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?jiǎng)恿W(xué)試驗(yàn)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,沒有具體的力學(xué)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。通過硏究彈藥保障流程中的裝卸與公路運(yùn)輸環(huán)境,分析可能出現(xiàn)的振動(dòng)與沖擊效應(yīng),參考相關(guān)彈藥包裝試驗(yàn)規(guī)程和試驗(yàn)方法,對彈藥集裝單元進(jìn)行了相關(guān)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn),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(shè)計(jì)可以滿足彈藥集裝化保障的強(qiáng)度需求。關(guān)鍵詞:彈藥集裝單元;力學(xué)試驗(yàn);振動(dòng);沖擊中圖分類號:T410.89文獻(xiàn)標(biāo)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(yùn)輸工具和裝卸器械大,彈藥保障過程中主要采用專用機(jī)械器具完成裝的規(guī)格與作業(yè)特點(diǎn)為依據(jù)而設(shè)計(jì)的新型彈藥保障卸";彈藥集裝單元滿載時(shí)全質(zhì)量為800kg,可使用模式下的專用載具叫,它不同于傳統(tǒng)彈藥包裝,也不通用裝卸機(jī)械完成裝卸。與傳統(tǒng)彈藥包裝和集裝箱同于集裝箱。傳統(tǒng)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(yùn)輸車輛的裝較小叫,彈藥保障過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作者簡介:劉亞超(1987-),男,河南新鄭人,碩士硏究生,主要研究方向?yàn)檠b備運(yùn)用環(huán)境與防護(hù)技術(shù)。50裝備環(huán)境T.程2013年02月設(shè)計(jì)沒有有利的依據(jù)。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(jī)振動(dòng)的總能量大試驗(yàn)研究是成功研制彈藥集裝單元的關(guān)鍵。小,數(shù)值上等于加速度譜密度曲線下的面積)加速度譜密度值(表示隨機(jī)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(nèi)加速度諧波的均方值)以及對應(yīng)頻率等參數(shù)來衡量。彈藥從檢驗(yàn)合格到部隊(duì)的使用消耗,會經(jīng)歷根據(jù)國內(nèi)公路情況,路面等級分為A,B,C,D共個(gè)復(fù)雜的流通過程。在其流通過程中,要經(jīng)過裝卸、4等。GJB3493-08規(guī)定汽車運(yùn)輸分為I,Ⅱ,Ⅲ類,I運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié),在這些環(huán)節(jié)中,彈藥所接觸的一切外部類運(yùn)輸為汽車在2級及2級以上公路上行駛,Ⅱ類運(yùn)存在,稱為物流環(huán)境。輸為汽車在3級及3級以上公路上行駛,Ⅲ類運(yùn)輸為1.1物流環(huán)境中的運(yùn)輸沖擊汽車在無路地區(qū)行駛。汽車在不同路面上行駛的隨機(jī)振動(dòng)量值大不相同,見表1。汽車運(yùn)輸振動(dòng)形式主要是隨機(jī)振動(dòng),振動(dòng)量值表1汽車在不同路面上行駛的隨機(jī)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(yīng)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(jī)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(jié),裝卸時(shí)不可避免地會受到一定的沖擊甚至跌落態(tài)、地面情況、裝卸設(shè)備和人員等有關(guān)。第10卷第1期劉亞超等彈藥集裝單元?jiǎng)恿W(xué)試驗(yàn)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)方式來看,大體可分為人力裝把集裝箱裝上運(yùn)輸工具或從運(yùn)輸工具上卸下卸和機(jī)械裝卸兩種。人力裝卸時(shí),彈藥可能因翻倒通常都采用專用的裝卸機(jī)械來完成。一般來說,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(yùn)輸裝載時(shí)彈藥所受的沖擊力量有關(guān)。事故統(tǒng)計(jì)資料顯示,小于100kg的小件彈小得多,但是集裝箱搬運(yùn)操作不當(dāng)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(yùn)過程中對箱內(nèi)貨物大小與包裝箱箱底所用的材料、包裝材料有關(guān)。機(jī)所產(chǎn)生的大致沖擊值見表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(yán)重時(shí)將無論是人工裝卸還是機(jī)械裝卸,其沖擊力的大危及彈藥的安全。集裝箱運(yùn)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(yàn)來模擬裝卸跌落沖擊的影響,需規(guī)定的參數(shù)為跌范圍見表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(zhuǎn)跌落手提/肩挑100-600自由跌落或旋轉(zhuǎn)跌落非機(jī)動(dòng)機(jī)械簡單裝卸100~600自由跌落或旋轉(zhuǎn)跌落叉車裝卸100~400與著地沖擊等亙的旋轉(zhuǎn)跌落機(jī)械餐卸起重機(jī)裝卸1006005著地沖擊等量的旋轉(zhuǎn)跌落表3彈藥在集裝箱搬運(yùn)中的沖擊值21試驗(yàn)器材與設(shè)備Table 3 Impact value of ammunition in packaging unit transpo彈藥集裝單元力學(xué)試驗(yàn)備有1個(gè)樣箱,該樣箱由6塊聚氨酯夾心復(fù)合大板拼接而成。復(fù)合大板的類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(jié)構(gòu),主要包裝作業(yè)10.0-250用來提高復(fù)合大板的強(qiáng)度,進(jìn)而提高彈藥集裝單元裝箱作業(yè)20.0~320自身的強(qiáng)度?？ㄜ囇b載35.0-42.00.9-1.5內(nèi)陸運(yùn)輸1.5-3.0彈藥集裝單元振動(dòng)試驗(yàn)可使用的振動(dòng)臺有30種,包括機(jī)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(qū)動(dòng)可控制2振動(dòng)與沖擊試驗(yàn)分析的伺服閥,通過油壓使傳動(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(yàn)標(biāo)準(zhǔn),在采用試驗(yàn)來研究彈藥集裝單元力大位移的特點(diǎn)可以彌補(bǔ)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(yùn)輸包裝和汽車行業(yè)的振動(dòng)試驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用。文中使用件試驗(yàn)方法和GJB4403-2002常規(guī)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(yàn)規(guī)程,并根據(jù)汽車公路運(yùn)輸?shù)恼駝?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(yàn)分為振動(dòng)試驗(yàn)斜彈藥集翠CNMHG的設(shè)備是中面沖擊試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)跌落試驗(yàn)國包裝科研試驗(yàn)中心研制的斜面沖擊試驗(yàn)臺,該試52裝備環(huán)境工程13年02月驗(yàn)臺主要由基座、牽引釋放裝置、臺車、沖擊板、導(dǎo)起吊繩軌和障礙物等組成,試驗(yàn)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(dǎo)軌臺車圖2旋轉(zhuǎn)跌落試驗(yàn)23試驗(yàn)結(jié)果圖1斜面沖擊試驗(yàn)臺Fig. 1 Inclined plane impact test instrument彈藥集裝單元的動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)主要通過模擬彈藥集裝單元在彈藥保障流程中的力學(xué)環(huán)境,驗(yàn)證由玻彈藥集裝單元旋轉(zhuǎn)跌落試驗(yàn)備有具備脫落功能璃鋼作為蒙皮的聚氨酯夾心復(fù)合大板是否能夠滿足的吊鉤,吊裝機(jī)械通過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(hù)需求。因此,彈藥集裝度,通過控制電路使吊鉤脫落、樣箱跌落,可完全模單元力學(xué)試驗(yàn)的最終考察方式采用外觀觀察方式擬彈藥集裝單元在彈藥保障過程中可能出現(xiàn)的跌落對彈藥集裝單元進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)斜面沖擊試驗(yàn)沖擊。和旋轉(zhuǎn)跌落試驗(yàn)后,觀察彈藥集裝單元樣箱外觀,檢22試驗(yàn)過程驗(yàn)配件功能,發(fā)現(xiàn)彈藥集裝單元樣箱外觀無異常,配件無損壞,內(nèi)裝物無異常。試驗(yàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入是根據(jù)汽車公路運(yùn)輸?shù)碾S由彈藥集裝單元力學(xué)試驗(yàn)可驗(yàn)證,在此種彈藥集機(jī)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,玻璃鋼蒙皮的聚氨酯夾心復(fù)合彈藥集裝單元在彈藥保障流程中真實(shí)的物流環(huán)境。大板能夠滿足彈藥集裝化保障的力學(xué)防護(hù)需求。22.1振動(dòng)試驗(yàn)在常溫常濕狀態(tài)下,將樣箱裝載樣件放置在限3結(jié)論位裝置臺內(nèi),樣箱的中心能在水平方向12mm范圍內(nèi)做無約束運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)臺在3-25Hz范圍內(nèi)振動(dòng),通過分析彈藥保障裝卸和公路運(yùn)輸?shù)恼駝?dòng)與沖峰值加速度為200g,振動(dòng)時(shí)間為120min。記錄相擊效應(yīng),確定了彈藥集裝單元?jiǎng)恿W(xué)試驗(yàn)的種類和關(guān)數(shù)據(jù)并檢查內(nèi)裝物及元件受損情況。設(shè)備輸入數(shù)據(jù)。參考GJB2711-96軍用運(yùn)輸包裝件222斜面沖擊試驗(yàn)試驗(yàn)方法和GJB4403—2002常規(guī)兵器彈藥包裝定型樣箱內(nèi)配質(zhì)量為600kg,試驗(yàn)樣品以22m的試驗(yàn)規(guī)程,對彈藥集裝單元進(jìn)行了振動(dòng)試驗(yàn)斜面沖速度沖擊至沖擊板上記錄試驗(yàn)結(jié)果。依次沖擊樣擊試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)跌落試驗(yàn)。通過外觀觀察和配件功能品側(cè)面,每面沖擊2次,4個(gè)面共沖擊8次,記錄試驗(yàn)檢測驗(yàn)證了玻璃鋼蒙皮的聚氨酯夾心復(fù)合大板可以結(jié)果,判定結(jié)果。滿足載質(zhì)量600kg的六面體彈藥集裝單元在彈藥保223跌落試驗(yàn)障裝卸與公路運(yùn)輸?shù)膹?qiáng)度需求,為進(jìn)一步研究、設(shè)計(jì)樣箱內(nèi)配質(zhì)量為600kg,將樣品底面著地放置,彈藥集裝單元提供了材料的選擇依據(jù)。用墊塊將樣箱底面一端墊起,另一端用脫落吊鉤試驗(yàn)機(jī)吊起并從1500mm高度跌落。底面的4條棱各參考文獻(xiàn):跌落1次,共4次。彈藥集裝單元旋轉(zhuǎn)跌落試驗(yàn)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(zhuǎn)第65頁第10卷第1期許翔等:汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)綜述65材料試驗(yàn)具有不受地區(qū)、季節(jié)及時(shí)間限制,可復(fù)現(xiàn)自我國在汽車環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)和環(huán)境適應(yīng)性研究方面取然條件、模擬極限環(huán)境條件,可在相同環(huán)境條件下多得了長足的進(jìn)步和發(fā)展,但由于起步較晚,與國外相次重復(fù)試驗(yàn)便于評估和詳細(xì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。比仍有較大的差距。主要表現(xiàn)在多參數(shù)綜合動(dòng)態(tài)環(huán)2.5汽車環(huán)境試驗(yàn)仿真技術(shù)境試驗(yàn)?zāi)M技術(shù)較差,環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備主要依賴進(jìn)口,試驗(yàn)檢測技術(shù)和應(yīng)用水平不高,環(huán)境適應(yīng)性試隨著環(huán)境對汽車影響的廣泛深入,以及汽車的驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化體系不完善等。結(jié)構(gòu)和技術(shù)日趨復(fù)雜,汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)工作量隨著汽車行業(yè)對汽車環(huán)境適應(yīng)性的逐漸重視以和難度越來越大。汽車環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)不僅組織實(shí)及環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)的不斷完善與進(jìn)步,汽車的環(huán)境適施困難,而且需要高額的經(jīng)費(fèi)攴持,很多試驗(yàn)項(xiàng)目難應(yīng)性水平將繼續(xù)得到提高。未來汽車環(huán)境適應(yīng)性試以在實(shí)驗(yàn)室或試驗(yàn)場進(jìn)行。環(huán)境試驗(yàn)仿真技術(shù)作為驗(yàn)的發(fā)展趨勢可以概括為以下幾方面:環(huán)境試驗(yàn)方一種經(jīng)濟(jì)、有效的手段,已經(jīng)成為汽車環(huán)境適應(yīng)性試式多樣化,實(shí)際使用環(huán)境試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境試驗(yàn)中一個(gè)重要發(fā)展方向。驗(yàn)相結(jié)合;著眼于全球,試驗(yàn)環(huán)境條件復(fù)雜多樣、覆汽車環(huán)境試驗(yàn)仿真技術(shù)(又稱汽車虛擬環(huán)境仿蓋范圍更廣;虛擬環(huán)境仿真試驗(yàn)是未來汽車環(huán)境試真試驗(yàn)技術(shù))是應(yīng)用數(shù)字仿真技術(shù),對汽車在實(shí)際環(huán)驗(yàn)的重點(diǎn)發(fā)展方向,具有廣闊的應(yīng)用前景。境中產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)及其對汽車性能的影響進(jìn)行分析、評價(jià)和預(yù)測的技術(shù)。由于環(huán)境試驗(yàn)仿真技術(shù)能參考文獻(xiàn):夠提高環(huán)境試驗(yàn)與評價(jià)的有效性,不受氣候環(huán)境影陸啟凱.汽車氣候老化試驗(yàn)技術(shù)M廣州:華南理大學(xué)響、試驗(yàn)周期短、費(fèi)用少,是進(jìn)行汽車環(huán)境適應(yīng)性研出版社,2010:1-12究的有效手段。在發(fā)達(dá)國家,該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于(2周金寶軍用車輛裝備試驗(yàn)工程概論M北京:中國科學(xué)武器裝備系統(tǒng)的論證、試驗(yàn)與評價(jià)。然而,由于汽車技術(shù)出版社,2011:241-290.環(huán)境適應(yīng)性問題的復(fù)雜性和特殊性,如何發(fā)揮環(huán)境3安相璧汽車試驗(yàn)T程M北京:國防T業(yè)出版社,006283--291試驗(yàn)仿真技術(shù)的優(yōu)勢,彌補(bǔ)現(xiàn)有環(huán)境試驗(yàn)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好地滿足汽車設(shè)計(jì)研制、生產(chǎn)和使用中對汽車環(huán)境適應(yīng)性的評價(jià)要求,是汽車環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展的一[5何德洪蘇艷,楊萬均汽钅整車及零部件大氣暴露試驗(yàn)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.汽車電磁兼容問題研究的重要性J客車技術(shù)3結(jié)語與研究,2011(4):1-5.7]楊振宇.虛擬試驗(yàn)在汽車T程上的作用小輕型汽車技我國是汽車使用環(huán)境最嚴(yán)酷的國家之術(shù),2006(10):4-6高”(高原、高寒、高溫)環(huán)境條件對汽車的環(huán)境適應(yīng)81武小悅.裝備試驗(yàn)與評價(jià)M!北京:國防工業(yè)出版社,性提出了更高的要求。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,2008:250-255++“+““+++…+“+“上接第52頁)16]徐新琦,袁書生.固體發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱公路運(yùn)輸隨機(jī)振動(dòng)相有限元分析[軍械T程學(xué)院學(xué)報(bào),2011,23(6):39-42應(yīng)分析固體火箭技術(shù),2001,24(4):33-362]郝海飛,王京明戰(zhàn)場炮兵定量彈藥供應(yīng)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(guī)四川兵工學(xué)報(bào),2011,32(6):115-117律及其應(yīng)用研究彈箭制導(dǎo)學(xué)報(bào),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(yùn)輸安全性分析與試驗(yàn)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(wèi)東,趙輝彈藥公路運(yùn)輸隨機(jī)振動(dòng)特性分析社,2011:1CNMHGJ測控技術(shù),2004,23(7):67-68