急剧拍摄分析

由Scott Bradley，设计建模和仿真铅系统设计，英国赫特福德郡评估有限公司

在几乎任何新的高爆炸弹药的设计中，最复杂且经常有问题的组件是融合系统。保险丝必须包含一个安全和臂装置，以确保弹丸只能在射击力之后进入武装状态，并且在距离武器枪口的安全距离之后。系统设计评估的工程师（SDE）建造了刚性和灵活的车身MSC ADAMS模型，用于研究熔断器机制设计的运动和强度，以识别潜在的设计问题，并协助分析试验结果。

“进行实弹试验是一项昂贵的业务，”挪威Nammo Raufoss公司APEX弹药开发项目经理Eva Friis说。“分析回收的引信来确定失败的原因几乎是法医科学，很难知道回收弹丸时施加的力如何影响结果。Adams模拟提供了对保险丝操作的深入了解，并使团队能够在制造和物理测试前突出和解决设计的弱点。”

Nammo 25 mm顶尖弹丸是一个下一代盔甲，高爆炸弹药，设计用于美国F-35联合罢工战斗机。射弹留下了四桶式GAU-12武器系统的枪口，速度约为1000米/秒，经历了近80,000克的峰值挫折加速度。在这些条件下，与严重的空间限制相结合，几乎不可能介绍熔丝，以了解内部部件的操作和相互作用。因此，虽然物理测试可用于确认函数，但它通常只提供有限的信息，以便在发生故障时进行分析。

一个详细的亚当斯柔性体建模的一个引信擒送机构，让你看到应力结果在实时。

亚当斯建模在提供信息以协助诊断从恢复测试中获得的证据进行诊断。在一种情况下，在恢复测试后检查内部保险丝组件显示出现出现故障的标记。

建立了详细的柔性体Adams设计模型，分析确定了问题的性质和引信机构内的事件顺序;由于弹丸旋转产生的巨大离心力导致内部部件变形，足以解锁两个保持齿轮。

弹药引信的计算机建模并非没有挑战。安全和手臂装置通常是机械的，使用发条擒纵机构，类似于那些在手表中发现的。这种机制严重依赖3D接触，导致运行时间延长。此外，熔断器的解除时间很大程度上取决于模型中摩擦算法的定义。SDE与保险丝制造商密切合作，以克服这一问题，并通过静态旋转测试验证模型，从而为进一步研究设计排列提供坚实的基础。

在概念设计阶段，SDE的工程师开始为Nammo Raufoss APEX开发项目提供计算机辅助工程(CAE)支持。利用刚体运动学分析软件进行了早期安全臂引信建模工作。然而，客户要求在更复杂的组件中对组件强度进行综合分析，这促使他们寻找替代软件。

评估了许多市售封装，但没有发现亚当斯的灵活性允许快速完全地分析复杂机械系统的运动功能和设计。

Adams柔性接触能力大大简化了擒抱系统的建模，这在机械安全装置和机械臂装置中很常见。特别是，由于调节器组件的往复特性，相当大的力可能在整个齿轮系中消散。这有时会导致灾难性的失效的组件，由于剪切的齿轮齿，导致过早解除保险丝。这种机制的部分可以在Adams中建模为柔性体，从而可以评估在操作过程中每个部分产生的应力和应变。

基于Adams刚体模型的保险丝冲击延迟机构，确定了不同速度、角度和不同材料对冲击的灵敏度。

亚当斯的结果不仅成功地预测了在各种保险丝设计的许多场合的组件的故障，而且也促进了组件的重新设计，以达到合适的强度。重要的是，通过对部件内部应力的量化，Adams帮助证明了符合要求的安全系数，这些信息是不可能从实弹试验结果中收集到的。

APEX引信的设计提供一个短延迟，在冲击后，在启动高炸药填充前，让弹丸第一次穿透目标，并提供最大的爆炸和破碎效果的内部。为了实现这一点，冲击延迟机制必须是健壮的，但对法向和斜向冲击角度足够敏感。SDE使用Adams，结合轴向和自旋减速的水力代码预测，来模拟冲击机构的运动，并评估引信在不同的目标材料在不同的冲击速度和倾角下的敏感性。