超聲壓電驅(qū)動技術(shù)及其在智能安全系統(tǒng)中的應(yīng)用
定 價:98 元
- 作者:唐玉娟楊忠孫棟
- 出版時間:2023/7/1
- ISBN:9787111729624
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP333
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
超聲壓電驅(qū)動器是基于壓電材料的逆壓電效應(yīng)設(shè)計而成的新概念電-機能量轉(zhuǎn)換裝置,具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快、噪聲低、位置分辨率高、無電磁干擾等優(yōu)點。本書以機電引信為背景,研究以超聲壓電驅(qū)動器作為解除保險執(zhí)行機構(gòu)的引信安全系統(tǒng)。根據(jù)引信安全系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu),并結(jié)合超聲壓電驅(qū)動器的原理,研究適合應(yīng)用在引信安全系統(tǒng)中的超聲壓電驅(qū)動器設(shè)計方案;對設(shè)計出的超聲壓電驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析和進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化相關(guān)技術(shù)問題研究;研究超聲壓電驅(qū)動器驅(qū)動電路關(guān)鍵技術(shù);研究超聲壓電驅(qū)動器引信解除保險距離可控以及引信無損檢測的實現(xiàn);分析了該引信安全系統(tǒng)解除保險邏輯的安全性。
本書適合高等院校高年級本科生、研究生或從事智能材料與結(jié)構(gòu)相關(guān)研究的人員閱讀。
超聲壓電驅(qū)動器是基于壓電材料的逆壓電效應(yīng)設(shè)計而成的新概念電-機能量轉(zhuǎn)換裝置,具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快、噪聲低、位置分辨率高、無電磁干擾等優(yōu)點。將超聲壓電驅(qū)動原理應(yīng)用到引信安全與解除保險裝置,為引信安全系統(tǒng)中解除保險執(zhí)行機構(gòu)提供了一種新的設(shè)計思路,能夠改善引信炮口安全距離特性,實現(xiàn)引信具有自待發(fā)狀態(tài)恢復(fù)至安全狀態(tài)、安全狀態(tài)無損檢測與識別的功能,易實現(xiàn)模塊化,提高引信的通用性。本書系統(tǒng)總結(jié)了超聲壓電驅(qū)動的引信安全系統(tǒng)設(shè)計方案,包括超聲壓電驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及引信安全與解除保險裝置樣機加工、建立超聲壓電驅(qū)動器驅(qū)動足接觸模型、對樣機輸出性能進行測試、建立超聲壓電驅(qū)動器在引信環(huán)境作用下的動態(tài)特性模型、利用孤極信號識別引信環(huán)境、設(shè)計引信安全狀態(tài)無損檢測結(jié)構(gòu)等。本書的相關(guān)成果驗證了超聲壓電驅(qū)動原理在引信中應(yīng)用的可行性,為超聲壓電驅(qū)動器在引信安全系統(tǒng)中的使用奠定了堅實的基礎(chǔ)。
前言
超聲壓電驅(qū)動器是基于壓電材料的逆壓電效應(yīng)設(shè)計而成的新概念電-機能量轉(zhuǎn)換裝置,具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快、噪聲低、位置分辨率高、無電磁干擾等優(yōu)點。將超聲壓電驅(qū)動原理應(yīng)用到引信安全與解除保險裝置,為引信安全系統(tǒng)中解除保險執(zhí)行機構(gòu)提供了一種新的設(shè)計思路,能夠改善引信炮口安全距離特性,實現(xiàn)引信具有自待發(fā)狀態(tài)恢復(fù)至安全狀態(tài)、安全狀態(tài)無損檢測與識別的功能,易實現(xiàn)模塊化,提高引信的通用性。本書系統(tǒng)總結(jié)了超聲壓電驅(qū)動的引信安全系統(tǒng)設(shè)計方案,包括超聲壓電驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及引信安全與解除保險裝置樣機加工、建立超聲壓電驅(qū)動器驅(qū)動足接觸模型、對樣機輸出性能進行測試、建立超聲壓電驅(qū)動器在引信環(huán)境作用下的動態(tài)特性模型、利用孤極信號識別引信環(huán)境、設(shè)計引信安全狀態(tài)無損檢測結(jié)構(gòu)等。本書的相關(guān)成果驗證了超聲壓電驅(qū)動原理在引信中應(yīng)用的可行性,為超聲壓電驅(qū)動器在引信安全系統(tǒng)中的使用奠定了堅實的基礎(chǔ)。
本書共分為11章。第1章為緒論,論述引信安全系統(tǒng)及超聲壓電驅(qū)動器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;第2章為壓電陶瓷性能及其參數(shù)描述;第3章為引信用雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器的工作機理及結(jié)構(gòu)設(shè)計;第4章為雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器及安全與解除保險裝置實驗研究;第5章為引信環(huán)境對雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器的影響研究;第6章為引信用H形自行式超聲壓電驅(qū)動器的工作機理及結(jié)構(gòu)設(shè)計;第7章為H形自行式超聲壓電驅(qū)動器及安全與解除保險裝置實驗研究;第8章為引信環(huán)境對H形自行式超聲壓電驅(qū)動器的影響研究;第9章為引信環(huán)境對旋轉(zhuǎn)型超聲壓電驅(qū)動器的影響研究;第10章為超聲壓電驅(qū)動器孤極在引信環(huán)境識別中的應(yīng)用研究;第11章為超聲壓電驅(qū)動式安全與解除保險裝置的功能及邏輯安全實現(xiàn)。
本書由于涉及的知識面廣、時間緊迫、作者水平有限,書中疏漏與不當(dāng)之處在所難免,歡迎廣大讀者批評指正、多提寶貴意見,在此致謝。
本書是基于超聲壓電驅(qū)動器(也叫超聲電機)作為安全系統(tǒng)(特別是軍事武器的激發(fā)引信)的動力裝置的著作。解決導(dǎo)彈類武器的引信安全,比如再存放、運輸中有更好的安全性,不會發(fā)生誤啟動,而在發(fā)射后又能穩(wěn)定地完成引信引爆而不出現(xiàn)啞彈和啞炮問題。
本書屬于專著,面向的讀者不一定是武器軍工專業(yè),而更重要的是超聲電機方向,即電子工程專業(yè)的讀者。超聲電機實際上屬于微型電機,比如石英表、數(shù)碼相機、醫(yī)療設(shè)備等都有重要的應(yīng)用。
前言
第1章緒論1
11引言1
12引信安全系統(tǒng)的發(fā)展概述3
13國內(nèi)外引信的發(fā)展趨勢和特點6
14引信解除保險執(zhí)行機構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀8
141傳統(tǒng)引信解除保險機構(gòu)8
142MEMS引信解除保險機構(gòu)13
143機電引信解除保險機構(gòu)15
15超聲壓電驅(qū)動器的發(fā)展與應(yīng)用18
151超聲壓電驅(qū)動器的發(fā)展現(xiàn)狀18
152超聲壓電驅(qū)動器的特點與應(yīng)用23
16超聲壓電驅(qū)動器在極端環(huán)境中的研究與應(yīng)用27
161超聲壓電驅(qū)動器在空間探索領(lǐng)域內(nèi)的研究27
162超聲壓電驅(qū)動器在武器系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用研究30
163超聲壓電驅(qū)動器在引信安全系統(tǒng)中應(yīng)用面臨的主要問題32
17本章小結(jié)33
參考文獻33
第2章壓電陶瓷性能及其參數(shù)描述40
21壓電陶瓷的壓電效應(yīng)40
22壓電陶瓷的機電耦合特性41
23超聲驅(qū)動壓電陶瓷的主要性能參數(shù)45
24超聲壓電驅(qū)動器振子的振動模式47
25超聲壓電驅(qū)動器振子的振動微分方程48
26引信用超聲壓電驅(qū)動器方案設(shè)計50
27本章小結(jié)51
參考文獻51
第3章引信用雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器的工作機理及結(jié)構(gòu)設(shè)計52
31引信用雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器的原理52
311引信用雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器結(jié)構(gòu)52
312振子工作模態(tài)的選取52
313雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器運動機理分析53
32雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器機械性能理論計算56
321雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器輸出速度56
322雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器輸出力56
33引信用雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器的振子結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化59
331振子結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù)的選取59
332基于模態(tài)頻率的參數(shù)優(yōu)化59
34本章小結(jié)63
參考文獻64
第4章雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器及安全與解除保險裝置實驗研究65
41雙足直線型超聲壓電驅(qū)動的安全與解除保險裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計65
411雙足直線型壓電驅(qū)動的安全與解除保險裝置工作原理65
412引信基體夾持結(jié)構(gòu)67
413預(yù)壓力裝置67
414振子加工工藝74
415滑塊摩擦材料的貼涂75
42振子樣機的頻率響應(yīng)測試76
43雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器的機械性能測試78
431速度測試78
432輸出力測試82
44本章小結(jié)83
參考文獻83
第5章引信環(huán)境對雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器的影響研究85
51勤務(wù)處理中雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器遭受跌落沖擊分析85
52彈丸發(fā)射高速動態(tài)條件下雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器抗過載特性分析87
521離心力對壓電驅(qū)動器的影響88
522后坐力對壓電驅(qū)動器的影響89
53引信環(huán)境熱對雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器的影響及消除94
54引信濕熱貯存環(huán)境對雙足直線型超聲壓電驅(qū)動器的影響96
55本章小結(jié)98
參考文獻98
第6章引信用H形自行式超聲壓電驅(qū)動器的工作機理及結(jié)構(gòu)設(shè)計100
61引信用H形超聲壓電驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計100
611H形超聲壓電驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計100
612H形超聲壓電驅(qū)動器的工作原理101
62H形超聲壓電驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及動力學(xué)仿真104
621H形超聲壓電驅(qū)動器的頻率一致性設(shè)計104
622H形超聲壓電驅(qū)動器的驅(qū)動足軌跡仿真107
63H形自行式超聲壓電驅(qū)動器接觸模型108
64本章小結(jié)113
參考文獻113
第7章H形自行式超聲壓電驅(qū)動器及安全與解除保險裝置實驗研究115
71定子頻率響應(yīng)及模態(tài)測試115
72H形超聲壓電驅(qū)動器機械性能測試118
73本章小結(jié)121
參考文獻121
第8章引信環(huán)境對H形自行式超聲壓電驅(qū)動器的影響研究122
81引言122
82沖擊載荷中H形超聲壓電驅(qū)動器的受力分析122
821H形超聲壓電驅(qū)動器的模態(tài)分析123
822H形超聲壓電驅(qū)動器在沖擊環(huán)境中的受力分析124
823H形超聲壓電驅(qū)動器的沖擊試驗驗證125
824沖擊載荷對H形超聲壓電驅(qū)動器的性能影響127
83H形超聲壓電驅(qū)動器的故障分析128
831壓電阻抗技術(shù)的基本原理128
832H形超聲壓電驅(qū)動器的損傷檢測130
833H形超聲壓電驅(qū)動器損傷的量化分析133
84H形超聲壓電驅(qū)動器性能下降的原因分析137
841H形超聲壓電驅(qū)動器諧振頻率變化137
842沖擊載荷下對H形超聲壓電驅(qū)動器有效機電耦合系數(shù)的影響139
843沖擊載荷下對H形超聲壓電驅(qū)動器等效電路參數(shù)的影響140
85本章小結(jié)143
參考文獻144
第9章引信環(huán)境對旋轉(zhuǎn)型超聲壓電驅(qū)動器的影響研究146
91引言146
92旋轉(zhuǎn)型超聲壓電驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)及工作原理147
921定子彎曲振動行波的產(chǎn)生機理147
922定子表面質(zhì)點運動軌跡的形成149
93旋轉(zhuǎn)型超聲壓電驅(qū)動器沖擊載荷下可能存在的失效模式分析149
931壓電材料的失效模式150
932定子的失效模式151
933轉(zhuǎn)子的失效模式152
94旋轉(zhuǎn)型超聲壓電驅(qū)動器在沖擊載荷下的動態(tài)響應(yīng)152
941沖擊載荷下超聲壓電驅(qū)動器的動態(tài)響應(yīng)分析154
942超聲壓電驅(qū)動器動態(tài)響應(yīng)和沖擊脈寬與幅值的關(guān)系156
943轉(zhuǎn)子變形量與預(yù)緊力之間的關(guān)系158
95旋轉(zhuǎn)型超聲壓電驅(qū)動器沖擊過載實驗研究159
951超聲壓電驅(qū)動器的性能測試與結(jié)果分析160
952定子的抗過載能力測試163
953沖擊載荷下隔震防護措施對超聲壓電驅(qū)動器性能的影響164
954旋轉(zhuǎn)型超聲