对于现代化作战而言,智能武器因为其高精度与高效能的特点而越发重要。智能弹是具有侦察、制导功能的先进弹药的统称,头罩是用于在智能弹飞行中保护制导元件的装置,在智能弹飞抵工作位置后即抛离头罩。针对传统的机械分离装置可靠性差,重量大的缺点,本文提出了一种基于形状记忆聚合物的分离装置,为实现头罩的可靠分离,本文研究了新型头罩的气动热环境、形状记忆材料的记忆性能,以及头罩的安全分离等关键问题。建立了智能弹流场分析模型,通过计算流体力学求解得到了不同速度下智能弹的飞行阻力系数,结合运动学微分方程,得到了不同发射角度与发射速度下智能弹飞行的运动轨迹。根据智能弹在飞行过程中的运动参数,对不同时刻下的智能弹流场气动热进行了仿真,结果表明,气动热效应主要集中在前4秒左右。由于气动阻力与飞行高度变化,4秒以后智能弹壁面温度与相应海拔高度的大气温度相关。通过流体计算得到的温度条件对具有可分离头罩智能弹进行了流固耦合传热计算,得到了不同工况下形状记忆聚合物固定环的温度分布。计算表明,气动热无法保证形状记忆聚合物固定环长时间在玻璃化转变温度以上,因此需要外部热源加热。采用E44和固化剂聚醚胺D230制备了一种热致型环氧树脂基形状记忆聚合物材料,对该材料进行了DSC、DMA及形状记忆性能测试,表明材料的玻璃化转变温度与其固化剂和树脂的比例高度相关,固化剂占比分数越高,其转变温度越低;树脂比例分数越高,其转变温度越高。因此可以根据需要的工作条件选择合适比例配方的形状记忆聚合物。热致型形状记忆环氧聚合物记忆效应良好,样品的回复率接近100%,固定率在95%以上。通过对比不同环境温度下的聚合物回复曲线,稍高的温度可以显著减少形状记忆聚合物的回复时间。制备了内嵌镍铬电热丝的形状记忆聚合物复合片,比较了不同电热丝排布方式对回复性能造成的影响,S型排布方式为最佳选择。并通过外接7.2V电压进行了展开测试,14秒内头罩和弹体即可完成解锁。通过嵌套网格的方法耦合计算流体力学与六自由度方程计算,研究了不同工况下对头罩安全性的影响。确定了头罩与弹体的最短间距作为判断头罩分离是否安全的条件,通过坐标变换与参数方程求极值的方法给出了求解方法。对比不同攻角下的弹体分离情况,正攻角与负攻角情况下头罩会迅速偏离弹体从而相对安全,而零攻角工况的安全性较差。比较不同高度与马赫数对于分离过程的影响,高度对于头罩分离安全性的影响较低,而当马赫数提高时,需要额外考虑增加分离力才能使头罩安全分离。针对零攻角工况最短间距较小的问题,本文提出了采用非对称头罩结构与改变分离力作用位置的方法提高分离过程中安全性,仿真结果表明,这两种方法均可以有效增加分离过程中头罩与弹体的间距。本文研究工作可为智能弹及其它小型飞行器的头罩设计提供参考。