弹载加速度记录仪抗冲击防护结构设计
弹上加速度数据检测与处理系统设计
弹上加速度数据检测与处理系统设计随着近二十年MEMS技术的迅速发展,采用MEMS技术的传感器得到更加广泛的应用,为引信发火控制系统的小型化、机电一体化提供了新的发展方向。
本文应用电容式加速度传感器工作原理,设计了一种基于MEMS加速度计和单片机控制的发火控制使用的加速度数据采集与处理系统。
系统对MEMS加速度计应用电路、抗瞬时掉电二次电源电路、装订指令通讯电路和解保执行及起爆电路等关键环节进行分析和比较,并设计了单片机控制电路。
最后进行了系统样机的环境试验、加速度启动试验和抗高过载摸底试验验证系统性能。
本系统可以应用于高过载触发引信中,能够适时可靠的引爆战斗部,具有体积小,可靠性高与抗冲击性能好等优点,具有巨大的研究价值和发展潜力。
论文作者主要进行和完成了如下工作：1、分析了采用MEMS加速度计的发火控制系统研究必要性。
通过与传统的机械簧式敏感装置的设计过程及性能进行比较,MEMS加速度计作为发火控制系统的敏感装置,具有模块化、体积小、抗冲击、环境适应能力强的优点。
2、结合本课题在高过载触发引信中的实际应用,设计了由加速度感应模块、二次电源模块、单片机、驱动模块、解保执行及起爆模块和装订模块组成的系统总体结构方案。
3、选用MSA6000系列电容式MEMS微加速度计作为加速度感应模块的主要传感器,利用其精度高、线性度好、适应强冲击环境的特点作为发火控制系统的敏感装置。
同时,使用JEFET运放芯片,利用其高输入阻抗、低噪声的特点,作为加速度计输出信号的放大电路,提高信号的驱动能力。
设计由P1C16F877单片机构成的控制电路,实现加速度信号采集、数据处理、解保及发火控制,并与上位机通信完成指令装订。
4、论文完成了整个系统的电路设计和电路板制作,完成了两套系统样机调试。
设计了单片机软件流程并使用汇编语言编写程序,编写了单片机与上位机的通信程序。
5、完成了系统样机的环境试验、加速度启动试验和抗冲击摸底试验,对试验数据的分析,验证了系统样机基本实现设计性能。
弹载数据存储模块抗高过载防护技术研究
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其 中： 为断裂阶段的剪切变形能 ， 为缓 冲模块在断 。 裂过程的塑Ｉ变形能和热能。 为断裂阶段后存储模 生
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摘 要 ：弹上飞行环境参数测试是导弹飞行试验测试的主要内容 ， 通常包括加速度、 温度、 应力应变以及各种结构
响应／ 动作信号等 ， 这些数据 以数字量 的方式存储 于测试 系统数据存 储模块 中 ， 以数据存 储模块是 整个测试 系统在 发 所 射／ 分离／ 抛射 以及碰地等强 冲击环境下需要保护 的核心器件。介绍 了弹载数 据存 储模块在高 过载 冲击条件 下基于 复合
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堑 ． ＿ Ｊ
冲模块在与存储模块接触 的区域附近发生 了永久的塑 性 变形 ， 而远离 接触 区 的地 方存 在 弹性 变形 ：
图 １ 弹载测试系统工作示意图
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弹载记录器的抗高过载分析及设计
弹载记录器的抗高过载分析及设计∗马其琪;徐晓辉;孔雁凯;郭涛【期刊名称】《弹箭与制导学报》【年(卷),期】2015(000)001【摘要】为解决弹载记录器可靠性低的缺陷,对弹载记录器进行了靶场试验以及回收后的失效原因分析,总结出弹载记录器失效的主要原因是壳体失效和电路体失效,找出了记录器的薄弱环节,并对其的壳体及电路进行了抗高过载优化。
最后通过实际试验验证弹载记录器的抗高过载值达到1.7×104 g,验证了记录器抗高过载设计的可行性,为记录器可靠性的增强以及弹体飞行数据的准确获取奠定了一定基础。
【总页数】4页(P15-18)【作者】马其琪;徐晓辉;孔雁凯;郭涛【作者单位】中北大学电子测试技术国家重点实验室，太原 030051; 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原030051;洛阳理工学院工程训练中心，河南洛阳，471023;中北大学电子测试技术国家重点实验室，太原 030051; 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原 030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室，太原 030051; 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原 030051【正文语种】中文【中图分类】TM938.71【相关文献】1.弹载惯性测量系统抗高过载技术 [J], 王星来;岳凤英;孙笠森2.弹载制导系统抗振动与高过载冲击设计仿真 [J], 李沅;李凯;王晓飞;韩焱3.弹载遥测天线抗高过载研究 [J], 弥豆鹏;陈桦;胡杰;何伟栋4.基于Flash存储器的抗高过载电子记录器关键技术研究 [J], 杨志勇;文丰;郝晓剑5.弹载测姿测量系统抗高过载技术研究 [J], 张坚;王新宇;阳洪;谢长城;邓江涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
舰用设备抗冲击设计及评估方法
舰用设备抗冲击设计及评估方法舰用设备抗冲击设计，听起来是不是挺复杂的？但其实啊，这个东西你仔细想一想，生活中你能见到的很多地方，都会涉及到类似的设计。
就像咱们做菜，不管火候怎么调，总要有个主意，能让锅里的东西不至于糊锅烧焦。
舰用设备的抗冲击设计其实也是这么个道理。
你想啊，舰船在海上行驶，风浪一来，设备摇摇晃晃，碰个头、撞个角，设备得能顶得住，不能一阵子就成了废铁。
先说说这“抗冲击”到底啥意思。
就是让这些设备能够承受突如其来的撞击或者震动，不至于让设备受损，甚至崩溃。
你看，舰船出海经常会遭遇大风大浪，设备就像个脆弱的小玻璃，稍微一碰就碎了，那可不行。
这个冲击可不仅仅是船体摇晃那么简单，它可能是重物掉落，也可能是炮弹爆炸，甚至是海水的剧烈波动都能引起震动。
所以，抗冲击设计的目标就是给这些设备装上一层“铁布衫”，让它们不容易受伤，能稳稳地在风浪中活下来。
设计时得考虑哪些方面呢？咱们拿个例子来说吧，想象你在船上跑步，突然被一个突如其来的大浪打了个措手不及。
你说，你的身体是不是得好好准备，才能不被甩出去？同理，设备在设计时，首先就得确保它的结构足够坚固，能顶住这种外来的冲击力。
就像我们平时说的“风雨同舟”，设备就是要在最坏的环境下，也能坚持下来。
不过，光有坚固的外壳可不行。
你得考虑得细致一点。
像是船上的电力设备、通信设施，或者精密仪器，它们可不都是那种“硬汉”类型，碰一下就可能卡壳或者出现故障。
它们的内部结构必须能够吸收震动，消耗冲击力。
要不然，你就像把手机扔在地上，尽管外壳没事，但里面的电路板和芯片可不见得还能用。
这个时候，设计师们就得发挥想象力，把设备内部设计得像是“软骨”一样，能有效地吸收震动，避免冲击波直接影响到关键部分。
那你要问了，怎么评估这个抗冲击效果呢？嗯，这可不是靠“眼睛一瞅”那么简单。
设计师们通常会进行一系列的测试，模拟各种不同的冲击情况。
就像给设备穿上“防弹衣”，每次冲击过后，设备的表现都得认真记录。
基于MEMS技术的在运弹药加速度记录仪设计
基于MEMS技术的在运弹药加速度记录仪设计
牛正一;李良春;高飞;苏建彬
【期刊名称】《包装工程》
【年(卷),期】2014(35)9
【摘要】目的实时、准确获取弹药在道路运输、装卸搬运等环节中的受力状态。
方法分析弹药在不同运输环节中的力学环境,确定弹药受力方式与类别。
在此基础上利用MEMS技术设计一种可以测量3个不同轴向加速度的电容式微加速度计,通过理论分析和模拟仿真验证其工作原理,推导出加速度与输出信号的关系。
以微加速度计为核心进行元器件选型搭配与软件方案设计,制作加速度记录仪,搭建测试平台,进行信号检测。
结果该加速度记录仪能够实时检测重力加速度变化。
结论利用MEMS技术制作的加速度记录仪可以实现对运弹药受力状态的实时监测。
【总页数】6页(P71-75)
【关键词】弹药;运输;MEMS;加速度记录
【作者】牛正一;李良春;高飞;苏建彬
【作者单位】军械技术研究所;国防科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TB485.3
【相关文献】
1.基于MEMS技术梁膜结合压阻式加速度计的设计 [J], 张玲;赵玉龙;蒋庄德;田边
2.基于MEMS技术梁膜结合压阻式加速度计的设计 [J], 张玲;赵玉龙;蒋庄德;田边
3.基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的设计 [J], 程未;曾晓鹭;卞剑涛;冯勇建
4.基于MEMS加速度传感器的振动加速度测量系统设计 [J], 徐磊;房立清;齐子元;李旭
5.基于MEMS电容式加速度计的闭环读出电路设计 [J], 徐娇;张玉龙;杨中宝;吴次南;刘泽文
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抗冲击试验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究不同材料在受到冲击载荷时的性能表现，通过抗冲击试验，测定材料的冲击吸收功、断裂能等指标，评估材料的抗冲击性能。
实验选用不同类型的试样，包括低碳钢、铸铁和铝合金，通过对比分析，探讨材料在冲击载荷下的韧性和脆性变化。
二、实验原理抗冲击试验是研究材料在受到冲击载荷作用下的力学性能的一种实验方法。
实验过程中，将具有一定质量的摆锤从一定高度释放，使其冲击试样，试样在受到冲击过程中所吸收的能量即为冲击吸收功。
冲击吸收功的大小反映了材料在冲击载荷作用下的抗变形能力和抗断裂能力。
冲击吸收功的计算公式如下：\[ Ak = mg(H1 - H2) \]其中，\( Ak \) 为冲击吸收功，\( m \) 为摆锤质量，\( g \) 为重力加速度，\( H1 \) 为摆锤初始高度，\( H2 \) 为摆锤冲击试样后的高度。
三、实验材料与设备1. 实验材料：低碳钢、铸铁、铝合金2. 实验设备：摆锤冲击试验机、游标卡尺、电子秤、试样加工设备等四、实验步骤1. 根据国家标准GB/T 229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》，制备不同材料的冲击试样。
2. 将试样安装在摆锤冲击试验机的试样支座上，确保试样缺口位于冲击相背方向，并使缺口位于支座中间。
3. 将摆锤提升至一定高度，使其获得一定的位能。
4. 释放摆锤，使其冲击试样，记录摆锤冲击试样后的高度。
5. 重复上述步骤，进行多次实验，取平均值作为冲击吸收功。
五、实验结果与分析1. 低碳钢试样：在冲击载荷作用下，低碳钢试样表现出较好的韧性，冲击吸收功较高，断裂能较大。
2. 铸铁试样：铸铁试样在冲击载荷作用下，表现出脆性断裂特征，冲击吸收功较低，断裂能较小。
3. 铝合金试样：铝合金试样在冲击载荷作用下，表现出较好的韧性和塑性，冲击吸收功较高，断裂能较大。
六、结论1. 低碳钢和铝合金在冲击载荷作用下，具有良好的抗冲击性能，适合用于承受较大冲击载荷的场合。
舰载膛内多参数微型弹载记录仪的设计
计算机测量与控制．２０２１．２９（１２） 犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾 ·１３１ ·收稿日期：２０２１１００２； 修回日期：２０２１１１０２。
基金项目：国家自然科学基金（６１９７３２８０）。
作者简介：王 帅（１９９６），男，湖北襄阳人，硕士研究生，主要从事高速数据采集存储与传输、微惯性系统集成方向的研究。
李 杰（１９７６），男，山西吕梁人，教授，主要从事微系统集成理论、惯性感知与控制、组合导航理论等方向的研究。
引用格式：王 帅，李 杰，张德彪，等．舰载膛内多参数微型弹载记录仪的设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２０２１，２９（１２）：１３１１３７．文章编号：１６７１４５９８（２０２１）１２０１３１０７ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２１．１２．０２５ 中图分类号：ＴＰ４３１．２文献标识码：Ａ舰载膛内多参数微型弹载记录仪的设计王 帅，李 杰，张德彪，江 杰（中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原 ０３００５１）摘要：针对舰炮高频射击场景以及常规导弹智能化改造的过程中，发射过程膛内不可见的各种关键指标的测量对于整体弹药发射过程的把控以及舰炮耐久极限性能的测量显得极为重要；基于ＩＰＣ传感器、ＭＥＭＳ高精度陀螺仪以及其余传感器，设计传感器阵列采集膛内过程相关数据；记录仪以ＦＰＧＡ为主控芯片，控制多通道高速模数转换实现对舰炮以及制导弹药击发出膛极短过程中关键参数的动态测试，再通过ＳＲＡＭ缓存后写入ｅＭＭＣ存储系统；记录仪实现８路４０ＭＳ／ｓ采样率的模拟信号以及２路数字信号采集，实现２５０ＭＢ／ｓ的数据存储；并且满足５００００ｇ以内冲击过载、１５０００°／ｓ角速率的恶劣环境下动态测试，误差在１％以下，能够满足极短时间恶劣环境下的动态参数测量。
关键词：高速数据采集；ＦＰＧＡ；ｅＭＭＣ；ＣＲＣ校验；ＩＣＰ加速度传感器犇犲狊犻犵狀狅犳犕狌犾狋犻－犘犪狉犪犿犲狋犲狉犕犻狀犻犪狋狌狉犲犕犻狊狊犻犾犲犚犲犮狅狉犱犲狉犻狀犅狅狉犲ＷＡＮＧＳｈｕａｉ，ＬＩＪｉｅ，ＺＨＡＮＧＤｅｂｉａｏ，ＪＩＡＮＧＪｉｅ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００５１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｇｕｉｄｅｄｍｉｓｓｉｌｅｆｏｒｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆｉｒｉｎｇｏｆｎａｖａｌｇｕｎａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｉｓｓｉｌｅ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｖａｒｉｏｕｓｋｅｙｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｉｎｖｉｓｉｂｌｅｉｎｔｈｅｆｉｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｆｉｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｅｎｄｕｒａｎｃｅｌｉｍｉｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｎａｖａｌｇｕｎ．ＴｈｉｓｄｅｓｉｇｎｉｓｂａｓｅｄｏｎＩＰＣｓｅｎｓｏｒ，ＭＥＭＳｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｇｙｒｏｓｃｏｐｅａｎｄｏｔｈｅｒｓｅｎｓｏｒｓｔｏｄｅｓｉｇｎｓｅｎｓｏｒａｒｒａｙｔｏｃｏｌｌｅｃｔｉｎ－ｂｏｒｅｐｒｏｃｅｓｓｄａｔａ．ＴｈｉｓｄｅｓｉｇｎｕｓｅｓＦＰＧＡａｓｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎ ｎｅｌｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄＡＮＡＬＯＧ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔｏｆｔｈｅｆｉｒｉｎｇｃｈａｍｂｅｒｏｆｎａｖａｌｇｕｎａｎｄｇｕｉｄｅｄａｍｍｕｎｉｔｉｏｎｉｎａｖｅｒｙｓｈｏｒｔｔｉｍｅｐｅｒｉｏｄ．ＡｆｔｅｒｐａｓｓｉｎｇｔｈｅＳＲＡＭｃａｃｈｅ，ｉｔｉｓｗｒｉｔｔｅｎｉｎｔｏｔｈｅｅＭＭＣｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｃｏｒｄｅｒｒｅａｌｉｚｅｓ８－ｃｈａｎｎｅｌ４０ＭＳ／ｓｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅｏｆａｎａｌｏｇｓｉｇｎａｌａｎｄ２－ｃｈａｎｎｅｌｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｓ２５０ＭＢ／ｓｄａｔａｓｔｏｒａｇｅ．Ａｎｄｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｖｅｒｌｏａｄｗｉｔｈｉｎ５００００ｇ，１２０００°／ｓａｎｇｕｌａｒｒａｔｅｏｆｈａｒｓｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔ，ｅｒｒｏｒｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１％，ｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｖｅｒｙｓｈｏｒｔｔｉｍｅｏｆｈａｒｓｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄｙｎａｍｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ＦＰＧＡ；ｅＭＭＣ；ＣＲＣ；ＩＣＰａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ０ 引言近年来，我国国防事业日益强大，走进国防现代化改革的关键时期，其中舰艇是海军的核心力量，在以驱逐舰为代表的各类大型舰艇中，主炮承担主要毁伤与护卫的任务。
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关键词 ：弹体侵彻混凝土 ； 弹载加速度记录仪 ； 记录仪抗冲击防护结构设计 中图分类号 ：Ｔ Ｈ ２ １ ２ ； Ｔ Ｈ ２ １ ３ ． ３ 文献标识码 ：Ａ
Ａｎｔ ｉ － ｉ ｍｐａ ｃ ｔ ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｆ ｏ ｒ ａ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｃ ｏ ｒ ｄｅ ｒ
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弹 载加 速 度记 录 仪抗 冲 击 防护结 构设 计
马喜宏 ，李长龙 ，孙 韬 ，刘 俊Ｌ
（ １ ． 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室 ， 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ； ２ ．中北大学 电子测试技术 国家重点实验室 ， 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ） 摘 要 ：针对弹体侵彻混凝土环境 ， 提出一种 中薄型防护外壳嵌套 内壳体 ， 两壳体间填充 泡沫铝缓 冲材 料的记 录 仪抗冲击防护结构 。针对应力波作用下防护外 壳的屈曲和泡 沫铝缓冲性能不 足导致 内部 电路模 块冲击断裂 的典型失效 模式 ， 通过对记 录仪抗 冲击 防护结构在应力波作用下 的结构响应分析 ， 提 出一套 以壳体厚度 、 泡沫铝密度 Ｐ、 泡沫铝厚度
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２ ．Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｓ ｔ ＆ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ， Ｎ ｏ ｔ ｒ ｈ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ， Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ５ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
为主要设计指标 的弹载加速度记录仪抗冲击防护结构设计 方法。设计 出防护外壳半径为 ２ ９ ｍ ｍ， 壁厚 ３ ｍ ｍ， 泡沫铝 密
度１ ． １ ｇ ／ ｅ ｍ ， 泡沫铝厚度 ２ ３ ｍ ｍ的抗 冲击 防护结构 ， 经计算该结构理论抗 冲击能力为 ６ ３ ３ ０ ０ ｇ 。在实弹侵彻混凝土试验 中， 测得冲击加速度峰值 为 ５ ６ ３ ０ ０ ｇ ， 在此 冲击下记录仪壳体结构稳定 ， 内部 电路工作 正常 ， 验证 了此 抗 冲击 防护结构 具