高量程加速度傳感器的抗過載能力分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及加速度傳感器的抗過載能力分析方法，具體是一種高量程加速度傳感 器的抗過載能力分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高量程加速度傳感器主要應(yīng)用于高沖擊侵徹過程與爆炸毀傷評估過程中。由于應(yīng) 用環(huán)境的特殊性，高量程加速度傳感器在實(shí)際應(yīng)用階段的可靠性分析就顯得尤為重要。對 高量程加速度傳感器而言，對可靠性分析影響最大的指標(biāo)就是抗過載能力分析。
[0003] 目前，加速度傳感器的抗過載能力分析方法主要分為兩種；模擬仿真法和試驗(yàn)測 試法。其中，模擬仿真法一般僅適用于加速度傳感器的設(shè)計階段，其主要原理是利用計算機(jī) 對加速度傳感器進(jìn)行靜力學(xué)加載，并觀察加速度傳感器結(jié)構(gòu)上薄弱環(huán)節(jié)的最大應(yīng)力是否超 過安全許用應(yīng)力。相較于模擬仿真法，試驗(yàn)測試法一般適用于加速度傳感器的實(shí)際應(yīng)用階 段，其主要原理是利用試驗(yàn)方法(如沖擊鍵法、化pkinson桿、空氣炮等實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)W及 祀場的實(shí)彈侵徹試驗(yàn)等)對一般傳感器的抗過載能力進(jìn)行分析。然而，試驗(yàn)測試法由于自身 原理所限，僅能夠?qū)Φ土砍碳铀俣葌鞲衅鞯目惯^載能力進(jìn)行分析，而無法對高量程加速度 傳感器(尤其是超過10萬g的高量程加速度傳感器)的抗過載能力進(jìn)行分析?；诖?，有必 要發(fā)明一種全新的加速度傳感器的抗過載能力分析方法，W解決現(xiàn)有加速度傳感器的抗過 載能力分析方法存在的上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有加速度傳感器的抗過載能力分析方法無法對高量程加速度 傳感器的抗過載能力進(jìn)行分析的問題，提供了一種高量程加速度傳感器的抗過載能力分析 方法。
[0005] 本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的；高量程加速度傳感器的抗過載能力分析方 法，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的： a. 將高量程加速度傳感器安裝在炮彈上，并采用炮彈進(jìn)行實(shí)彈侵徹試驗(yàn)；在實(shí)彈侵徹 試驗(yàn)過程中，通過高量程加速度傳感器分別測量得出炮彈觸祀時的加速度和炮彈完全觸祀 后的加速度，并分別對炮彈觸祀時的加速度和炮彈完全觸祀后的加速度進(jìn)行積分，由此分 別得出炮彈觸祀時的速度和炮彈完全觸祀后的速度；根據(jù)炮彈觸祀時的速度和炮彈完全觸 祀后的速度，計算得出炮彈在實(shí)彈侵徹試驗(yàn)過程中損失的動能； 具體計算公式如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高量程加速度傳感器的抗過載能力分析方法，其特征在于：該方法是采用如下 步驟實(shí)現(xiàn)的： a. 將高量程加速度傳感器安裝在炮彈上，并采用炮彈進(jìn)行實(shí)彈侵徹試驗(yàn)；在實(shí)彈侵徹 試驗(yàn)過程中，通過高量程加速度傳感器分別測量得出炮彈觸靶時的加速度和炮彈完全觸靶 后的加速度，并分別對炮彈觸靶時的加速度和炮彈完全觸靶后的加速度進(jìn)行積分，由此分 別得出炮彈觸靶時的速度和炮彈完全觸靶后的速度；根據(jù)炮彈觸靶時的速度和炮彈完全觸 靶后的速度，計算得出炮彈在實(shí)彈侵徹試驗(yàn)過程中損失的動能； 具體計算公式如下：
式（1)中：E為炮彈在實(shí)彈侵徹試驗(yàn)過程中損失的動能；ni為高量程加速度傳感器的質(zhì) 量;為炮彈觸靶時的速度；v2為炮彈完全觸靶后的速度； b. 根據(jù)高量程加速度傳感器的兩項(xiàng)抗過載能力指標(biāo)，計算得出高量程加速度傳感器在 額定過載信號下的速度變化量； 所述高量程加速度傳感器的兩項(xiàng)抗過載能力指標(biāo)為：抗過載的加速度峰值、沖擊加速 度脈寬； 所述額定過載信號為半正弦波信號；所述額定過載信號的加速度幅值等于高量程加速 度傳感器的抗過載的加速度峰值；所述額定過載信號的脈寬等于高量程加速度傳感器的沖 擊加速度脈寬； 具體計算公式如下：
式（2)中：Av為高量程加速度傳感器在額定過載信號下的速度變化量；％為抗過載的 加速度峰值；T為沖擊加速度脈寬； C.假設(shè)高量程加速度傳感器在額定過載信號下的初速度與炮彈觸靶時的速度一致，并 根據(jù)高量程加速度傳感器在額定過載信號下的速度變化量，計算得出高量程加速度傳感器 在額定過載信號下的動能變化量； 具體計算公式如下：
式（3)中：Ei為高量程加速度傳感器在額定過載信號下的動能變化量；m為高量程加 速度傳感器的質(zhì)量;^為高量程加速度傳感器在額定過載信號下的初速度；Av為高量程加 速度傳感器在額定過載信號下的速度變化量； d.將炮彈在實(shí)彈侵徹試驗(yàn)過程中損失的動能與高量程加速度傳感器在額定過載信號 下的動能變化量進(jìn)行比較； 若炮彈在實(shí)彈侵徹試驗(yàn)過程中損失的動能大于高量程加速度傳感器在額定過載信號 下的動能變化量，則說明高量程加速度傳感器能夠承受額定過載信號的能量沖擊； 若炮彈在實(shí)彈侵徹試驗(yàn)過程中損失的動能小于高量程加速度傳感器在額定過載信號 下的動能變化量，則說明高量程加速度傳感器無法承受額定過載信號的能量沖擊。
【專利摘要】本發(fā)明涉及加速度傳感器的抗過載能力分析方法，具體是一種高量程加速度傳感器的抗過載能力分析方法。發(fā)明解決了現(xiàn)有加速度傳感器的抗過載能力分析方法無法對高量程加速度傳感器的抗過載能力進(jìn)行分析的問題。高量程加速度傳感器的抗過載能力分析方法，該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的：a.將高量程加速度傳感器安裝在炮彈上，并采用炮彈進(jìn)行實(shí)彈侵徹試驗(yàn)；b.計算得出高量程加速度傳感器在額定過載信號下的速度變化量；c.計算得出高量程加速度傳感器在額定過載信號下的動能變化量；d.將炮彈在實(shí)彈侵徹試驗(yàn)過程中損失的動能與高量程加速度傳感器在額定過載信號下的動能變化量進(jìn)行比較。發(fā)明適用于高量程加速度傳感器的可靠性分析。
【IPC分類】G01P21-00
【公開號】CN104569498
【申請?zhí)枴緾N201510060548
【發(fā)明人】石云波, 劉俊, 唐軍, 馬宗敏, 李策, 陳艷香, 智丹, 周智君, 董勝飛, 楊志才, 馮恒振
【申請人】中北大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年2月5日