侵彻混凝土的三维测试系统设计研究

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1、2012年4月电子测试Apr．2012第4期ELEcTRONICTESTNo．4侵彻混凝土的三维测试系统设计研究王文玺(中北大学光电仪器厂山西太原030051)摘要：现场试验时，由于弹体的初始偏航以及侵彻靶体面的倾斜，使得破坏过程和侵彻深度等参数与垂直侵彻有很大的区别。为了测试斜侵彻过程的参数，抗高冲击单轴加速度传感器已经不能满足测试要求。本文基于CPLD器件XCR3064为核心处理芯片；结合ADc、铁电存储控制器、电源管理模块，设计了三维加速度测试系统，不仅可以记录弹体发射、飞行时的加速度，还可测得着靶侵彻过程中各个轴向的加速度值。实测到的减加

2、速度，为分析侵彻速度、侵深和数值模拟提供可靠，有价值的数据。关键词：三维加速度测试系统；缓冲设计；毁伤效应中图分类号：TL822文献标识码：ADesignofastoredtestingofthree。--。axissystemforpenetrationconcreteWangWenxi(NorthUniversityofChina，Photoelectricinstrument~ctory，Taiyuan，Shahxi，030051)Abstract：Itisverydiferentthatbecauseprojectileoftheinit

3、ialyawandpenetrationtargettilt，inclinedpenetrationmakesthemutilateprocessandpenetrationdepthetcandverticalpenetration．Inordertotestthepenetrationofprocessparameters，resistancetohighimpactuniaxialaccelerationsensorcan’tmeetthetestrequirements．InthispapertheCPLDdeviceXCR3064isu

4、sedasthecorecontrollingchipwiththejointfunctionoftheADC，controUertheFRAMandthePowermanagementmodulecontrolerworking．Thedesignofthree—axisaccelerationtestsystemcannotonlyrecordsthebodyemission，andflightacceleration，butalsocanmeasureeachaxialaccelerationvalueinthetargetpenetrat

5、ionprocess．Themeasuredtoreducingaccelerationcanprovidere~ableandvaluabledataforanalysingthepenetrationspeed，deepandinvadedthenumericalsimulation．Keywords：accelerationtestsystemofthree——axis；cushioningdesign；destructioneficiency万方数据0引言侵彻混凝土需要采集复杂的高冲击加速度信翻一⋯一俞⋯号。由于撞击过程具有瞬时、单次脉冲

6、、环境恶I由潺L电源管理}嘲f狴剥电踊l劣等特点，因此在实际试验过程中要求测量仪器、检测元件必须具备时间精准、频率响应高、记录圈1三维测试系统的整体框图速度快以及陛能稳定可靠等特点；弹体侵彻材料，2系统设计的关键技术环境的复杂性和侵彻现象的多样性决定了研究侵彻问题时必须通过实验获取最根本最直接的弹靶图2为测试系统工作流程图，主要根据弹侵彻特性和规律；为了满足实际侵彻混凝土，弹体侵彻混凝土靶板过载信号特点，测试数据需的攻角、着角不为90。的时，单轴加速度的测试包含弹体的发射过载信号及弹体侵彻过载信号两系统已不能满足。目前工程上所采用的侵彻深度方面的

7、内容。在上弹前根据不同的弹速和靶板情计算公式都属于通过实验得到的经验公式，各种况，将测试系统的触发电平写入测试系统中，并公式形式不同，各自的适用范围和条件也有差别。根据炮口和板靶的距离，弹速，经验设定测试系统的负延迟，就是图21-_电后循环采样的单位容1总体方案设计量为负延迟容量，即弹撞击混凝土板靶触发前记录的数据容量。“上电”信号到来后系统开始进图l为三维测试系统的组成框图，主要由三入循环采样状态，此后将待触发的测试系统放维压阻加速度传感器、存储记录、控制电路、接入弹的测试位置并随弹一起装入炮膛内，等待发口电路和数据处理5部分组成，其中调理电路

8、、射。当测试系统记录下弹丸发射和侵彻靶板过载存储记录、接口电路部分连同电源控制、中心控参数后，系统关闭模拟电路电源，进入低功耗阶制器组成