勤務(wù)環(huán)境對引信離心鋼球自毀時間性能影響分析

黃軍華，張　元，王雨時，聞　泉

(1.9304廠，江西 九江　332006； 2.南京理工大學(xué) 機械工程學(xué)院，南京　210094)

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勤務(wù)環(huán)境對引信離心鋼球自毀時間性能影響分析

黃軍華1，張元2，王雨時2，聞泉2

(1.9304廠，江西 九江332006； 2.南京理工大學(xué) 機械工程學(xué)院，南京210094)

摘要：應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法對某35 mm口徑引信生產(chǎn)交驗靶試自毀時間數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，采用不等次數(shù)重復(fù)試驗雙因素方差分析法得到了方差分析結(jié)果；結(jié)果表明：引信經(jīng)歷振動、水平跌落、頭向下跌落等勤務(wù)環(huán)境即技術(shù)狀態(tài)的不同對離心鋼球自毀時間無顯著差異，而生產(chǎn)批次對自毀時間的分布有顯著影響，引信勤務(wù)環(huán)境造成技術(shù)狀態(tài)改變和生產(chǎn)批次交互作用對自毀時間無顯著影響。

關(guān)鍵詞：引信；數(shù)理統(tǒng)計；差異性檢驗；自毀時間；勤務(wù)環(huán)境

本文引用格式：黃軍華，張元，王雨時，等.勤務(wù)環(huán)境對引信離心鋼球自毀時間性能影響分析[J].兵器裝備工程學(xué)報，2016(6):72-75.

Citation format:HUANG Jun-hua, ZHANG Yuan, WANG Yu-shi, et al.Analysis About Service Environment’s Effect on Performance of Self-Destroying Time of Fuze Self-Destroying Device[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(6):72-75.

引信受到濕度、溫度或運輸中振動、磕碰、搬運和跌落等勤務(wù)環(huán)境的影響，其硬件性能參數(shù)將發(fā)生漂移[1]，可能會造成引信失效等嚴(yán)重后果。對于引信環(huán)境試驗的方法和引信勤務(wù)環(huán)境對安全性的影響，國內(nèi)外已有較多研究[2-4]，而引信勤務(wù)環(huán)境對離心鋼球自毀機構(gòu)是否有影響、是否會由此造成明顯的自毀時間散布，目前尚未見文獻(xiàn)論述。

鋼球式離心自毀機構(gòu)是目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的自毀機構(gòu)[5-6]。同藥盤自毀相比，它具有結(jié)構(gòu)簡約小巧、作用可靠等顯著優(yōu)點[7]，但自毀時間散布較大，對此問題國內(nèi)學(xué)者從不同的角度對不同的因素進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[8]在不考慮身管磨損、彈丸章動、射角跳動、氣象條件變化，也不考慮彈帶切槽及其他彈丸表面凹槽或橫孔的前提下，得出彈丸極轉(zhuǎn)動慣量散布是影響引信自毀時間精度的主要因素，彈丸膛口速度散布是次要因素，而其他參量的影響則可以忽略不計的結(jié)論。文獻(xiàn)[9]從引信結(jié)構(gòu)參數(shù)和加工品質(zhì)、射角、氣象條件、身管狀態(tài)等方面人手，著重用方差分析法對身管狀態(tài)進(jìn)行顯著性檢驗，探討引起引信自毀時間異常的因素，在逐一排除了其他因素后，得出彈帶異常飛邊是自毀時間散布異常的主要原因。

為了為減小引信離心鋼球自毀時間散布范圍提供參考，本文以某35 mm口徑引信為例，試圖通過數(shù)理統(tǒng)計方法分析引信產(chǎn)品生產(chǎn)交驗的靶試自毀時間數(shù)據(jù)，確定振動、跌落等引信勤務(wù)環(huán)境和生產(chǎn)批次對自毀時間性能的影響。

1　不等次數(shù)重復(fù)試驗雙因素方差分析法[10-11]

某產(chǎn)品受因素A和因素B雙因素影響，設(shè)因素A有m個不同水平，因素B有n個不同水平，在Ai與Bj組合下做了tij次重復(fù)試驗，試驗結(jié)果為Xijk，i=1,2，…,m；j=1,2，…，n；k=1,2，…，tij。由試驗數(shù)據(jù)可得相關(guān)參數(shù)如下。

(1)

(2)

(3)

(4)

其中

(5)

(6)

(7)

由此可得總離差

(8)

令

(9)

(10)

(11)

(12)

式(8)～式(12)中的ST、SE、SA、SB、SAB分別稱為總平方和、誤差平方和、因素A的平方和、因素B的平方和、交互作用AB的平方和，其關(guān)系為

自由度分別為

綜合上述所有公式可算得判別假設(shè)真假的統(tǒng)計量和其對應(yīng)的F分布的檢驗值：

在確定一個顯著水平α后，當(dāng)FA大于右側(cè)F分布的檢驗值時，認(rèn)為A因素對產(chǎn)品的某參數(shù)有顯著影響，否則認(rèn)定影響不顯著。當(dāng)FB大于右側(cè)F分布的檢驗值時，認(rèn)為B因素對產(chǎn)品的某參數(shù)有顯著影響，否則認(rèn)定影響不顯著；當(dāng)FAB大于右側(cè)F分布的檢驗值時，認(rèn)為A因素與B因素的交互作用對產(chǎn)品的某參數(shù)有顯著影響，否則認(rèn)定影響不顯著。

2　數(shù)據(jù)分析

該引信生產(chǎn)驗收靶場射擊試驗數(shù)據(jù)來自21個批次，其中部分引信樣品經(jīng)歷了GJB573A—1998《引信環(huán)境與性能試驗方法》規(guī)定的的勤務(wù)處理環(huán)境試驗，具體項目是振動、水平跌落和頭向下跌落。另外，只在2013-3批中進(jìn)行過低溫狀態(tài)下的試驗，樣本量太少且無對比性，無法確定其對自毀時間有影響，因此將該批數(shù)據(jù)剔除。各生產(chǎn)批次不同環(huán)境下的引信試驗數(shù)量和自毀時間均值如表1所示。

由表1可知，引信自毀時間數(shù)據(jù)受生產(chǎn)批次和引信試驗環(huán)境的影響，不同生產(chǎn)批次和不同試驗環(huán)境下的自毀時間試驗次數(shù)不一樣。另外，不同生產(chǎn)批次和不同勤務(wù)環(huán)境下的引信自毀時間均值均不同，在不考慮生產(chǎn)批次情況下，不同勤務(wù)環(huán)境下的引信自毀時間均值差別很小，最大差值為0.322 s，而在不考慮勤務(wù)環(huán)境改變的情況下，不同生產(chǎn)批次的均值差別較大，最大差值為2.895 s，這說明生產(chǎn)批次和勤務(wù)環(huán)境都對引信自毀時間有影響，但影響程度并不一樣，兩者影響是否顯著需要進(jìn)行差異性檢驗。

表1　各試驗環(huán)境下不同批次的引信試驗數(shù)量分布和自毀時間均值

3　差異性檢驗

據(jù)前述方法，設(shè)生產(chǎn)批次為因素A，引信試驗環(huán)境為因素B，得方差分析結(jié)果如表2所示。

表2　方差分析

取顯著水平α=0.05，綜合上表結(jié)果知：FA=10.595>1.66=F(19,139)，說明生產(chǎn)批次對自毀時間影響顯著；FB=2.171<2.67=F(3,139)，說明引信勤務(wù)環(huán)境對自毀時間無顯著影響；FAB=1.290<1.46=F(57,139)，說明生產(chǎn)批次和勤務(wù)環(huán)境的交互作用對自毀時間影響不顯著。

4　結(jié)論

通過數(shù)理統(tǒng)計和方差分析對某離心鋼珠自毀的35mm口徑引信生產(chǎn)交驗的219發(fā)自毀時間數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，分別經(jīng)歷振動、水平跌落、頭向下跌落和未經(jīng)歷前述勤務(wù)環(huán)境(常態(tài))的各技術(shù)狀態(tài)下引信離心鋼球自毀時間性能無顯著性差異，而生產(chǎn)批次對自毀時間有顯著影響，引信勤務(wù)環(huán)境和生產(chǎn)批次的交互作用對自毀時間影響不顯著。因此，為減小自毀時間的散布范圍，應(yīng)每隔一段時間對生產(chǎn)設(shè)備、工具和工藝進(jìn)行校正，以盡量減少生產(chǎn)過程的產(chǎn)品性能差異性。

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(責(zé)任編輯周江川)

doi:10.11809/scbgxb2016.06.017

收稿日期：2015-12-18；修回日期：2016-01-25

作者簡介：黃軍華(1975—)，男，工程師，主要從事探測與控制研究。

中圖分類號：TJ43

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2096-2304(2016)06-0072-04

Analysis About Service Environment’s Effect on Performance of Self-Destroying Time of Fuze Self-Destroying Device

HUANG Jun-hua1, ZHANG Yuan2, WANG Yu-shi2, WEN Quan2

(1.The No. 9304thCompany, Jiujiang 332006, China; 2.School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science & Technology, Nanjing 210094, China)

Abstract:The self-destroying time data that tested from 35 mm caliber fuze was analyzed by mathematical statistics. The variance was obtained by the two-factor variance analysis method of ranging from the number of repeat test. According to the analysis results, that the fuze experienced shake, the level fall and the head down fall have no obvious effect on fuze self-destroying time, but the production batches play a significant influence on self-destroying time, while the interaction effect between the production batches and fuze service environment is not obvious.

Key words:fuze; mathematical statistics; difference examination; self-destroying time; service environment