学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

电爆炸箔起爆系统能量利用率的研究

作　者: 邹苑楠
导　师: 何碧; 蒋小华
学　校: 中国工程物理研究院
专　业: 武器系统与运用工程
关键词: 方波形爆炸箔 动态电阻模型 参数匹配 能量利用率
分类号: E920
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 51次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


电爆炸箔起爆系统(EFIs)由十其具有安全性好、环境适应性强、作用时间短等优点,迅速引起各国武器专家们的高度重视。但是起爆系统较大的体积制约了其在常规武器系统上的应用,因此,起爆系统小型化研究成为EFIs的主要研究方向,其关键技术之一是提高起爆系统的能量利用效率。本文通过设计新型爆炸箔,匹配短放电周期的起爆回路,大幅提高了系统的能量利用率本文根据EFIs回路能量分配关系,分析了现有正方形爆炸箔初始电阻设计对电爆炸过程能量沉积的影响,得出了提高爆炸箔初始电阻不仅能提高爆炸箔在起爆回路中能量分配,而且能够提高电爆炸初始阶段能量沉积,从而提高系统能量利用率,依据该结论设计了方波形爆炸箔。进行了不同参数起爆回路电爆炸特性实验,实验表明,方波形爆炸箔必须匹配短放电周期的脉冲电流,才能大幅提高EFIs的能量利用率。通过对方波形爆炸箔电爆炸过程和特性的分析,结合其构型特点,考虑了方波形爆炸箔电爆炸过程中长、宽方向上的膨胀,对已有桥箔电爆炸过程的电阻率模型以及电阻计算式进行了相应的修订,分别修订了电爆炸过程本征爆炸阶段中电阻率模型的体积膨胀率γv,电子密度ne、原子密度no以及等效电荷Z等参数,以及本征爆炸阶段和等离子体阶段电阻计算式中的等效长度以及截面积。采用该模型计算了三种不同参数的方波形爆炸箔电爆炸过程的电流、电压曲线,计算结果与实验结果进行了对比。结果表明,修订后的电阻率模型和电阻计算式较好的符合了方波形爆炸箔的电爆炸过程。在理论和数值模拟分析的基础上对不同参数的爆炸箔以及不同参数的起爆回路分别进行电爆炸实验,研究不同厚度、不同长度的方波形爆炸箔的电爆炸特性以及与之相匹配的起爆回路电参数。结果表明,当方波形爆炸箔尺寸设计为“单匝”方波的长度,厚度为4μm,匹配短路放电周期为508ns的脉冲电流进行电爆炸实验时,能量利用效率最高可达85%,相比于正方形爆炸箔,能量利用率得到了大幅的提高。通过对方波形爆炸箔电爆炸特性的理论和实验研究,得到了一些方波形爆炸箔尺寸参数设计以及相匹配起爆回路电参数设计规律性的结果,这对电爆炸箔起爆系统小型化的设计具有参考价值。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章 绪论  7-16
  1.1 论文研究背景及意义  7-8
  1.2 国内外发展现状  8-14
    1.2.1 爆炸箔参数的研究  8-11
      1.2.1.1 爆炸箔参数的影响  8
      1.2.1.2 爆炸箔形状的研究  8-10
      1.2.1.3 爆炸箔材料的研究  10-11
      1.2.1.4 爆炸箔尺寸的研究  11
    1.2.2 电爆炸模型的研究  11-14
  1.3 本文研究的主要内容  14-16
第二章 新型爆炸箔的设计  16-25
  2.1 爆炸箔的设计  16-18
  2.2 爆炸箔电爆炸特性实验  18-24
    2.2.1 实验装置  18
    2.2.2 起爆回路电感以及电阻的计算  18-19
    2.2.3 其他参数的计算  19
    2.2.4 实验结果与讨论  19-24
      2.2.4.1 长放电周期起爆回路实验  19-22
      2.2.4.2 短放电周期起爆回路实验  22-24
  2.3 本章小结  24-25
第三章 方波形爆炸箔电阻模型的分析和建立  25-43
  3.1 金属电爆炸理论分析  25-26
  3.2 FIRESET模型模拟方波形爆炸箔电爆炸  26-29
  3.3 方波形爆炸箔电爆炸模型  29-39
    3.3.1 方波形爆炸箔电爆炸过程  29-31
    3.3.2 方波形爆炸箔电爆炸模型  31-37
      3.3.2.1 基本假设  31
      3.3.2.2 动态电阻模型的建立  31-37
        3.3.2.2.1 爆炸初始阶段  31-32
        3.3.2.2.2 本征爆炸阶段  32-36
        3.3.2.2.3 等离子体阶段  36-37
    3.3.3 爆炸箔的温升模型  37-38
    3.3.4 模型的求解  38-39
  3.4 模型计算结果与实验相比较  39-40
  3.5 与赵彦电爆炸模型的对比  40-42
  3.6 本章小结  42-43
第四章 爆炸箔及起爆回路参数优化研究  43-55
  4.1 爆炸箔及起爆回路参数的影响  43
  4.2 方波形桥区爆炸箔电爆炸实验  43-53
    4.2.1 起爆回路电参数对桥箔电爆炸的影响  43-46
    4.2.2 爆炸箔厚度对桥箔电爆炸的影响  46-48
    4.2.3 爆炸箔长度对桥箔电爆炸的影响  48-53
  4.3 与正方形桥区的爆炸箔对比  53-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章 结论与前景展望  55-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
攻读硕士期间发表的论文  60

相似论文

  1. 某特种运输车辆液压系统仿真研究,U463
  2. 基于CFD方法的竖轴叶轮性能模拟及翼型优化,TM315
  3. 水平轴风力机数值模拟研究,TK83
  4. 高频充放电磁刺激技术的低功耗设计与仿真,R318
  5. CO_2激光-TIG复合热源脉冲协调控制与焊接特性研究,TG456.7
  6. 无线传感器网络中异步成簇算法的研究,TP212.9
  7. 生长育肥绵羊日粮代谢葡萄糖内部POEG与BSEG适宜比例的研究,S826
  8. 基于遗传算法的翼型优化,TK83
  9. 单轴并联式混合动力汽车能量管理策略的研究,U469.7
  10. 超级电容储能电梯节能关键技术的研究,TU857
  11. 全固态射频电源系统的分析与研究,TN86
  12. 全液压推土机整机参数匹配与功率自适应控制方法研究,TU623.5
  13. 参数匹配对齿轮耦合转子系统振动特性的影响,TH132.41
  14. 混合动力汽车驱动系统参数设计及匹配研究,U469.7
  15. 混合动力公交客车驱动系统仿真研究,U469.7
  16. 移动式液压泵站的理论分析及实验研究,TH137.51
  17. 装备EPS商用车辆动力学仿真研究,U463.4
  18. 纯电动汽车动力传动系统的设计与整车性能仿真,U469.72
  19. 基于转子发动机的混合动力实验系统设计与仿真研究,U467.5
  20. 径向直叶片湿式除尘器除尘效率及最佳运行参数匹配研究,X701.2
  21. 基于MLD-MPC的混合动力公交车能量管理策略,U469.7

中图分类: > 军事 > 军事技术 > 武器、军用器材 > 武器技术一般性问题
© 2012 www.xueweilunwen.com