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弹药侵彻目标过程中火工品将受到毫秒级冲击过载作用,而现有实验室力学过载模拟试验装置难以达到毫秒级过载脉宽。针对过载脉宽不足的问题,本文基于现有的空气炮装置主要开展了力学过载模拟试验波形展宽研究。本文的主要的研究工作如下:(1)针对原有空气炮装置无法获得过载加速度曲线的问题,设计了空气炮缓冲靶板试验装置。对缓冲靶板试验装置机械部分的各部件进行了详细设计,各部件使用螺纹连接,满足了装置可拆卸的要求。完成了数据采集系统的设计和搭建,可实现加速度信号的实时采集。利用LS-DYNA软件对空气炮缓冲靶板试验装置的力学性能进行了数值模拟,结果表明,在不加任何防护的条件下,支撑体最高只能承受3.56m/s的子弹撞击而不发生塑性变形,防护后能承受大于180m/s速度撞击。建立了子弹撞击过程的数学模型,结果表明使用软材料能够提高缓冲靶板试验装置的抗冲击性能。经过试验验证,选用橡胶作为防护材料取得了很好的防护效果,保证了支撑平台的安全性;(2)为了实现对过载加速度信号的精确测量,设计了四种传感器安装方案,通过数值模拟与试验相结合的方法研究了不同传感器安装方式对过载加速度特征谱的影响,确定了最佳的传感器安装方案为加铝质量块的无套筒结构传感器容器;(3)基于空气炮和搭建的缓冲靶板试验装置,针对不同尺寸的导电橡胶、工业毛毡及开孔泡沫铝对过载加速度特征谱的影响规律开展了研究,并利用波形分析技术对过载加速度曲线特征值(脉宽和峰值)的提取方法进行了研究。结果表明:在缓冲材料不变的条件下,缓冲材料厚度增加脉宽呈增加趋势,直径小时增加趋势更明显;开孔泡沫铝对波形展宽的效果最显著,可实现过载脉宽大于2ms。