弹丸侵彻混凝土加速度信号测试及分析

赵小龙; 马铁华; 徐鹏; 范锦彪

doi:10.11883/1001-1455(2014)03-0347-07

弹丸侵彻混凝土加速度信号测试及分析

doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0347-07

赵小龙^{1, 2, ,},
马铁华^{1, 2},
徐鹏^{1, 2},
范锦彪^{1, 2}

1.
中北大学电子测试技术重点实验室，山西太原 030051
2.
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原 030051

基金项目: 武器装备预研基金项目（9140C1204050609）

详细信息

作者简介:
赵小龙(1986—), 男, 博士

通讯作者:
Zhao Xiao-long, long5505221@163.com

中图分类号: O385
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2013-04-01
- 修回日期: 2013-06-06
- 刊出日期: 2014-05-25

Acceleration signal test and analysis for projectile penetrating into concrete

Zhao Xiao-long^{1, 2
, ,},
Ma Tie-hua^{1, 2},
Xu Peng^{1, 2},
Fan Jin-biao^{1, 2}

1.
Science and Technology on Electronic Test & Measurement Laboratory, North University of China, Taiyuan 030051, Shanxi, China
2.
Key Laboratory of Instrumentation Science & Dynamic Measurement, Ministry of Education, North University of China, Taiyuan 030051, Shanxi, China

摘要

摘要: 针对弹丸侵彻混凝土加速度信息获取及实测信号失效问题，采用弹载存储测试系统进行了实验，并基于LS-DYNA进行了高速碰撞过程的数值模拟，经处理后的数据曲线与实测侵深符合较好，数值模拟计算结果与实验结果较吻合。通过实验分析与理论推导相结合的方式对应力波、测试装置的基础运动和安装结构刚度、加速度计安装方式等部分影响因素进行了实测加速度信号的影响分析，分析结果对高g值冲击测试问题具有一定的参考价值。
- 爆炸力学 /
- 加速度 /
- 弹载存储测试系统 /
- 侵彻 /
- LS-DYNA
Abstract: Aimed at acceleration information acquisition and original signal failure problem of projectile penetrating into concrete, a projectile-borne storage testing system was used to conduct test, and the numerical simulation of high-velocity impact was carried out based on LS-DYNA, and the processed data curve corresponds to the measured penetration depth.The numerical simulation results and testing results are in good agreement, which indicates the correctness of this numerical simulation model establishment and parameter selection.The influence analysis of original acceleration signal is conducted on stress wave, fundamental motion of testing device, installed structural stiffness, installation way of accelerometer and some other influencing factors by way of combining test analysis with theoretical derivation, and the results of analysis have certain reference value for high-g-value shock test problem.
- mechanics of explosion /
- acceleration /
- projectile-borne storage testing system /
- penetration /
- LS-DYNA

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图 1 加速度测试系统原理图

Figure 1. Schematic diagram of acceleration testing system

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图 2 加速度测试装置

Figure 2. Acceleration test equipment

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图 3 弹丸侵彻混凝土靶板的破坏情况

Figure 3. Damage of concrete target penetrated by projectile

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图 4 侵彻过程的加速度曲线

Figure 4. Acceleration curve during penetration

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图 5 3 k Hz滤波后的加速度曲线

Figure 5. Acceleration curve after 3 k Hz filter

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图 6 侵彻深度曲线

Figure 6. Penetration depth curve

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图 7 有限元网格划分图

Figure 7. Finite element mesh for generation

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图 8 t=2 500μs侵彻过程的Von-Mises应力云图

Figure 8. Von-Mises stress nephogram of penetration process

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图 9 侵彻加速度-时间曲线

Figure 9. Penetration acceleration vs time

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图 10 3个点的侵彻加速度

Figure 10. Penetration acceleration at three points

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图 11 3个点的侵彻加速度（滤波）

Figure 11. Penetration acceleration at three points(filter)

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图 12 加速度测试仪安装图

Figure 12. Installation drawing of acceleration recorder

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图 13 加速度计力学模型

Figure 13. Mechanical model for accelerometer

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图 14 加速度测试仪结构示意图

Figure 14. Structural diagram of acceleration recorder

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图 15 膛内加速度曲线

Figure 15. Acceleration-time curve in bore

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图 16 膛内加速度频谱

Figure 16. Frequency spectrum of acceleration in bore

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图 17 弹体在膛内的刚体加速度

Figure 17. Rigid-body acceleration of projectile in bore

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图 18 弹体第23阶模态的振型

Figure 18. Projectile mode shape of the twenty-third order mode

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图 19 整体安装的力学模型

Figure 19. Mechanical model for overall installation

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图 20 基础激励的2阶系统

Figure 20. Two-order system in base excitation

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