彈藥集裝單元動(dòng)力學(xué)試驗研究

第10卷第1期裝備環(huán)境工程013年02月EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING49彈藥集裝單元動(dòng)力學(xué)試驗研究劉亞超,宣兆龍,程澤(軍械工程學(xué)院彈藥工程系,石家莊050003)摘要:彈藥集裝單元是一種新型的彈藥保障載具,沒(méi)有具體的力學(xué)試驗標準。通過(guò)硏究彈藥保障流程中的裝卸與公路運輸環(huán)境,分析可能出現的振動(dòng)與沖擊效應,參考相關(guān)彈藥包裝試驗規程和試驗方法,對彈藥集裝單元進(jìn)行了相關(guān)動(dòng)力學(xué)試驗,進(jìn)而評估彈藥集裝單元的力學(xué)性能,并證明彈藥集裝單元的設計可以滿(mǎn)足彈藥集裝化保障的強度需求。關(guān)鍵詞:彈藥集裝單元;力學(xué)試驗;振動(dòng);沖擊中圖分類(lèi)號:T410.89文獻標識碼:A文章編號:1672-9242(2013)01-0049-04Research on Dynamic Test of Ammunition Packaging UnitLlU Ya-chao, XUAN Zhao-long, CHENG ZeDepartment of Ammunition Engineering of Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China)Abstract: The ammunition packaging unit is a new-style container of ammunition support for which there is no dynamicest standard. In order to design the test for study of ammunition packaging unit dynamic properties, the test standard of traditionammunition packaging was made as a basic. The loading and transporting environment of ammunition support process were studiedthe shock and vibration effect which may appear in the environment were analyzed. The dynamic tests for ammunition packagingunit were made to evaluate the dynamic properties. It was proved that the ammunition packaging unit can meet the demand ofammunition packaging supportKey words: ammunition packaging unit; dynamic test; vibration; shock彈藥集裝單元是一種以運輸工具和裝卸器械大,彈藥保障過(guò)程中主要采用專(zhuān)用機械器具完成裝的規格與作業(yè)特點(diǎn)為依據而設計的新型彈藥保障卸";彈藥集裝單元滿(mǎn)載時(shí)全質(zhì)量為800kg,可使用模式下的專(zhuān)用載具叫,它不同于傳統彈藥包裝,也不通用裝卸機械完成裝卸。與傳統彈藥包裝和集裝箱同于集裝箱。傳統彈藥包裝一般為單體包裝,質(zhì)量相比,彈藥集裝單元可最大限度利用運輸車(chē)輛的裝較小叫,彈藥保障過(guò)程中主要采用肩扛手抬的人工方載空間和載質(zhì)量率,大大提高彈藥保障效率‘。然式裝卸;集裝箱體積較大,滿(mǎn)載彈藥時(shí)全質(zhì)量比較而,由于缺乏中國煤化工有集裝單元的收稿日期:2012-09-30THCNMHG作者簡(jiǎn)介:劉亞超(1987-),男,河南新鄭人,碩士硏究生,主要研究方向為裝備運用環(huán)境與防護技術(shù)。50裝備環(huán)境T.程2013年02月設計沒(méi)有有利的依據。所以,對彈藥集裝單元進(jìn)行一般用總均方根加速度(衡量隨機振動(dòng)的總能量大試驗研究是成功研制彈藥集裝單元的關(guān)鍵。小,數值上等于加速度譜密度曲線(xiàn)下的面積)加速度譜密度值(表示隨機振動(dòng)能量在頻率域上的分布1物流環(huán)境的振動(dòng)與沖擊情況,定義為單位頻帶內加速度諧波的均方值)以及對應頻率等參數來(lái)衡量。彈藥從檢驗合格到部隊的使用消耗,會(huì )經(jīng)歷根據國內公路情況,路面等級分為A,B,C,D共個(gè)復雜的流通過(guò)程。在其流通過(guò)程中,要經(jīng)過(guò)裝卸、4等。GJB3493-08規定汽車(chē)運輸分為I,Ⅱ,Ⅲ類(lèi),I運輸等環(huán)節,在這些環(huán)節中,彈藥所接觸的一切外部類(lèi)運輸為汽車(chē)在2級及2級以上公路上行駛,Ⅱ類(lèi)運存在,稱(chēng)為物流環(huán)境。輸為汽車(chē)在3級及3級以上公路上行駛,Ⅲ類(lèi)運輸為1.1物流環(huán)境中的運輸沖擊汽車(chē)在無(wú)路地區行駛。汽車(chē)在不同路面上行駛的隨機振動(dòng)量值大不相同,見(jiàn)表1。汽車(chē)運輸振動(dòng)形式主要是隨機振動(dòng),振動(dòng)量值表1汽車(chē)在不同路面上行駛的隨機振動(dòng)量值Table 1 Random vibration magnitude of automobile on different roads總均方根加速度/(m·s加速度譜密度極值/(m2s4)對應頻率/Hz振動(dòng)方向1,2級公路3級以下公路1,2級公路3級以下公路1,2級公路3級以下公路100.150010.150.6橫向5.7310.120.0040.011100.0l0.l50.431000160.40.0010.01縱向0011050.10015005001.2物流環(huán)境中的裝卸沖擊(如從裝卸者身上滑落或從裝卸機械的操作裝置上落下)。彈藥V彈藥的裝卸是彈藥保障中不可缺少的一個(gè)環(huán)取決于彈藥H中國煤化工力的大小不僅CNMHG,還與跌落狀節,裝卸時(shí)不可避免地會(huì )受到一定的沖擊甚至跌落態(tài)、地面情況、裝卸設備和人員等有關(guān)。第10卷第1期劉亞超等彈藥集裝單元動(dòng)力學(xué)試驗研究511.2.1彈藥零散裝卸沖擊分析1.22彈藥集裝箱裝卸沖擊分析從彈藥裝卸作業(yè)方式來(lái)看,大體可分為人力裝把集裝箱裝上運輸工具或從運輸工具上卸下卸和機械裝卸兩種。人力裝卸時(shí),彈藥可能因翻倒通常都采用專(zhuān)用的裝卸機械來(lái)完成。一般來(lái)說(shuō),集或墜落而受到很大的沖擊,它與單件彈藥的包裝質(zhì)裝箱的裝卸要比散件運輸裝載時(shí)彈藥所受的沖擊力量有關(guān)。事故統計資料顯示,小于100kg的小件彈小得多,但是集裝箱搬運操作不當所受到的沖擊力藥從高處墜落的概率較大。彈藥墜落產(chǎn)生的沖擊力也足以損壞彈藥。集裝箱在搬運過(guò)程中對箱內貨物大小與包裝箱箱底所用的材料、包裝材料有關(guān)。機所產(chǎn)生的大致沖擊值見(jiàn)表3。械裝卸一般比人力裝卸時(shí)所產(chǎn)生的沖擊小。跌落對集裝箱與彈藥的危害都很大,嚴重時(shí)將無(wú)論是人工裝卸還是機械裝卸,其沖擊力的大危及彈藥的安全。集裝箱運輸可以直接采用跌落試小主要取決于跌落高度,不同裝卸方法的跌落高度驗來(lái)模擬裝卸跌落沖擊的影響,需規定的參數為跌范圍見(jiàn)表2。落高度、跌落姿態(tài)和地面狀況。表2不同裝卸方式的跌落高度范圍Table 2 Drop height range of different loading and unloading modes裝卸方式跌落高度/mm說(shuō)明肩扛手扶、下滑、趺落雙手抱/背托手扶、下滑、跌落人工裝卸二人抬200~800自由趺落或旋轉跌落手提/肩挑100-600自由跌落或旋轉跌落非機動(dòng)機械簡(jiǎn)單裝卸100~600自由跌落或旋轉跌落叉車(chē)裝卸100~400與著(zhù)地沖擊等亙的旋轉跌落機械餐卸起重機裝卸1006005著(zhù)地沖擊等量的旋轉跌落表3彈藥在集裝箱搬運中的沖擊值21試驗器材與設備Table 3 Impact value of ammunition in packaging unit transpo彈藥集裝單元力學(xué)試驗備有1個(gè)樣箱,該樣箱由6塊聚氨酯夾心復合大板拼接而成。復合大板的類(lèi)別散件彈藥集裝箱彈藥蒙皮為玻璃鋼材料,兩層蒙皮之間夾有鋼結構,主要包裝作業(yè)10.0-250用來(lái)提高復合大板的強度,進(jìn)而提高彈藥集裝單元裝箱作業(yè)20.0~320自身的強度?？ㄜ?chē)裝載35.0-42.00.9-1.5內陸運輸1.5-3.0彈藥集裝單元振動(dòng)試驗可使用的振動(dòng)臺有30種,包括機械式振動(dòng)臺、電液式振動(dòng)臺和電動(dòng)式振動(dòng)臺。電液式振動(dòng)臺是用小的電動(dòng)振動(dòng)臺驅動(dòng)可控制2振動(dòng)與沖擊試驗分析的伺服閥,通過(guò)油壓使傳動(dòng)裝置產(chǎn)生振動(dòng),這種振動(dòng)臺能產(chǎn)生很大的激振力和位移,而且可以在很低的彈藥集裝單元是一種新型的彈藥載具,沒(méi)有具頻率下得到很大的激振力。電液式振動(dòng)臺大推力、體的試驗標準,在采用試驗來(lái)研究彈藥集裝單元力大位移的特點(diǎn)可以彌補電動(dòng)振動(dòng)臺的不足,在船舶學(xué)性能時(shí),主要參考了CJB27196軍用運輸包裝和汽車(chē)行業(yè)的振動(dòng)試驗中得到廣泛應用。文中使用件試驗方法和GJB4403-2002常規兵器彈藥包裝定的振動(dòng)臺為美國 LANSMONT公司生產(chǎn)的小型電液型試驗規程,并根據汽車(chē)公路運輸的振動(dòng)與沖擊情振動(dòng)臺。H中國煤化工況將彈藥集裝單元的動(dòng)力學(xué)試驗分為振動(dòng)試驗斜彈藥集翠CNMHG的設備是中面沖擊試驗和旋轉跌落試驗國包裝科研試驗中心研制的斜面沖擊試驗臺,該試52裝備環(huán)境工程13年02月驗臺主要由基座、牽引釋放裝置、臺車(chē)、沖擊板、導起吊繩軌和障礙物等組成,試驗臺的斜面傾角為10°±吊鉤如圖1所示沖擊板牽引、釋放裝置障礙物趺落高度一棱墊塊沖擊導軌臺車(chē)圖2旋轉跌落試驗23試驗結果圖1斜面沖擊試驗臺Fig. 1 Inclined plane impact test instrument彈藥集裝單元的動(dòng)力學(xué)試驗主要通過(guò)模擬彈藥集裝單元在彈藥保障流程中的力學(xué)環(huán)境,驗證由玻彈藥集裝單元旋轉跌落試驗備有具備脫落功能璃鋼作為蒙皮的聚氨酯夾心復合大板是否能夠滿(mǎn)足的吊鉤,吊裝機械通過(guò)此種吊鉤將樣箱吊至一定高彈藥集裝化保障的力學(xué)防護需求。因此,彈藥集裝度,通過(guò)控制電路使吊鉤脫落、樣箱跌落,可完全模單元力學(xué)試驗的最終考察方式采用外觀(guān)觀(guān)察方式擬彈藥集裝單元在彈藥保障過(guò)程中可能出現的跌落對彈藥集裝單元進(jìn)行振動(dòng)試驗斜面沖擊試驗沖擊。和旋轉跌落試驗后,觀(guān)察彈藥集裝單元樣箱外觀(guān),檢22試驗過(guò)程驗配件功能,發(fā)現彈藥集裝單元樣箱外觀(guān)無(wú)異常,配件無(wú)損壞,內裝物無(wú)異常。試驗設備的數據輸入是根據汽車(chē)公路運輸的隨由彈藥集裝單元力學(xué)試驗可驗證,在此種彈藥集機振動(dòng)特點(diǎn)和峰值確定的,目的就是最大程度模擬裝單元的結構基礎上,玻璃鋼蒙皮的聚氨酯夾心復合彈藥集裝單元在彈藥保障流程中真實(shí)的物流環(huán)境。大板能夠滿(mǎn)足彈藥集裝化保障的力學(xué)防護需求。22.1振動(dòng)試驗在常溫常濕狀態(tài)下,將樣箱裝載樣件放置在限3結論位裝置臺內,樣箱的中心能在水平方向12mm范圍內做無(wú)約束運動(dòng)。振動(dòng)臺在3-25Hz范圍內振動(dòng),通過(guò)分析彈藥保障裝卸和公路運輸的振動(dòng)與沖峰值加速度為200g,振動(dòng)時(shí)間為120min。記錄相擊效應,確定了彈藥集裝單元動(dòng)力學(xué)試驗的種類(lèi)和關(guān)數據并檢查內裝物及元件受損情況。設備輸入數據。參考GJB2711-96軍用運輸包裝件222斜面沖擊試驗試驗方法和GJB4403—2002常規兵器彈藥包裝定型樣箱內配質(zhì)量為600kg,試驗樣品以22m的試驗規程,對彈藥集裝單元進(jìn)行了振動(dòng)試驗斜面沖速度沖擊至沖擊板上記錄試驗結果。依次沖擊樣擊試驗和旋轉跌落試驗。通過(guò)外觀(guān)觀(guān)察和配件功能品側面,每面沖擊2次,4個(gè)面共沖擊8次,記錄試驗檢測驗證了玻璃鋼蒙皮的聚氨酯夾心復合大板可以結果,判定結果。滿(mǎn)足載質(zhì)量600kg的六面體彈藥集裝單元在彈藥保223跌落試驗障裝卸與公路運輸的強度需求,為進(jìn)一步研究、設計樣箱內配質(zhì)量為600kg,將樣品底面著(zhù)地放置,彈藥集裝單元提供了材料的選擇依據。用墊塊將樣箱底面一端墊起,另一端用脫落吊鉤試驗機吊起并從1500mm高度跌落。底面的4條棱各參考文獻:跌落1次,共4次。彈藥集裝單元旋轉跌落試驗如圖劉亞超H中國煤化工CNMH單元儲存靜力學(xué)2所示。(下轉第65頁(yè)第10卷第1期許翔等:汽車(chē)環(huán)境適應性試驗綜述65材料試驗具有不受地區、季節及時(shí)間限制,可復現自我國在汽車(chē)環(huán)境試驗技術(shù)和環(huán)境適應性研究方面取然條件、模擬極限環(huán)境條件,可在相同環(huán)境條件下多得了長(cháng)足的進(jìn)步和發(fā)展,但由于起步較晚,與國外相次重復試驗便于評估和詳細分析試驗數據等優(yōu)點(diǎn)。比仍有較大的差距。主要表現在多參數綜合動(dòng)態(tài)環(huán)2.5汽車(chē)環(huán)境試驗仿真技術(shù)境試驗模擬技術(shù)較差,環(huán)境模擬試驗設備主要依賴(lài)進(jìn)口,試驗檢測技術(shù)和應用水平不高,環(huán)境適應性試隨著(zhù)環(huán)境對汽車(chē)影響的廣泛深入,以及汽車(chē)的驗標準化體系不完善等。結構和技術(shù)日趨復雜,汽車(chē)環(huán)境適應性試驗工作量隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)對汽車(chē)環(huán)境適應性的逐漸重視以和難度越來(lái)越大。汽車(chē)環(huán)境適應性試驗不僅組織實(shí)及環(huán)境試驗技術(shù)的不斷完善與進(jìn)步,汽車(chē)的環(huán)境適施困難,而且需要高額的經(jīng)費攴持,很多試驗項目難應性水平將繼續得到提高。未來(lái)汽車(chē)環(huán)境適應性試以在實(shí)驗室或試驗場(chǎng)進(jìn)行。環(huán)境試驗仿真技術(shù)作為驗的發(fā)展趨勢可以概括為以下幾方面:環(huán)境試驗方一種經(jīng)濟、有效的手段,已經(jīng)成為汽車(chē)環(huán)境適應性試式多樣化,實(shí)際使用環(huán)境試驗與實(shí)驗室模擬環(huán)境試驗中一個(gè)重要發(fā)展方向。驗相結合;著(zhù)眼于全球,試驗環(huán)境條件復雜多樣、覆汽車(chē)環(huán)境試驗仿真技術(shù)(又稱(chēng)汽車(chē)虛擬環(huán)境仿蓋范圍更廣;虛擬環(huán)境仿真試驗是未來(lái)汽車(chē)環(huán)境試真試驗技術(shù))是應用數字仿真技術(shù),對汽車(chē)在實(shí)際環(huán)驗的重點(diǎn)發(fā)展方向,具有廣闊的應用前景。境中產(chǎn)生的環(huán)境效應及其對汽車(chē)性能的影響進(jìn)行分析、評價(jià)和預測的技術(shù)。由于環(huán)境試驗仿真技術(shù)能參考文獻:夠提高環(huán)境試驗與評價(jià)的有效性,不受氣候環(huán)境影陸啟凱.汽車(chē)氣候老化試驗技術(shù)M廣州:華南理大學(xué)響、試驗周期短、費用少,是進(jìn)行汽車(chē)環(huán)境適應性研出版社,2010:1-12究的有效手段。在發(fā)達國家,該技術(shù)被廣泛應用于(2周金寶軍用車(chē)輛裝備試驗工程概論M北京:中國科學(xué)武器裝備系統的論證、試驗與評價(jià)。然而,由于汽車(chē)技術(shù)出版社,2011:241-290.環(huán)境適應性問(wèn)題的復雜性和特殊性,如何發(fā)揮環(huán)境3安相璧汽車(chē)試驗T程M北京:國防T業(yè)出版社,006283--291試驗仿真技術(shù)的優(yōu)勢,彌補現有環(huán)境試驗的不足,更4]宣兆龍裝備環(huán)境T程[M!北京:國防T業(yè)出版社,2011好地滿(mǎn)足汽車(chē)設計研制、生產(chǎn)和使用中對汽車(chē)環(huán)境適應性的評價(jià)要求,是汽車(chē)環(huán)境試驗技術(shù)發(fā)展的一[5何德洪蘇艷,楊萬(wàn)均汽钅整車(chē)及零部件大氣暴露試驗個(gè)重要課題。方法探討U裝備環(huán)境T程,2007,4(6):7-126]金松濤.汽車(chē)電磁兼容問(wèn)題研究的重要性J客車(chē)技術(shù)3結語(yǔ)與研究,2011(4):1-5.7]楊振宇.虛擬試驗在汽車(chē)T程上的作用小輕型汽車(chē)技我國是汽車(chē)使用環(huán)境最嚴酷的國家之術(shù),2006(10):4-6高”(高原、高寒、高溫)環(huán)境條件對汽車(chē)的環(huán)境適應81武小悅.裝備試驗與評價(jià)M!北京:國防工業(yè)出版社,性提出了更高的要求。隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展,2008:250-255++“+““+++…+“+“上接第52頁(yè))16]徐新琦,袁書(shū)生.固體發(fā)動(dòng)機藥柱公路運輸隨機振動(dòng)相有限元分析[軍械T程學(xué)院學(xué)報,2011,23(6):39-42應分析固體火箭技術(shù),2001,24(4):33-362]郝海飛,王京明戰場(chǎng)炮兵定量彈藥供應SD模型研究.卩7]吳正東,趙東元,李澄俊,等.通用彈藥失效模式形成規四川兵工學(xué)報,2011,32(6):115-117律及其應用研究彈箭制導學(xué)報,2007,27(5):12873]易勝,楊巖峰陳愚,等外軍彈藥包裝發(fā)展研究包裝T程,2012,33(1):129-133[8]李飛.輕武器彈藥公路運輸安全性分析與試驗研究[D4]李秀琴.軍品包裝并行全壽命周期管理及其關(guān)鍵技術(shù)石家莊:軍工程學(xué)院2011肌包裝T程,2011,32(7):122-1259]宣兆龍,易中國煤化工:國防T業(yè)出版5]姚國年,張衛東,趙輝彈藥公路運輸隨機振動(dòng)特性分析社,2011:1CNMHGJ測控技術(shù),2004,23(7):67-68