兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (2): 240021-.doi: 10.12382/bgxb.2024.0021
收稿日期:
2024-01-08
上线日期:
2025-02-28
通讯作者:
ZHANG Cong1,2, LU Junhua1,*(), YUE Mingkai1,**(
)
Received:
2024-01-08
Online:
2025-02-28
摘要:
面对弹道修正引信中光学组件无法承受弹丸高发射过载的迫切需求,针对某型制导炮弹成像引信光学系统,结合仿生理念提出一种引信光学系统减振方案。将竹子的宏微观结构应用于金属薄壁管,为光学系统设计两种具有竹子结构特征的金属薄壁套筒,并同时设计由橡胶垫与碟簧复合的减振装置。利用有限元分析软件进行动力学仿真验证设计结构模型的减振效能。仿真结果表明:所提减振方案能够缓解光学系统受到的冲击并降低变形值,两种透镜外筒应变峰值降低40%、72%,光学传感器应变峰值降低68.21%、52.49%,证明该减振方案具有良好的减振效果。所提方案为光学部件在高过载引信中的应用提供新思路。
中图分类号:
张骢, 陆俊桦, 岳明凯. 成像引信仿生复合减振结构设计与仿真[J]. 兵工学报, 2025, 46(2): 240021-.
ZHANG Cong, LU Junhua, YUE Mingkai. Design and Simulation of Bionic Composite Shock Absorption Structure for Imaging Fuze[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(2): 240021-.
时间/ms | 压力/MPa | 时间/ms | 压力/MPa | 时间/ms | 压力/MPa |
---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 4.2 | 88.663 | 8.4 | 76.131 |
0.3 | 2.442 | 4.5 | 93.085 | 8.7 | 70.615 |
0.6 | 6.978 | 4.8 | 96.649 | 9.0 | 64.850 |
0.9 | 12.808 | 5.1 | 99.316 | 9.3 | 58.967 |
1.2 | 19.438 | 5.4 | 101.070 | 9.6 | 53.136 |
1.5 | 26.564 | 5.7 | 101.920 | 9.9 | 47.560 |
1.8 | 33.990 | 6.0 | 101.880 | 10.3 | 42.474 |
2.1 | 41.573 | 6.3 | 101.020 | 10.5 | 38.127 |
2.4 | 49.191 | 6.6 | 99.364 | 10.8 | 34.747 |
2.7 | 56.723 | 6.9 | 96.981 | 11.1 | 32.489 |
3.0 | 64.044 | 7.2 | 93.926 | 11.4 | 31.356 |
3.3 | 71.024 | 7.5 | 90.255 | 11.7 | 31.080 |
3.6 | 77.533 | 7.8 | 86.025 | 12.0 | 30.966 |
3.9 | 83.449 | 8.1 | 81.294 |
表1 不同时刻引信前部外壳所受载荷
Table 1 The loads on fuze front housing at different times
时间/ms | 压力/MPa | 时间/ms | 压力/MPa | 时间/ms | 压力/MPa |
---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 4.2 | 88.663 | 8.4 | 76.131 |
0.3 | 2.442 | 4.5 | 93.085 | 8.7 | 70.615 |
0.6 | 6.978 | 4.8 | 96.649 | 9.0 | 64.850 |
0.9 | 12.808 | 5.1 | 99.316 | 9.3 | 58.967 |
1.2 | 19.438 | 5.4 | 101.070 | 9.6 | 53.136 |
1.5 | 26.564 | 5.7 | 101.920 | 9.9 | 47.560 |
1.8 | 33.990 | 6.0 | 101.880 | 10.3 | 42.474 |
2.1 | 41.573 | 6.3 | 101.020 | 10.5 | 38.127 |
2.4 | 49.191 | 6.6 | 99.364 | 10.8 | 34.747 |
2.7 | 56.723 | 6.9 | 96.981 | 11.1 | 32.489 |
3.0 | 64.044 | 7.2 | 93.926 | 11.4 | 31.356 |
3.3 | 71.024 | 7.5 | 90.255 | 11.7 | 31.080 |
3.6 | 77.533 | 7.8 | 86.025 | 12.0 | 30.966 |
3.9 | 83.449 | 8.1 | 81.294 |
部件 | 材料 | 密度/ (g·cm-3) | 弹性模 量/MPa | 泊松比 |
---|---|---|---|---|
竹型金属薄壁套筒 透镜帽及透镜外筒 | 硬铝 | 2.700 | 72000 | 0.33 |
光学传感器及处理电路 | 环氧树脂 | 1.196 | 6050 | 0.37 |
光学透镜 | 硫化玻璃 | 4.710 | 20000 | 0.28 |
碟簧 | 弹簧钢 | 7.850 | 206000 | 0.30 |
塑料垫圈 | ABS | 1.030 | 1628 | 0.41 |
表2 材料参数
Table 2 Material parameters
部件 | 材料 | 密度/ (g·cm-3) | 弹性模 量/MPa | 泊松比 |
---|---|---|---|---|
竹型金属薄壁套筒 透镜帽及透镜外筒 | 硬铝 | 2.700 | 72000 | 0.33 |
光学传感器及处理电路 | 环氧树脂 | 1.196 | 6050 | 0.37 |
光学透镜 | 硫化玻璃 | 4.710 | 20000 | 0.28 |
碟簧 | 弹簧钢 | 7.850 | 206000 | 0.30 |
塑料垫圈 | ABS | 1.030 | 1628 | 0.41 |
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