,但是在低于400Hz的低频段内,燃烧噪声的贡献较大,约为22%,仿真结果与试验测试结果一致性较好。
中图分类号:
杨拓, 熊诗辉, 汪靖程, 赵象润, 温玉全. 火工分离螺母作动噪声的预示和解耦[J]. 兵工学报, 2024, 45(3): 763-773.
YANG Tuo, XIONG Shihui, WANG Jingcheng, ZHAO Xiangrun, WEN Yuquan. Actuation Noise Prediction and Decoupling of Pyrotechnic Separation Nut[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(3): 763-773.
名称 | 型号 | 量程 | 频响特性 |
---|---|---|---|
压力传感器 | KISTLER601A | 0~25MPa | |
环形力传感器 | CL-YD-305M | 0~50kN | |
声压传感器 | INV9204 | 0~156dB | 20~50kHz |
表1 传感器及信号采集系统的参数
Table 1 Parameters of sensors and signal acquisition system
名称 | 型号 | 量程 | 频响特性 |
---|---|---|---|
压力传感器 | KISTLER601A | 0~25MPa | |
环形力传感器 | CL-YD-305M | 0~50kN | |
声压传感器 | INV9204 | 0~156dB | 20~50kHz |
部件 | 材料 | 密度/(g·cm3) | 弹性模量/GPa | 泊松比 | 屈服强度/MPa |
---|---|---|---|---|---|
外壳 | 7A04铝 | 2.85 | 72 | 0.33 | 400 |
活塞、内套筒、端盖 | 1Cr11Ni2W2MoV不锈钢 | 8.00 | 206 | 0.30 | 855 |
剪切销、垫块、安装块 | 2A12铝 | 2.78 | 69 | 0.33 | 255 |
螺母瓣、螺杆 | 35CrMnSiA合金钢 | 7.85 | 207 | 0.30 | 1907 |
表2 部件材料模型及参数[19]
Table 2 Material modeland parameters of components[19]
部件 | 材料 | 密度/(g·cm3) | 弹性模量/GPa | 泊松比 | 屈服强度/MPa |
---|---|---|---|---|---|
外壳 | 7A04铝 | 2.85 | 72 | 0.33 | 400 |
活塞、内套筒、端盖 | 1Cr11Ni2W2MoV不锈钢 | 8.00 | 206 | 0.30 | 855 |
剪切销、垫块、安装块 | 2A12铝 | 2.78 | 69 | 0.33 | 255 |
螺母瓣、螺杆 | 35CrMnSiA合金钢 | 7.85 | 207 | 0.30 | 1907 |
频率范围/Hz | 燃烧噪声功率/W | 作动噪声功率/W | 贡献量/% |
---|---|---|---|
10~400 | 3.81×10-6 | 1.73×10-5 | 22.02 |
400~6000 | 1.67×10-6 | 6.31×10-4 | 0.27 |
10~6000 | 5.48×10-6 | 6.48×10-4 | 0.85 |
表3 不同频段内燃烧噪声的贡献量
Table 3 Contribution of combustion noise in different frequency bands
频率范围/Hz | 燃烧噪声功率/W | 作动噪声功率/W | 贡献量/% |
---|---|---|---|
10~400 | 3.81×10-6 | 1.73×10-5 | 22.02 |
400~6000 | 1.67×10-6 | 6.31×10-4 | 0.27 |
10~6000 | 5.48×10-6 | 6.48×10-4 | 0.85 |
模型 | 10~6000Hz声功率/10-4W | 声功率相对值/% |
---|---|---|
原模型 | 2.99 | 100 |
Model Ⅰ | 2.30 | 76.92 |
Model Ⅱ | 1.50 | 50.17 |
表4 不同数值模型的声功率及相对值
Table 4 Sound powers and relative values of different numerical models
模型 | 10~6000Hz声功率/10-4W | 声功率相对值/% |
---|---|---|
原模型 | 2.99 | 100 |
Model Ⅰ | 2.30 | 76.92 |
Model Ⅱ | 1.50 | 50.17 |
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