靶后破片冲量测量装置的研究+文献综述(5)
Ws为与弹丸和靶板整体变形和发热等有关的能量损失；
联立可得，
（2.7）
在靶板获得转动动能以后，忽略弹丸对靶板的作用，仅仅是靶板转动动能和势能以及摩擦损失之间的能量转换，有
（2.8）
其中，M 为靶板总质量，可以直接测得；
Δh为靶板质心升高距离，；
Wf 为两轴间处摩擦力做功，当靶板转动角度小于180°时忽略不计。
由此可得，
（2.9）
又可有米尺测得靶板质心距中心轴距离为 ly，
当β≤90°时，
（2.10）
当90°﹤β﹤180°时，
（2.11）
其中，β为靶板转动角度。可得，
由公式（2.10）可知，要想得到mv值，只需得到靶板转动角度β和弹丸撞击靶板位置距轴中心线垂直距离l0。靶板转动角度β可由旋转表编码器连同单片机测量出来，弹丸撞击靶板位置距轴中心线垂直距离l0则可直接在试验后用游标卡尺测量出来。
2.2 破片回收装置设计
根据本课题系统要求，机械部分需要设计一个破片回收装置。利用三文绘图软件ProE，根据系统参数设计了一个能够实现回收靶后破片的试验装置，并绘制出三文结构图及二文加工图纸。
2.2.1 收弹器设计
本课题要求弹丸能够穿透50mm均质装甲钢，并检测穿透装甲后破片的冲量。试验中弹丸打算采用横向效应弹（弹头直径 ，弹尾直径 ），弹体穿透50mm均质装甲钢后，弹壳脱落，破片以一定的初速度打到后效靶板上。需要在穿透装甲钢的同时将脱落的弹壳收集，所以要设计一个能够收集弹壳的收弹器。除此之外，前效靶板（即均质装甲钢）在试验中需要固定，所以将收弹器设计成壳状，如图2.5所示。
a)三文模型 b)加工图纸
图2.5 收弹器模型
所示前效靶板（50×500×500mm）放在收弹器内，所以收弹器内槽宽度设计为511×511mm；另外，弹丸破片穿透钢板后需要打到后效靶板上，所以在收弹器上要开一个通孔（ ）。试验中必须保证弹丸发射口与通孔同高，否则破片无法有效经过收弹器到达冲击摆，试验中可采用亮度高、方向性好的激光作为对高装置。
2.2.2 后效靶板设计
根据测量系统参数要求，后效靶为80mm均质装甲钢，在破碎弹丸冲量的作用下摆角要小于90°，设计了后效靶板如图2.6所示。
2.6 后效靶板模型
后效靶板由支架、80㎜厚的603装甲钢板和一根光轴组成，装甲钢板与光轴焊接在一起，所以靶板在受到破片冲击后，绕着光轴转动，注意在支架和光轴之间需要安装推力球轴承，起支撑作用（图中未画出）。
后效靶板总重80kg、靶板未焊接时尺寸为480×240×78mm、光轴与装甲钢焊接部分直径50mm、由PROE软件测得对上部光轴轴线的转动惯量J=6.387kg•m2≈6.4 kg•m2、靶板质心距中心轴距离为ly=235.6mm≈236mm。由公式（2.10）和公式（2.12）可得出，假设l0为320mm左右，当摆角为45°的时候，可得mv=83N/s。
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