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当期目录

    2014年 第35卷 第6期    刊出日期:2014-06-23
    论文
    导气与枪管浮动混合式自动机动力学特性研究
    宋杰, 廖振强, 李佳圣, 肖俊波
    2014, 35(6):  753-761.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.001
    摘要 ( )   PDF (1473KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了研究导气与枪管浮动混合式自动机在高初速榴弹发射器上应用的可行性及通过调节导气装置结构参数匹配枪管组件与枪机框组件后坐能量达到降低武器系统后坐力的目的,基于气体动力学理论和热力学理论,推导考虑热量散失及枪管浮动作用的内弹道和导气装置气流问题的基本方程组。利用该计算模型对高初速榴弹发射器发射动力学进行仿真,得出武器系统自动机运动特性曲线及后坐力随时间变化的曲线。将仿真结果与实验结果进行对比,验证模型的正确性。探讨导气装置导气孔直径、导气孔开孔位置、导气室初始容积结构参数对导气室气体压力变化的影响规律,并分析其对自动机速度曲线及后坐力的影响。在完成自动机自动循环的前提下,采用导气与枪管浮动混合式自动机可将武器的最大后坐力控制在1 100 N内,实现武器低后坐发射。
    基于B探针的膛内电枢速度测量系统研究
    刘福才, 李欢, 王大正, 王振春, 何锁纯
    2014, 35(6):  762-768.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.002
    摘要 ( )   PDF (1554KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    弹丸速度和位移的测量是电磁炮重要的测试项目之一。针对以往分布式探针测速需要多路高速采集通道的问题,提出采用探针串联和波形叠加进行增强型电磁轨道炮膛内电枢速度测量的两种新方法。通过仿真给出采用驱动电流信号和拟合速度变化曲线计算增强型电磁轨道炮磁探针感应电压的方法;通过实验分别采用探针串联和波形合并两种新方法对膛内电枢速度进行测量,并与分布式测量方法进行比较。仿真和实验结果表明:仿真所得探针波形与实验测得的波形基本一致,提出的两种新方法与分布式测量方法相比只需要一路高速采集端口,具有成本低、可靠性高等特点,为轨道电磁炮膛内电枢速度的测量提供了一条新途径。弹丸速度和位移的测量是电磁炮重要的测试项目之一。针对以往分布式探针测速需要多路高速采集通道的问题,提出采用探针串联和波形叠加进行增强型电磁轨道炮膛内电枢速度测量的两种新方法。通过仿真给出采用驱动电流信号和拟合速度变化曲线计算增强型电磁轨道炮磁探针感应电压的方法;通过实验分别采用探针串联和波形合并两种新方法对膛内电枢速度进行测量,并与分布式测量方法进行比较。仿真和实验结果表明:仿真所得探针波形与实验测得的波形基本一致,提出的两种新方法与分布式测量方法相比只需要一路高速采集端口,具有成本低、可靠性高等特点,为轨道电磁炮膛内电枢速度的测量提供了一条新途径。
    自适应模糊小波滑模控制在交流伺服系统中的应用
    侯润民, 刘荣忠, 侯远龙, 高强, 杨国来
    2014, 35(6):  769-775.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.003
    摘要 ( )   PDF (1111KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对某武器大功率交流伺服系统的位置跟踪问题,提出了一种基于自适应模糊小波神经网络快速终端滑模控制(AFWN-FTSMC)方法。为使控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型,采用自适应模糊小波神经网络控制器(AFWNC)逼近滑模控制中的等效控制部分,解决了由于系统的不确定性及干扰的存在而不能准确确定等效控制的问题;同时利用自适应PI控制来降低系统的抖动,并采用Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该方法可以有效抑制抖振,提高系统的瞬态响应性能和控制精度,并且对结构参数不确定性具有很强的鲁棒性。
    具有参数不确定性的火炮弹药协调器定位精度优化
    高学星, 苏哲子, 孙华刚, 侯保林
    2014, 35(6):  776-781.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.004
    摘要 ( )   PDF (1099KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于火炮弹药协调器定位过程中的参数不确定性,提出一种间接提高定位精度可靠性的优化方法。分析了影响弹药协调定位性能的主要不确定性因素,对不确定性变量进行空间变换和拉丁超立方采样,根据空间变换后采样点到均值点的距离计算误差权值;在Simulink中建立协调过程的机电系统模型,并对各个采样点进行仿真以获取定位误差,对定位误差进行加权取和作为性能指标,使用粒子群优化算法对该性能指标进行了最优化设计。优化计算结果表明,该方法具有显著的优化效果和较高的计算效率。基于火炮弹药协调器定位过程中的参数不确定性,提出一种间接提高定位精度可靠性的优化方法。分析了影响弹药协调定位性能的主要不确定性因素,对不确定性变量进行空间变换和拉丁超立方采样,根据空间变换后采样点到均值点的距离计算误差权值;在Simulink中建立协调过程的机电系统模型,并对各个采样点进行仿真以获取定位误差,对定位误差进行加权取和作为性能指标,使用粒子群优化算法对该性能指标进行了最优化设计。优化计算结果表明,该方法具有显著的优化效果和较高的计算效率。
    基于视觉序列图像分析的药室参数测量
    王会峰, 王晓艳, 王炳健, 关丽敏, 汪贵平
    2014, 35(6):  782-788.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.005
    摘要 ( )   PDF (2711KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对药室参数的高精度测量问题,提出了基于视觉序列图像分析的交叉直径读数靶方法。设计了一种能够在同一场景中读取交叉方向直径的靶标测量头装置。测量时先由驱动机构推动该装置进入标定环,通过靶标图像读取该直径并记录。继续推动靶标机构进入药室,按照一定的步距沿药室轴线方向移动,记录移动过程中相邻帧的图像序列,通过前后两帧图像的靶标刻线的变化得到每一步交叉测爪的径向相对位移,参照标定环的尺寸得到药室的当前直径,再结合驱动机构的进深获取药室的容积、锥度、拐点等参数。该方法解决了药室直径测量高精度和大动态范围的矛盾。实测发现用该方法可使药室直径的测量误差小于10μm,最终保证了容积误差小于2‰的要求。
    降低半导体桥/斯蒂芬酸铅发火能量的技术途径研究
    严楠, 王刚, 何爱军, 鲍丙亮
    2014, 35(6):  789-794.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.006
    摘要 ( )   PDF (1446KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    进一步降低半导体桥(SCB)换能元件发火能量是微机电系统(MEMS)引信用微型起爆系统发展的瓶颈技术。通过发火感度试验,获得了减小桥区尺寸、增加V型缺口、适当长宽比、降低药剂粒度等是降低SCB发火能量的有效技术途径。在试验方案范围内获得最小全发火电压3.83 V,发火能量0.073 mJ,最大不发火电流229.88 mA. 分析发火现象和电特性曲线得出:SCB换能元的桥区面积7.65×102 μm2,质量3.55×10-6 mg,临界发火属于电热发火;桥区面积5.68×102 μm2, 质量2.64×10-6 mg,临界发火属于电爆发火。进一步降低半导体桥(SCB)换能元件发火能量是微机电系统(MEMS)引信用微型起爆系统发展的瓶颈技术。通过发火感度试验,获得了减小桥区尺寸、增加V型缺口、适当长宽比、降低药剂粒度等是降低SCB发火能量的有效技术途径。在试验方案范围内获得最小全发火电压3.83 V,发火能量0.073 mJ,最大不发火电流229.88 mA. 分析发火现象和电特性曲线得出:SCB换能元的桥区面积7.65×102 μm2,质量3.55×10-6 mg,临界发火属于电热发火;桥区面积5.68×102 μm2, 质量2.64×10-6 mg,临界发火属于电爆发火。
    基于地磁与卫星组合的高旋弹丸滚转角高频测量及系统误差计算研究
    曹鹏, 于纪言, 王晓鸣, 姚文进, 吴有龙
    2014, 35(6):  795-800.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.007
    摘要 ( )   PDF (1056KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了研究地磁与卫星组合测量的系统误差并提高其测量频率,利用高旋弹丸的飞行特性,建立了基于小攻角及单轴旋转假设的弹丸滚转角及其角速率的高频测量方法,并推导了其滚转角及其角速率计算的系统误差方程。通过建立以俯仰角为变量的仿真模型,完成了组合测量系统在全域范围内实时变化的系统误差计算。经6自由度(DOF)外弹道仿真验证,在排除弹轴与地磁矢量的较小夹角区域后,其整体滚转角误差小于±5°,角速率误差小于±5°/s. 在中小射角发射条件下,地磁与卫星组合的滚转角计算方法能够满足高旋弹丸的高频高精度的滚转角测量。
    基于母弹弹道诸元误差值的自适应开舱方法
    杨瑞伟, 殷跃强, 李东光, 杨登红
    2014, 35(6):  801-807.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.008
    摘要 ( )   PDF (1091KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高旋转稳定子母弹子弹药的散布精度,提出了一种自适应开舱方法。该方法通过对旋转稳定子母弹飞行过程的动力学分析,建立子弹药全弹道模型,并采用该模型对子弹药落点散布情况进行仿真分析。针对母弹飞行过程中开舱点前某位置处弹道诸元实际值与理论值的误差,通过仿真计算以分析各误差值对子弹药落点散布的影响。结合分析结果提出一种修正开舱点的母弹自适应开舱方案以提高子弹药落点散布精度,并推导出适合旋转稳定子母弹的开舱点修正公式。分析结果表明,使用该方法能将子弹药落点散布的横向密集度提高26.3%,纵向密集度提高53.8%.
    低压环境下膛口冲击波实验研究
    朱冠南, 王争论, 马佳佳, 王巧
    2014, 35(6):  808-813.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.009
    摘要 ( )   PDF (1592KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了解低压环境下膛口冲击波的传播特性,进行了低压环境下膛口冲击波的压力测试实验。通过低压舱配合抽真空装置实现低压环境,设计膛口冲击波压力测试系统,测得海拔12 km内7个高度对应压力下膛外多点处的压力曲线。实验结果表明:低压环境下冲击波场在膛口的分布规律与常压环境下一致;膛口冲击波强度随环境压力的降低近似呈线性减小,10 km高空的膛口冲击波强度仅为地面膛口冲击波强度的一半。研究结果对高空环境下膛口流场控制具有参考意义。
    考虑靶体自由表面和开裂区影响的可变形弹体斜侵彻脆性材料的终点弹道分析
    孔祥振, 方秦, 吴昊
    2014, 35(6):  814-821.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.010
    摘要 ( )   PDF (1621KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    将靶体视为不可压缩Mohr-Coulomb材料,假定空腔膨胀产生塑性-开裂-弹性响应分区,构造了自由表面效应的衰减函数,并将衰减函数乘以脆性材料的半经验阻力函数,得到了用于斜侵彻的脆性材料半经验阻力函数。基于文献[2]的弹靶分离方法,将靶体对弹体的作用用阻力函数代替,避免了靶体网格划分和复杂的接触算法,提高了计算效率。在此基础上,对4340(RC44.5)高强钢斜侵彻石灰岩靶体进行了数值模拟,并通过与实验测得弹体最终形态和弹尖最终位置对比,验证了本文提出方法的正确性和优越性。
    硝化棉/黑索今纳米复合含能材料的制备与热性能研究
    晋苗苗, 罗运军
    2014, 35(6):  822-827.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.011
    摘要 ( )   PDF (1622KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用溶胶-凝胶法制备了以硝化棉(NC)为凝胶骨架的NC/黑索今(RDX)纳米复合含能材料,并采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及热失重/差示扫描量热(TG/DSC)等测试手段对材料进行了表征。研究结果表明:RDX与NC凝胶骨架成功复合;由Scherrer公式计算复合材料中RDX的平均粒径最低可达50.16 nm,且随着RDX含量增大,其粒径随之增大,但仍在100 nm以下;复合材料中RDX的最大分解温度及差示扫描量热(DSC)放热峰温均低于原料RDX。
    黑索今含量对BAMO-AMMO基推进剂力学性能的影响
    宋秀铎, 郑伟, 裴江峰, 张军, 王江宁, 赵凤起
    2014, 35(6):  828-833.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.012
    摘要 ( )   PDF (1079KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用单轴拉伸实验考察了不同含量黑索今(RDX)固体填料对BAMO(聚双叠氮甲基-氧杂环丁烷)-AMMO(聚叠氮甲基-甲基氧杂环丁烷)基推进剂的拉伸力学性能影响。实验结果表明,随着RDX含量的增加,推进剂拉伸强度增加,延伸率减小,在含量为75%~85%时呈现平台效应。采用动态热机械分析(DMA)考察了不同固体填料含量BAMO-AMMO基推进剂的动态力学性能,分析了固体填料含量影响的机理。DMA分析结果表明,推进剂的玻璃化转变温度随RDX含量的变化规律与延生率变化规律一致,RDX含量增加,延伸率增大,玻璃化转变温度升高,损耗角正切值增大。
    一种新的空谱联合稀疏高光谱目标检测方法
    宋义刚, 吴泽彬, 孙乐, 刘建军, 韦志辉
    2014, 35(6):  834-841.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.013
    摘要 ( )   PDF (4562KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目标检测是高光谱数据处理的重要应用之一,高光谱图像中空间和光谱信息的充分利用对于目标检测率的有效提升非常关键。提出一种新的联合稀疏表示的目标检测方法,将混合范数理论和算法应用于高光谱目标检测,在联合高光谱图像空间和光谱信息的基础上,建立了基于联合稀疏性约束的混合范数正则化数学模型,并利用交替方向乘子法对模型进行了优化求解。仿真实验结果表明,该方法能有效提高高光谱目标检测的准确性,降低虚警率。
    基于干扰观测器的动力陀螺式导引头干扰力矩补偿
    刘俊辉, 单家元, 赵新
    2014, 35(6):  842-849.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.014
    摘要 ( )   PDF (1190KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    干扰力矩对导引头跟踪测量精度及导弹的制导精度有直接影响。为分析干扰力矩对动力陀螺式导引头跟踪精度的影响,建立了动力陀螺式导引头及框架摩擦干扰力矩和导线干扰力矩模型。为减小干扰力矩对导引头测量精度的影响,设计了实用的干扰观测器来对干扰力矩进行补偿。考虑了实际中导引头系统本身及干扰观测器采样保持时间不同的多速率采样问题。提出基于奈奎斯特稳定性理论的离散干扰观测器设计方法,消除了小增益定理设计方法的保守性。通过综合权衡系统稳定性、干扰力矩补偿及传感器噪声抑制能力,确定了干扰观测器采样保持时间及干扰观测器滤波时间常数。结合弹上及导引头量测信息,设计了干扰观测器所需信息的提取方式。数学仿真结果表明所设计的干扰观测器能有效地提高导引头的跟踪测量精度。
    典型弹道下的火箭弹MEMS-INS/GNSS组合导航姿态误差可观性分析
    董进龙, 莫波
    2014, 35(6):  850-856.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.015
    摘要 ( )   PDF (1108KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以炮射火箭弹的MEMS-INS/GNSS组合导航系统为研究对象,在奇异值法分析系统可观性的基础上,提出了系统状态的等效奇异值概念,作为系统状态可观性的度量标准。在此基础上,重点分析了火箭弹在无控、俯仰机动以及偏航机动3种弹道条件下的姿态角误差的等效奇异值(可观性)的变化规律,并据此得出:滚转角误差在弹体机动时可观性较好;当弹体所在垂面存在较大的加速度时,俯仰角误差可观性较好;方位角误差在弹体水平加速度较大时可观性较好。通过仿真,验证了可观性分析结果的正确性。
    等效水下爆炸冲击加载装置的设计研究
    项大林, 荣吉利, 何轩, 胡长华, 李健, 张伟, 任鹏
    2014, 35(6):  857-863.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.016
    摘要 ( )   PDF (2778KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了获取等效水下爆炸冲击波载荷,基于一维弹性波理论与水介质的线性状态方程,对飞片撞击充水锥形靶舱进行了理论分析。采用AUTODYN有限元软件,对撞击过程进行了数值模拟,对比分析了两种活塞厚度对应的冲击波衰减时间。根据理论与数值模拟研究结果,设计组装了等效水下爆炸冲击加载实验装置,测得了水靶舱侧壁中心处的冲击波压力时程曲线。研究结果表明:在实验室范围内通过飞片撞击锥形水靶舱,获取等效水下爆炸冲击波载荷是可行的,而且飞片速度与活塞厚度决定了水靶舱内冲击波的压力峰值与衰减时间;研制的加载装置可用于典型结构与材料的水下爆炸冲击响应分析研究。
    浅海中潜艇腐蚀相关静态磁场特征预测
    陈聪, 姚陆锋, 李定国, 龚沈光
    2014, 35(6):  864-871.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.017
    摘要 ( )   PDF (1220KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为对浅海环境中潜艇腐蚀相关静态磁场进行特征预测,采用3层平行分层导电媒质模型模拟浅海环境,采用水平直流电偶极子模拟场源。推导了水平直流电偶极子在全空间中的磁场分布表达式,在此基础上,采用数值仿真的方法分析海水中腐蚀相关静态磁场的分布特征及远场衰减规律,并进一步分析海洋环境,如海床电导率、海水深度、空气-海水界面等因素对场的影响。分析结果表明:浅海中潜艇腐蚀相关静态磁场量值可测,分布特征明显,远场按距离的平方反比衰减,是值得重视的探测或打击信号源;由于导电媒质中空间电流的影响,电导率小于海水的海床媒质使海水中的总磁场略有增强,而空气-海水界面则使其略有减弱。研究结果为进一步的实际应用奠定了基础。
    脆性聚甲基丙烯酸甲酯板动态裂纹传播有限元模拟
    张振亚, 麻鸳鸳, 周风华
    2014, 35(6):  872-878.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.018
    摘要 ( )   PDF (8795KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    开发了包含内聚力单元模型的用户材料子程序,嵌入商用有限元软件ABAQUS,采用显式求解模块模拟预加载的脆性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板中动态裂纹传播行为。在模拟过程中采用了刚性线性衰减的内聚力准则,分别考虑了率无关和率相关两种情况。模拟结果表明:在相同的预加载荷下,采用率无关内聚力模型计算的裂纹传播速度在绝大部分情况下大于实验测试值,只在高速时二者基本一致;采用率相关内聚力模型,所得到的模拟结果与实验结果基本吻合,这说明率相关内聚力模型可以反映快速裂纹传播时的裂纹尖端复杂率过程。
    两栖车辆实时控制水陆性能虚拟试验系统开发
    剧冬梅, 项昌乐, 李军, 孙旭光, 刘静
    2014, 35(6):  879-884.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.019
    摘要 ( )   PDF (2039KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    两栖车辆有水上、陆上、水陆过渡3种工况。目前对两栖车辆的仿真计算主要有两种:一是利用多体动力学软件平台进行陆上仿真;二是利用计算流体力学软件进行水上性能仿真。都是针对单一工况进行仿真。为了解决多种工况下的动力学计算问题,采用粒子流场与刚体碰撞耦合的理论,结合传统多体动力学计算方法,建立了实时控制的两栖车辆全工况的动力学仿真系统。在此基础上实现了对多项水陆性能的虚拟试验,并以某高速履带两栖车辆为实例进行了验证。两栖车辆有水上、陆上、水陆过渡3种工况。目前对两栖车辆的仿真计算主要有两种:一是利用多体动力学软件平台进行陆上仿真;二是利用计算流体力学软件进行水上性能仿真。都是针对单一工况进行仿真。为了解决多种工况下的动力学计算问题,采用粒子流场与刚体碰撞耦合的理论,结合传统多体动力学计算方法,建立了实时控制的两栖车辆全工况的动力学仿真系统。在此基础上实现了对多项水陆性能的虚拟试验,并以某高速履带两栖车辆为实例进行了验证。验证结果表明:与试验数据对比,该仿真方法的计算误差小于15%,具有一定的准确度。
    基于虚拟连杆机构的类圆柱体目标位姿获取
    罗磊, 陈恳, 马振书, 穆希辉
    2014, 35(6):  885-890.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.020
    摘要 ( )   PDF (1085KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目标位姿获取是制约排爆机器人智能化程度的关键技术与环节。针对危险弹药等类圆柱体目标的位姿获取难题,设计了一种以具有角度反馈的云台为底座、以激光测距传感器光束为虚拟连杆的目标位姿获取机构,描述其组成和测量原理,给出利用该机构实现位姿获取的计算、验证方法与公式,对测量误差进行分析。采用该机构和方法,仅需采集空间两点的坐标信息即可同时获取弹药等类圆柱体的位置和姿态,作业效率高,适于工程应用。设计了遥操作位姿测量系统,将该机构用于排爆机器人,获取的位姿精度能够满足使用要求,可直接用于引导机械手实现路径规划与自主抓取,效果良好。
    碳化硅颗粒增强铝基复合材料微细电火花线切割加工材料去除率研究
    耿雪松, 迟关心, 王玉魁, 王振龙
    2014, 35(6):  891-899.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.021
    摘要 ( )   PDF (2120KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料微细电火花线切割加工材料去除过程受多种因素交互影响,难以获得有效的材料去除率数学模型,而在多约束条件下试验研究不失为解决该问题的一种有效方法。采用中心复合设计(CCD)实验方法,设计三因素五水平的SiCp/Al复合材料微细电火花线切割加工实验方案。利用响应曲面法建立材料去除率与主要电源参数(开路电压、电容和脉宽)的二阶模型,通过对实验数据的多元二次拟合,获得材料去除率的二次回归数学模型。进一步分析了实际加工条件对工艺参数的约束,并以提高 SiCp/Al复合材料微细电火花线切割加工材料去除率为目标建立工艺参数优化模型。设计粒子群优化(PSO)算法及其流程进行优化问题求解,其结果显示PSO算法可以快速有效地获得满足多约束的最佳工艺参数。
    不同环境温度下CaF2/TiC/镍基合金复合涂层摩擦磨损性能研究
    蔡滨, 谭业发, 唐建, 谭华, 王伟刚
    2014, 35(6):  900-907.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.022
    摘要 ( )   PDF (3570KB) ( )  
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    为提高镍基合金涂层在苛刻摩擦条件特别是高温无润滑时的摩擦磨损性能,在45#钢表面制备了CaF2和TiC颗粒协同改性镍基合金复合涂层,分析其微观结构,研究其在不同温度下的摩擦磨损行为与机理。结果表明:CaF2/TiC/镍基合金复合涂层的微观组织呈层状分布,主要由γ-Ni、CrB、Cr7C3、TiC和CaF2物相组成。CaF2/TiC/镍基合金复合涂层在不同环境温度下具有优异的减摩耐磨性能。从室温到500 ℃,复合涂层的摩擦系数由0.42逐渐减小至0.29,较镍基合金涂层降低16.2%~33.9%。随着环境温度的升高,复合涂层的磨损失重逐渐减小,且大幅度低于镍基合金涂层。温度为500 ℃时,复合涂层磨损表面形成了转移膜,转移膜中含有CaF2,起到高温减摩作用,使其摩擦系数降低。复合涂层的磨损机理主要为转移膜的疲劳剥落。随着温度的升高,转移膜的覆盖面积逐渐增大,对复合涂层起到保护作用,使其磨损失重随温度增加而减小。
    激光化学微推进推力性能的实验研究
    李龙, 胡晓军, 唐志平
    2014, 35(6):  908-914.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.023
    摘要 ( )   PDF (1419KB) ( )  
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    影响激光化学微推进推力性能的主要因素为激光和推进工质的参数。对不同厚度的自研制双基药复合工质进行了推力性能的实验研究。实验中,激光焦斑为50 μm,激光功率密度为4.74×104 W/cm2. 实验发现随着工质厚度的增加,工质的冲量耦合系数有渐增的趋势,而比冲有渐减的趋势。将激光功率提高近1倍,选用功率为1.80 W的半导体激光器,25 μm厚的双基药复合工质的冲量耦合系数和比冲分别达到了130.8 dyne/W和493.0 s,此时,名义上的激光能量利用率高达316.4%,是聚氯乙烯(PVC)工质的6.46倍,化学能的释放更加充分。
    基于场合故障率的修理装备功能划分算法
    史宪铭, 陈春良, 赵美, 石全
    2014, 35(6):  915-920.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.024
    摘要 ( )   PDF (1048KB) ( )  
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    从武器装备在不同使用条件下故障率不同的视角,对修理装备功能划分问题进行研究。考虑修理装备配置种类、使用场合和容积等因素,以装备主用场合下故障率总和最大为目标,建立了修理装置到修理装备的指派模型;证明了不考虑修理装备容积限制情况下可按照修理装置的主用场合进行修理装置到修理装备初始指派,考虑容积限制时以修理装置的场合故障率差为基础对修理装备中的修理装置进行指派修正;提出了武器装备需两种修理装备情况下的模型求解算法,并通过实例验证了提出的模型与求解方法的科学性。
    多故障诊断的即时策略研究
    郑致刚, 胡云安, 吴亮
    2014, 35(6):  921-926.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.025
    摘要 ( )   PDF (1085KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前的系统多故障诊断一般是在固定的初始多故障模糊组下预先生成平均测试代价最小的测试序列,然后根据该测试序列建立故障诊断树进行故障定位,因此测试执行顺序和故障诊断树相对固定,当初始多故障模糊组变化后,诊断策略并不能随之灵活地改变。针对这个问题,提出一种多故障诊断的即时策略,推导了多故障模糊组概率计算的迭代公式,通过基于单位代价故障隔离度和信息熵的评估函数选择最佳测试,使用集覆盖的算法寻找后验概率最大的故障单元进行更换或修理。测试案例分析表明:这种即时策略能够灵活地利用已知信息进行多故障定位,具有计算简单、存储空间小的特点,适合复杂系统的多故障诊断。
    研究简报
    快速响应热流/温度传感器设计与特性分析
    杨庆涛, 白菡尘, 张涛, 杨娟, 王辉
    2014, 35(6):  927-934.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.026
    摘要 ( )   PDF (1137KB) ( )  
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    针对高超声速飞行器长时间地面试验中同时测量壁面温度和热流的要求,设计了一种快速响应的新型热阻式热流传感器,在不同金属层界面上形成热电偶接点,通过测量交界面温度响应,获得传感器表面热流和温度。建立了传感器有限元数值模型,通过传感器内部传热计算,分析了其响应特性。数值计算结果表明:短时间响应后,传感器的内部温度响应和分布满足理论假定;在数据处理时考虑温差项和储能项,可同时得到传感器表面热流和温度,比稳态处理方法更真实地反映壁面温度对热流的影响。
    基于瞬时空腔效应的明胶靶标与肌肉目标等效性研究
    金永喜, 买瑞敏, 张敬敏, 周克栋, 曾鑫, 崔海林, 袁瑞
    2014, 35(6):  935-939.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.027
    摘要 ( )   PDF (2104KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    明胶靶标作为肌肉目标模拟物被广泛应用于瞬时空腔效应相关理论和实验研究,建立明胶靶标与肌肉目标瞬时空腔效应的等效关系,对明胶靶标的推广应用具有重要意义。分析了瞬时空腔形成的物理过程,找出了影响瞬时空腔尺寸的主要物理参数;利用相似理论推导出瞬时空腔效应的相似准则方程,并基于不同靶标实验数据求解出方程系数,从而建立了明胶靶标与肌肉目标的空腔效应等效模型;通过球形破片侵彻猪后腿的实验验证了该等效模型的准确性,模型预测的最大瞬时空腔直径与实验相对误差小于4.0%.
    横向弹道修正的一种快速计算方法
    王中原, 常思江
    2014, 35(6):  940-944.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.028
    摘要 ( )   PDF (1240KB) ( )  
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    针对阻力环叠加减旋翼片的二维弹道修正技术方案,基于外弹道理论,建立其二维修正的飞行弹道模型,推导了横向弹道修正过程对应的近似偏流公式和修正量计算方法。进行横向弹道修正能力及飞行稳定性分析,并通过炮射试验验证该计算方法的准确性和有效性,计算结果与6自由 度弹道模型计算结果及炮射试验结果基本一致,最大误差不超过40 m. 研究结果对二维弹道修正技术的工程应用具有参考价值。