Acta Armamentarii ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (9): 2906-2928.doi: 10.12382/bgxb.2024.0027
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CHEN Baihan1,2, ZHAO Shengwei2, ZOU Huihui2, WANG Weiguang2, DAI Xianghui2, WANG Kehui2,*()
Received:
2024-01-09
Online:
2024-04-07
Contact:
WANG Kehui
CLC Number:
CHEN Baihan, ZHAO Shengwei, ZOU Huihui, WANG Weiguang, DAI Xianghui, WANG Kehui. Research Progress of Overload Signal Characteristics and Processing Technologies of Penetrating Projectile[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(9): 2906-2928.
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信号峰值频率/Hz | 模态特征频率/Hz | 误差/% |
---|---|---|
6 400 | 6 573.3 | 2.6 |
12 740 | 13 394.7 | 4.9 |
14 130 | 14 612.7 | 3.3 |
17 380 | 17 246.0 | 0.8 |
19 000 | 18 977.8 | 0.1 |
Table 1 Contrast of experimental overload signals and modal results in Ref.[40]
信号峰值频率/Hz | 模态特征频率/Hz | 误差/% |
---|---|---|
6 400 | 6 573.3 | 2.6 |
12 740 | 13 394.7 | 4.9 |
14 130 | 14 612.7 | 3.3 |
17 380 | 17 246.0 | 0.8 |
19 000 | 18 977.8 | 0.1 |
连接结构 | 刚度 | 响应形式 | 响应幅值 | 适用场景 |
---|---|---|---|---|
法兰连接 | 低 | 螺纹弹性振 动、垫圈缓冲 | 小 | 侵彻计层、避免 信号粘连 |
传统螺纹 连接 | 中 | 螺纹弹性振 动、碰撞 | 大 | 一般测试 |
压紧螺纹 连接 | 高 | 螺纹弹性振 动、小碰撞 | 小 | 完整过载记录、 弹体结构响应分析 |
Table 2 Form and characteristics of connection structures
连接结构 | 刚度 | 响应形式 | 响应幅值 | 适用场景 |
---|---|---|---|---|
法兰连接 | 低 | 螺纹弹性振 动、垫圈缓冲 | 小 | 侵彻计层、避免 信号粘连 |
传统螺纹 连接 | 中 | 螺纹弹性振 动、碰撞 | 大 | 一般测试 |
压紧螺纹 连接 | 高 | 螺纹弹性振 动、小碰撞 | 小 | 完整过载记录、 弹体结构响应分析 |
过载信号成分 | 来源 | 波形 | 幅值 | 特征频率 | 时间积分值 | 时间二次积分值 |
---|---|---|---|---|---|---|
刚体减速度 | 靶体阻力 | 峰-层对应 | 最大 | 低(深侵彻)-中等(多层侵彻) | 侵彻速度 | 侵彻深度 |
弹体结构响应 | 弹体内部应力波 | 往复震荡 | 中等 | 中等(基频)-高(高频) | ≈0 | ≈0 |
连接结构响应 | 测试装置连接处振动与碰撞 | 往复震荡 | 小 | 高(振动)-极高(碰撞) | ≈0 | ≈0 |
传感器噪声 | 传感器内部干扰 | 往复震荡 | 小 | 高 | ≠0(含零漂) | ≠0(含零漂) |
Table 3 Characteristics of overload signal’s components
过载信号成分 | 来源 | 波形 | 幅值 | 特征频率 | 时间积分值 | 时间二次积分值 |
---|---|---|---|---|---|---|
刚体减速度 | 靶体阻力 | 峰-层对应 | 最大 | 低(深侵彻)-中等(多层侵彻) | 侵彻速度 | 侵彻深度 |
弹体结构响应 | 弹体内部应力波 | 往复震荡 | 中等 | 中等(基频)-高(高频) | ≈0 | ≈0 |
连接结构响应 | 测试装置连接处振动与碰撞 | 往复震荡 | 小 | 高(振动)-极高(碰撞) | ≈0 | ≈0 |
传感器噪声 | 传感器内部干扰 | 往复震荡 | 小 | 高 | ≠0(含零漂) | ≠0(含零漂) |
提取方法 | 基本思路 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
---|---|---|---|---|
低通滤波法 | 进行Fourier频谱变换, 保留低频成分 | 简单,实用性强 | 截止频率难确定, 人工判断成分大 | 实时分析、 后处理初步分析 |
机械滤波法 | 利用高黏性大阻尼材料滤去信号 高频成分,减小过载幅值 | 简单,实用性强 | 多次冲击可能失效, 普适性差 | 实时分析、 关键结构保护 |
模态分解法 | 逐步去除信号高频成分, 选取最优本征模态函数 | 精确,自适应性好 | 可能出现高频成分丢失、 信号端点失真 | 后处理精确分析 |
小波变换法 | 进行小波变换,确定最佳小波层数, 保留低频成分 | 精确 | 小波基人为选择, 可能出现高频成分丢失 | 后处理精确分析 |
盲源分离法 | 将信号转为虚拟多通道, 比较得出最显著成分 | 精确,自适应性好 | 需搭配其他方法使用, 过程复杂 | 后处理精确分析 |
Table 4 Characteristics of methods for overload signal processing
提取方法 | 基本思路 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
---|---|---|---|---|
低通滤波法 | 进行Fourier频谱变换, 保留低频成分 | 简单,实用性强 | 截止频率难确定, 人工判断成分大 | 实时分析、 后处理初步分析 |
机械滤波法 | 利用高黏性大阻尼材料滤去信号 高频成分,减小过载幅值 | 简单,实用性强 | 多次冲击可能失效, 普适性差 | 实时分析、 关键结构保护 |
模态分解法 | 逐步去除信号高频成分, 选取最优本征模态函数 | 精确,自适应性好 | 可能出现高频成分丢失、 信号端点失真 | 后处理精确分析 |
小波变换法 | 进行小波变换,确定最佳小波层数, 保留低频成分 | 精确 | 小波基人为选择, 可能出现高频成分丢失 | 后处理精确分析 |
盲源分离法 | 将信号转为虚拟多通道, 比较得出最显著成分 | 精确,自适应性好 | 需搭配其他方法使用, 过程复杂 | 后处理精确分析 |
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