低成本微型化同时基火炮膛内压力测试技术的研究

作     者：张宽宽 

作者单位：中北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李新娥;田艳玲

授予年度：2021年

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 082603[工学-火炮、自动武器与弹药工程] 0826[工学-兵器科学与技术] 

主      题：测压器 模型优化 光触发 ANSYS仿真 

摘      要：火炮膛内的压力曲线反映了火药的燃烧规律,因此,测量火炮膛内压力曲线对于改进现有的武器和研究与发展新武器,具有重大的意义。目前,测量火炮的膛内压力的方法有很多种,但是,大多数因体积及触发方法问题,不能做到多点测量及同时基,并且成本较高。基于上述问题,本论文提出使用自主研制的电容式压力传感器作为敏感元件,代替进口传感器降低制作成本,并进一步减小了测压器的体积,实现测压器的微型化。使用火药燃烧的光作为触发信号,触发置于膛内的多个点位上的多个测压器同时工作,记录燃气的压力信息,实现多点同步测量。本文的主要研究内容主要有,对已有电容传感器结构进行了优化设计,通过理论计算和ANSYS仿真软件对壳体进行受力分析和模态仿真,设计了不同量程范围壳体电容电容式压力传感器,减小了测压器的体积,实现了测压器的微型化、低成本;设计了蓝宝石光窗的结构,实现光触发,解决多点测试的同时基问题,满足测试的需求。并分析了壳体电容电容式压力传感器的边缘效应问题,在此基础上提出了使用新的材料,电气绝缘的陶瓷重新设计电路内筒,减小边缘效应和多种电介质带来的影响。