علوم و فناوریهای پدافند نوین

علوم و فناوریهای پدافند نوین

طراحی و ساخت دستگاه آزمونگر یک سامانه دورانی با استفاده از لیزر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مجید زمانی 1
اصغر مهدیان 2
محمد نوید سبقت الهی 3
1 استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان، ایران
2 دانشیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان، ایران
3 کارشناسی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، اصفهان، ایران
چکیده
یکی از روش‌های مرسوم جهت صحت‌سنجی عملکرد مهمات هوشمند، انجام آزمون است. این آزمون‌ها به دو شیوه دینامیکی یا شبیه‌سازی قابل ‌انجام است. روش آزمون دینامیکی در عمل دارای هزینه بوده و همچنین از لحاظ ایمنی، دارای ضریب اطمینان پایین و زمان‌بر است. دستیابی به فناوری پایش و آزمون به روش شبیه‌سازی امری ضروری است. این پژوهش با هدف طراحی و ساخت دستگاه آزمونگر به‌منظور آزمون زمان دوران یک قطعه نامیزان در یک سامانه دوار انجام ‌شده است. زمان دوران در این‌گونه سامانه‌ها متناظر با زمان دوران یک روتور نامیزان بین دو موقعیت است. این دستگاه از سه قسمت اصلی شامل مکانیسم قرارگیری زمان‌سنج بر روی قسمت چرخنده (که دوران آن باعث چرخیدن روتور زمان‌سنج می­گردد)، فرستنده لیزری و گیرنده حساس به رنگ (برای تشخیص وضعیت مکانی روتور) و قسمت کنترل‌کننده و پردازش سیگنال تشکیل‌ شده است. این دستگاه به‌صورت صنعتی ساخته‌شده است. با هدف تعیین کمیت‌های مهم مؤثر بر عملکرد سامانه و مقایسه با نتایج آزمون، رفتار مکانیکی آن از طریق استخراج و حل معادلات حرکت حاکم نیز به‌دست‌آمده است. نتایج ثبت‌شده در آزمون‌های عملی در مقایسه با رفتار سامانه در محیط نرم‌افزاری تأییدی بر صحت عملکرد این دستگاه است.
کلیدواژه‌ها
آزمونگر
پردازش سیگنال
روتور
زمان‌سنج
لیزر
موضوعات

عنوان مقاله English

Design and Construction of a Testing Device for a Rotating System Using Laser

نویسندگان English

majid zamani 1
Asghar Mahdian 2
Mohammad Navid Sebghatollah 3
1 Assistant Professor, Malek Ashtar University of Technology, Shahinshahr, Isfahan, Iran
2 Associate Professor, Malek Ashtar University of Technology, Shahinshahr, Isfahan, Iran
3 Bachelor's degree, Malek Ashtar University of Technology, Shahin Shahr, Isfahan, Iran
چکیده English

One of the common methods for verifying the performance of smart munitions is conducting tests. These tests can be carried out in two ways: dynamically or through simulation. The dynamic testing method is costly in practice and, from a safety standpoint, has low reliability and is time-consuming. Achieving monitoring and testing technology through simulation methods is essential. This research was conducted with the aim of designing and constructing a testing device to test the rotational time of an unbalanced component in a rotary system. The rotational time in such systems corresponds to the rotation time of an unbalanced rotor between two positions. This device consists of three main parts: a mechanism for placing a timer on the rotating part (whose rotation causes the timer rotor to turn), a laser transmitter and a color-sensitive receiver (for detecting the spatial position of the rotor), and a control and signal processing unit. This device has been industrially manufactured. Aiming to determine the important quantities affecting the system's performance and to compare with test results, its mechanical behavior has also been obtained by extracting and solving the governing equations of motion. The recorded results in practical tests, compared to the system's behavior in the software environment, confirm the correctness of this device's performance.

کلیدواژه‌ها English

Testing Device
Signal Processing
Rotor
Timer
Laser
[1] Jeong, J. H.; Eom, J.; Lee, S. S.; Lim, D. W.; Jang, Y. I.; Seo, K. W.; Choi, S. S.; Lee, C. J.; Oh, J. S. “Miniature Mechanical Safety and Arming Device With Runaway Escapement Arming Delay Mechanism for Artillery Fuze”; Sens. Actuator A Phys. 2018, 279, 518–524. doi: 10.1016/j.sna.2018.05.040.
[2] Lowen, G. G.; Tepper, F. R. “Computer Simulation of Artillery S&A Mechanism (Involute Gear Train and Pin Pallet Runaway Escapement)”; US ARMY.1982. doi: 10.21236/ada118395.
[3] Raza, A.; Wang, H. “Dynamic Simulation of Pin Pellet Runaway Escapement for Determination of Arming Distance”; Advances in Guidance, Navigation and Control 2022, 2027-2036. doi: 10.1007/978-981-15-8155-7-170.
[4] Seok, J. O.; Jeong, J. H.; Eom, J.; Lee, S. S.; Lee, C. J.; Ryu, S. M.; Oh, J. S. “Ball Driven Type MEMS SAD for Artillery Fuse”; J. Micromech. Microeng. 2016, 27, 15-32. doi: 10.1088/1361-6439/27/1/015032.
[5] Yadav, J.; Pitta, P.; Maan, A. “Swing Tower of Loader Backhoe Arm for Dynamics and Stress Analysis by Modeling and Simulation”; Advances in Fire and Process Safety 2018, 219–228. doi: 10.1007/978-981-10-7281-9-18.
[6] Ugrcic, M.; “Clock Mechanism as Base of Artillery Safety and Arming Devices”; Fracture of Nano and Engineering Materials and Structures: Proceedings of the 16th European Conference of Fracture,  2006, 799-800. doi: 10.1007/1-4020-4972-2-395.
[7] Tam, L. C.; Kong, T.; Du, R. “Physical-Based Simulations of Mechanical Watches and Clocks”; Proceedings of the ASME, 2007, 12, 123-128. doi: 10.1115/IMECE2007-41771.
[8] Song, R. C.; Zhang, L. F.; Wang, J. B.; Liu, C. Q. ; Ma, L. Q. “Dynamic Characteristics Research for Mechanical Timing Mechanism in Ammunition by Simulation”; Applied Mechanics and Materials 2010, 34, 1563-1567. doi: 10.4028/www. scientific.net/AMM.34-35.1563.
[9] Zhang, Y. ; Xiao, Q. ; Liu, X. ; Zhao, W. ; Xue, J. ”Study on Delay Release Time of Fuze Based on ADAMS” J. Phys.: Conf. Ser., 2023, 2501, 12-36. doi: 10.1088/1742-6596/2501/1/ 012036.
[10] Feng, H.; Lou, W.; Wang, D.; Zheng, F. “Explosion Suppression Mechanism Characteristics of MEMS S&A Device With In Situ Synthetic Primer”; Micromachines 2018, 9, 652-660. doi: 10.3390/mi9120652.
Yawei W. ; Haojie L. “Design of a Testing System for Dynamic Arming Time of Clock Mechanism in Fuze Safety System”; J. Phys.: Conf. Ser., 2020, 1449, 120-129. doi: 10.1088/1742-6596/1449/1/012129.
[12] Feliciano, M. M. ; Hurst, K. B. ; Klein, N. A. ; Warner, S. S.; Crino, S. T. “Feasibility Study of the XM307 Automatic Grenade Launching System”; IEEE Symposium on Systems and Information Engineering Design, 2008, 311-316. doi: 10.1109/ SIEDS.2008.4559731.
[13] Sui, L.; Li, G.; Song, P.; An, H. “Computer Simulation and Vibration Testing of Runaway Escapement”;  International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation 2009. doi: 10.1109/icmtma.2009.128 .
[14] Kiselev, M. I.; Pronyakin, V. I. “Mesurement and Calculation Provision for the Creation of Clock Mechanisms”; Measurement Techniques 2003, 46, 447–457. doi: 10.1023/A: 1025301113364.
[15] Alyushin, Y. A.; Elenev, S. A. “Mathematical Model of Stewart Platform Motion”; J. Mach. Manuf. Reliab. 2010, 39, 305–312. doi:10.3103/S1052618810040011.
[16] Lowen, G. G.; Tepper, F. R. “Computer Simulations of Artillery S&A Mechanisms (Involute Gear Train and Pin Pallet Runway Escapement)”; DTIC, 1982. doi: 10.21236/ada118395.
[17] Rim, O. K.; Kim, S. S.; Bang, J. W. “Simplified Parametric Study on M125 Booster Mechanism and its Application for Determining the Characteristic Constant of Arming Distance”;  J. KIMS Technol. 2015, 18, 409–414. doi:10.9766/KIMST. 2015.18.4.409.
[18] Wei, Y.; Li, H. “Design of a Testing System for Dynamic Arming Time of Clock Mechanism in Fuze Safety System”; J. Phys. Conf. Ser. 2020, 1449, 012129. doi: 10.1088/1742-6596/1449/1/012129.
[19] Cheney, O. F. “Method and Apparatus for Testing Rotation-Responsive Delay Devices” U.S. Patent 3580046, 1971.
[20] Egorov, A. S.; Piastro, E. E. ; Piastro, A. E. ”Device for Measuring the Time of Operation of the Fire Chain of the Contact Explorator by Throwing”; R.U. Patent 192320, 2019 (in Russian).
علوم و فناوریهای پدافند نوین
دوره 16، شماره 2 - شماره پیاپی 60
تابستان
تابستان 1404
صفحه 73-81

  • تاریخ دریافت 16 اردیبهشت 1404
  • تاریخ بازنگری 04 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 17 تیر 1404
  • تاریخ انتشار 01 مرداد 1404