基于Adams的低过载激活机构运动学建模仿真分析
Kinematic Modeling and Simulation Analysis of Low-Overload Activation Mechanism Based on ADAMS
DOI: 10.12677/mos.2026.1510148, PDF,    科研立项经费支持
作者: 李 谭, 邵伟平*:沈阳理工大学机械工程学院,辽宁 沈阳;郝永平:沈阳理工大学机械工程学院,辽宁 沈阳;沈阳理工大学装备工程学院,辽宁 沈阳;朱海平:瓦房店市第二十二初级中学,辽宁 瓦房店
关键词: 引信;低过载;激活机构;ADAMS;发射安全;Fuze; Low Overload; Activation Mechanism; ADAMS; Launch Safety
摘要: 针对某型火箭弹化学电源激活机构存在低过载发射工况可靠激活、高过载跌落勤务安全二者难以兼顾,以及膛内早炸危及阵地人员安全的问题,本文针对该型火箭弹的化学电源,设计了一种小型低过载激活机构。该机构针对其约50 g长脉宽低后坐与低离心转速的发射环境,构建蛇形槽–内惯性件–离心球三级顺序保险机构,通过后坐环境与旋转环境的序列耦合,实现低过载可靠激活、短脉冲跌落不解保的同时,有效减少了机构的轴向空间占用,确保了激活装置的安全性和小型化。仿真表明,该机构能够兼顾低过载发射可靠激活与高过载跌落勤务安全,并可避免膛内早炸引发的阵地安全隐患。
Abstract: To address the failure of conventional activation mechanisms for rocket projectile chemical power sources to reconcile reliable activation under low-overload launch conditions with service safety under high-overload drop, as well as the risk of in-bore premature detonation endangering personnel safety at the launch site, a compact low-overload activation mechanism is proposed. Tailored to a launch environment characterized by approximately 50 g long-pulse low setback and low centrifugal rotation speed, the mechanism employs a three-stage sequential safety architecture comprising a serpentine slot, an internal inertial component, and a centrifugal ball. Through the sequential coupling of setback and rotational stimuli, it achieves reliable low-overload activation while remaining unarmed under short-pulse drop, effectively reducing axial space occupation and ensuring both safety and miniaturization. Simulation results demonstrate that the mechanism reconciles reliable low-overload launch activation with high-overload drop service safety and mitigates position safety hazards arising from in-bore premature detonation.
文章引用:李谭, 邵伟平, 郝永平, 朱海平. 基于Adams的低过载激活机构运动学建模仿真分析[J]. 建模与仿真, 2026, 15(10): 102-114. https://doi.org/10.12677/mos.2026.1510148

参考文献

[1] 姚枫秋. 榴弹膛内运动动力学仿真[D]: [硕士学位论文]. 沈阳: 沈阳理工大学, 2020.
[2] 巩博瑞. 王向胜. 轻量化在火炮设计中的应用综述[J]. 火炮发射与控制学报, 2023, 44(1): 94-98, 106.
[3] 王贵强. 微小型电源激活机构研究[D]: [硕士学位论文]. 沈阳: 沈阳理工大学, 2021.
[4] Rastegar, J.S., Murray, R. and Spinelli, T. (2009) Mechanical Delay Mechanisms for Inertial Igniters for Thermal Batteries and the Like. US 7,587,980 B2.
[5] Rastegar, J.S. (2019) Spin Acceleration Armed Inertia Igniters and Electrical Switches for Munitions and the Like. US 10.337.848 B2.
[6] 贺文, 冯欣, 闫雷. 迫弹储备电池的小型低过载激活机构[J]. 探测与控制学报, 2021, 43(1): 79-82.
[7] 王海龙. 引信低过载后坐保险机构技术研究[D]: [硕士学位论文]. 南京: 南京理工大学, 2018.
[8] 丁叶腾. 引信螺旋槽后坐保险机构研究[D]: [硕士学位论文]. 南京: 南京理工大学, 2022.
[9] 王嘉伟, 王雨时, 王光宇. 国内外引信弹道炸事故及其原因综述[J]. 探测与控制学报, 2026, 48(1): 20-30.
[10] 王华, 陈久如. 提高蛇形槽式保险机构安全性的方法探讨[J]. 太原机械学院学报, 1991(4): 7-12.
[11] 贺文, 王莹澈, 李仁杰, 等. 储备电池的曲折槽互锁低过载激活机构[J]. 探测与控制学报, 2013, 35(3): 21-23, 28.
[12] 程君, 闻泉, 王雨时, 等. 引信曲折槽机构设计参数灵敏度[J]. 探测与控制学报, 2014, 36(4): 9-13.
[13] 檀永杰. 引信曲折槽后坐保险机构理论研究[D]: [硕士学位论文]. 南京: 南京理工大学, 2008.
[14] 张号, 陶泽, 曾鹏飞, 等. 小型低过载激活机构中曲折槽设计与研究[J]. 新技术新工艺, 2023, 421(1): 31-37.
[15] 曾霖, 张嘉易, 郝永平, 等. 低过载激活机构摆环设计与分析[J]. 机械工程与自动化, 2025, 54(2): 21-23, 27.
[16] 张合, 李豪杰. 引信机构学[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2020.
[17] 夏信学. 微小型离心式热电池激活机构研究[D]: [硕士学位论文]. 沈阳: 沈阳理工大学, 2024.
[18] 郭卫东. 虚拟样机技术与ADMAS应用实例教程[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2008.
[19] Николаи, Е.Л. 郭乾荣. 达朗贝尔原理与惯性力[J]. 力学季刊, 1964(4): 116-120.
[20] 韩学平, 芮筱亭, 洪俊, 杨富锋. 引信惯性部件坠落动力学试验分析及数值仿真[J]. 系统仿真学报, 2008(8): 1990-1993.