便携式导弹级间活塞式分离装置是一种结构简单、性能可靠的级间分离装置,本文利用Simulink仿真软件和显式动力学分析软件LS-DYNA对该装置工作过程进行了数值仿真分析研究,并通过发射发动机试验进行了验证,主要工作内容如下:第一,建立了发射发动机内弹道以及活塞缸压力数学模型,并利用Simulink仿真软件建立了发射发动机燃烧室压力、活塞缸压力仿真模型,得出了气孔流量时间曲线以及活塞缸压力时间曲线。研究结果表明:在发射发动机工作阶段,活塞缸压力逐渐上升,在t=31.2ms时达到平衡压力。活塞缸充气阶段,气孔流动经历了非临界流动流量急剧增大、临界流动流量不变、非临界流动流量逐渐减小三个阶段。活塞缸泄气阶段,气孔流动经历了非临界流动流量急剧增大、非临界流动流量逐渐减小两个阶段。第二,分析了活塞缸容积和气孔直径对活塞缸充气特性的影响规律。研究结果表明:在发射发动机其它参数不变的情况下,充气时间与活塞缸容积成正比,活塞缸容积存在临界值,活塞缸容积越接近临界值,活塞式分离装置的气动分离特性就越好;充气时间随着气孔直径的减小而增大,气孔直径存在临界值,气孔直径越接近临界值,活塞式分离装置的气动分离特性越好。第三,通过建立剪切力仿真模型,得出剪切力时间曲线。利用LS-DYNA软件对剪切销钉的动态过程建立仿真模型,通过仿真分析得到了剪切销钉的时间。研究表明:在发射发动机拖尾段,剪切力急剧上升到最大值,可以确保连接销钉的可靠剪切。第四,建立了活塞式分离装置分离运动仿真模型,并通过产品发动机和试验发动机试验进行了验证。研究结果表明:仿真计算与试验结果高度一致,数值仿真计算具有可行性。环境温度对级间分离特性有着较大的影响,环境温度越高级间分离的时间越短。