基于光致形变效应的引信开关研究

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1、中北大学学位论文基于光致形变效应的引信开关研究摘要传统的机电引信开关一般是在弹丸发射后的后坐力、离心力、前冲惯性力等外界环境力作用下实现引信电路的开关功能，不利于引信系统向微小型化和智能化方向发展。基于功能材料的新型驱动器能够实现电能、热能、光能等形式的能量与机械能之间的转化，其可在接受激励信号后完成预先设定的机械动作。其中，光能是一种安全性高、远程可控性好，且具瞬时作用性的新型驱动能源。光致形变材料是一种新型功能材料，其可通过一定波长光照实现自身的形变。鉴于与电，热，磁等其它驱动方式相比，光驱动方式具有易于控制，耗能低，可避免电磁干扰，且可通过

2、施加不同波长或光照强度的光源照射来控制驱动力的大小等优势，本文提出了将光致形变聚合物材料应用于引信光驱动开关的理论和方法。具有光致形变特性的材料有多种，本文采用光敏液晶高弹体和光致应力释放聚合物材料。在ABAQUS有限元仿真平台通过用户材料子程序分别分析两种材料及其对应的光驱动开关在光照下的响应，确定了光响应的影响因素及相互之间的关系。然后根据基于两种材料的光驱动开关的光响应分析，确定了光致应力释放聚合物材料是更适于引信环境的光致形变材料。根据引信实际的工作条件，分析了在非均匀光照下，不同光照条件时光驱动开关的响应，确保光驱动开关达到最佳响应效果

3、。最后，将基于光致形变聚合物材料的光驱动开关应用于子弹药引信电雷管短路开关，以实现电雷管平时处于短路状态、弹丸发射后可靠解除短路的功能。关键词：光致形变聚合物，引信，光驱动开关，液晶高弹体，应力释放中北大学学位论文Theresearchonfuzeswitchbasedonthelight-induceddeformationeffectAbstractTraditionalelectromechanicalfuseswitchgeneralusetheexternalenvironment,suchasrecoilforceandcentrif

4、ugalforceaftertheprojectilelaunchingrecoiltorealizethefunctionoftheswitchofthefuzecircuit.Itisnotbeneficialforrealizingthenimbleandintelligentoffuzesystem.Sincethenewactuatorbasedonfunctionalmaterialscanconvertavarietyofenergyforms,suchaselectricity,heatandlightintomechanical

5、energy,itscorrespondingactionscanbeperformedafteracceptoutsidesignal.Lightenergyisakindofdrivenenergywithhighsecurity,remotecontrol,andthetransienteffect.Light-induceddeformingpolymerisanintelligentmaterials.It’sdeformation(telescopicorbend)iscausedbythespecificwavelengthligh

6、t(uvorvisiblelight).Comparedwithotherdrivemodesuchaselectrical,thermal,magneticdrivemode,thelightdrivenwayhassomeadvantagessuchaseasytocontrol,lowconsumption,noiselessandnoelectromagneticinterference.Alsoitcancontrolthevalueofdrivingforcebyapplyingdifferentlightsourcewithdiff

7、erentwavelengthandintensity.Inthisthesis,light-induceddeformingpolymerisisappliedinthefuzelightswitch.Thereareavarietyoflightresponsepolyme.Thephotosensitiveliquidcrystalelastomerandpolymermaterialsbasedonstressreleaseisusedinthisthesis.ByanalyzingtwokindsofmaterialonABAQUSfi

8、niteelementsimulationplatformanditscorrespondingresponseofthelightsw