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    2017年 第38卷 第12期    刊出日期:2017-12-30
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    2017, 38(12):  0. 
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    论文
    电传动装甲车辆混合动力系统功率流控制策略
    廖自力, 项宇, 刘春光, 李嘉麒
    2017, 38(12):  2289-2300.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.001
    摘要 ( )   PDF (9261KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对一种串联式电传动装甲车辆混合动力系统,制定了多算法联合的多动力源系统功率流控制策略,由不同的控制算法实现不同的控制目标。利用小波变换算法分离负载需求功率中的高频分量和低频分量,分别分配给超级电容和具有较低输出截止频率的动力源,实现负载频率特性与动力源输出特性相匹配。采用模糊控制算法实现了电池的荷电状态工作范围的优化控制,设计了基于系统效率最优的负载需求功率低频分量的二次分配策略,实现了负载需求功率低频分量在发动机-发电机组和电池间分流时的系统瞬时效率最优控制。仿真分析和实车试验结果表明:所设计的功率流控制算法实现了对多动力源系统的多目标优化控制,达到了预期的控制目标,可应用于电传动装甲车辆混合动力系统的功率流控制。
    基于高斯混合-隐马尔可夫模型的速差转向履带车辆横向控制驾驶员模型
    王博洋, 龚建伟, 高天云, 陈慧岩, 席军强
    2017, 38(12):  2301-2308.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.002
    摘要 ( )   PDF (4327KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决基于离合器转向机的履带车辆在无人行驶条件下的横向控制问题,采用一种基于高斯混合-隐马尔可夫模型的统计学习方法构建驾驶员模型,以实现对驾驶员跟踪控制操控经验的表述。利用经过大量试验采集获得的经验驾驶员操控数据对模型进行训练。以基于高斯混合模型表征的车辆速度和航向偏差作为隐马尔可夫模型的观测状态参量,并利用高斯混合模型对左右操纵杆位置进行转向模式划分,以转向模式作为隐马尔可夫模型的隐藏层状态参量,通过对模型的训练最终实现对于驾驶员操控经验以及车辆特性的统计学描述。利用上述模型对跟踪控制过程中的期望转向模式进行预测分析,结果表明该模型能够较准确地对转向模式进行预测。
    向心型履带式全方位移动平台运动分析
    张豫南, 杨怀彬, 黄涛, 张舒阳, 房远
    2017, 38(12):  2309-2320.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.003
    摘要 ( )   PDF (7412KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对轮式全方位移动平台在负重、振动等方面的不足,基于全方位履带结构设计了向心型全方位移动平台,并对平台进行了运动特性分析。列举三履带、四履带平台布局形式,建立了平台运动学和动力学模型。分析平台运动的各向相异性,得到最大速度和最大加速度分布规律,确定了两种平台合理的辊轮偏置角分别为α≥π3 rad和α≥π4 rad. 选取相同辊轮偏置角进行对比分析后可知,四履带平台相对于三履带平台在速度和加速度方面都有较大的提升,但三履带平台的运动均衡性较好。比较了两种平台在体积、质量、控制等方面的优点和缺点。利用ADAMS软件建立了两种平台的虚拟样机,针对横向、纵向和中心转向3种典型全方位运动及其各向相异性进行了仿真。仿真结果表明,所建平台具备全方位移动性能,同时验证了该平台的运动特性。
    基于径向基点插值法的大口径火炮身管固有频率特性研究
    张弘钧, 钱林方, 陈光宋, 许彬
    2017, 38(12):  2321-2327.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.004
    摘要 ( )   PDF (1384KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    考虑炮口制退器和炮尾的影响,建立身管弹性动力学方程,结合有限元法与无网格方法的各自优点,基于径向基点插值法。以积分点所在的单元支持域作为积分点的插值域,提出单元支持域径向基点插值法。建立离散形式的身管弹性动力学方程,计算获得身管固有频率。通过数值算例和实验验证了所提方法求解身管模态的有效性。计算结果表明:在相同网格数的情况下,所提方法能够得到更准确的结果,而且与实验结果相吻合。
    某火炮弹丸在炮口状态的动态灵敏度分析
    罗中峰, 管小荣, 徐亚栋, 徐诚
    2017, 38(12):  2328-2336.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.005
    摘要 ( )   PDF (1687KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    合理评估火炮结构参数的变化对弹丸在炮口状态的影响,能够更加有助于提高火炮在整个射程内的射击精度。以弹丸6自由度外弹道方程的输入变量为弹丸在炮口状态的表征量,建立了求解某火炮弹丸在炮口状态的弹/炮相互作用模型。针对弹丸在炮口状态的多表征量和火炮多装药的特点,提出了一种基于绝对关联度的动态灵敏度分析方法。该方法通过对系统分析目标的实际序列与其目标序列的接近程度进行统计分析,得出可控因数在给定范围内对系统分析目标的平均影响情况、显著性以及对应的最优区间。利用上述模型和方法,进行了某火炮基于身管和弹丸参数的弹丸在炮口状态动态灵敏度分析,并实现了对上述方法和分析结果的验证。
    枪械回转式闭锁机构设计分析一体化软件设计与开发
    魏志芳, 刘伟, 兰轩, 王志伟
    2017, 38(12):  2337-2347.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.006
    摘要 ( )   PDF (7833KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高枪械回转式闭锁机构的设计质量与效率,将设计分析一体化思想引入设计过程中,研究并开发了回转式闭锁机构设计分析一体化软件。分析了闭锁机构设计过程,规划了软件应包括结构参数设计、零部件参数化建模、自动装配与干涉分析、机构动作分析、结构强度分析和数据管理等基本模块,提出了基于计算机辅助设计、工程和制造UG软件集成各计算程序及功能模块的软件总体框架。解决了软件集成框架设计与开发、UG/Open API函数调用、UG/MOTION/高级仿真模块应用及二次开发、数据管理与传递等关键技术,采用Visual Studio 2010编程工具,基于UG二次开发形成了回转式闭锁机构设计分析一体化软件。通过具体实例对软件的可行性及实用性进行了验证。结果表明,应用该软件能够使设计人员基于UG统一环境方便完成回转式闭锁机构的结构设计、参数化建模、计算校核与仿真分析等工作,缩短设计与分析之间的数据交换时间。
    拉开时序下脉冲成形网络中半导体器件的击穿与保护
    李振超, 金超亮, 戴玲, 陈冲, 巨兰, 林福昌
    2017, 38(12):  2348-2353.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.007
    摘要 ( )   PDF (3976KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了让电磁轨道内的电枢获得均匀加速,脉冲成形网络(PFN)通常采用多个脉冲成形单元(PFU)拉开时序放电的工作模式,以输出平顶电流波形。此时,PFU内的续流二极管可能会承受很高的反向恢复电压而损坏。通过对二极管反向恢复过程以及PFN电路特性的分析,提出了一种通过避 免负载上出现反向电压的方法来消除半导体开关器件损坏的隐患,并推导出避免出现反向电压的参数匹配公式。将该匹配公式应用在一套由8个75 kJ模块组成的600 kJ储能的PFN电源参数设计中。该电源系统通过控制放电时序生成了近似平顶的电流波形,且系统工作稳定,无半导体开关器件损坏现象。实验结果表明,通过合理的负载参数匹配,可以降低甚至消除二极管上的反向过电压。
    紧凑型爆磁换能电脉冲源设计及实验
    刘鹏, 张合, 马少杰, 史云雷
    2017, 38(12):  2354-2362.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.008
    摘要 ( )   PDF (3211KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对爆磁压缩发生器用种子电源,设计了一种紧凑型爆磁换能电脉冲源。通过建立磁体爆磁换能的磁电转化模型,研究了爆磁换能电脉冲源的工作机理和作用过程。对紧凑型爆磁换能脉冲源中开路磁体的静磁场进行了解析计算和数值模拟,得出了磁体截面磁通量的计算方法,为脉冲源的设计提供了理论参考。对不同磁体材料和起爆方式的脉冲源进行了实验研究,得到了脉冲源的输出感应电动势、输出电流及负载电压曲线。结果表明:N35爆磁换能电脉冲源(双端起爆)在1.2 μH的电感负载上输出了1 100 A的脉冲电流;采用高性能磁体材料可在负载上获得更高的输出电流及能量参数;单端起爆能量转化效率ηt≮14.6%,双端起爆能量转化效率ηt≮24.4%;爆磁换能电脉冲源仅适合于驱动较低阻抗的负载,作为螺线管型爆磁压缩发生器的种子电流时选择间接馈电方式更加合理。
    弹带对高速旋转弹丸气动特性影响的数值模拟
    孟鹏, 陈红彬, 钱林方, 李仁凤, 乐贵高
    2017, 38(12):  2363-2372.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.009
    摘要 ( )   PDF (4820KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了研究弹带对高速旋转弹丸气动特性的影响,采用2阶Roe差分格式求解三维Navier-Stokes方程,湍流模型为SST k-ω模型。采用滑移网格技术处理弹体旋转引起的运动边界。以文献[6]进行风洞实验的155 mm无弹带弹丸为算例,数值计算结果与风洞实验数据吻合良好。分别对含弹带与无弹带弹丸在不同来流马赫数与攻角条件下的绕流场开展数值模拟,得到二者流场结构图谱及气动特性差异。分析结果表明:两种弹丸计算模型在弹带之前的压力分布基本一致,但弹带将诱导弹丸气动阻力面积增大,阻力系数有一定程度的升高,而且在弹带之后二者的压力分布差异较大;弹带因素对旋转弹丸气动特性的影响不可忽略。
    内埋式航炮膛口流场特性数值模拟研究
    郭则庆, 乔海涛, 姜孝海
    2017, 38(12):  2373-2378.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.010
    摘要 ( )   PDF (3803KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为研究飞行速度对内埋式航炮膛口流场特性的影响,基于Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型,采用Roe格式分别对4种飞行速度条件下的菱形机翼中内埋航炮膛口流场发展过程进行了数值模拟,对比分析了静止条件和超音速飞行状态下膛口流场的基本特征以及冲击波强度变化关系。结果表明:超音速飞行时形成由火药燃气冲击波、分离激波、滑移面等波系构成的膛口流场结构;在一定飞行速度范围内分离激波尺寸与来流马赫数正相关;膛口附近冲击波超压峰值变化与飞行马赫数有关。
    基于内聚裂纹模型的高聚物粘结炸药模拟材料动态断裂行为研究
    崔云霄, 陈鹏万, 郭保桥, David A. Cendón, 周忠彬
    2017, 38(12):  2379-2385.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.011
    摘要 ( )   PDF (6443KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对某高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料的动态拉伸断裂行为进行研究。针对该材料开展了基于霍普金森压杆的动态带预制裂纹半圆盘弯曲实验,并结合高速摄像与数字图像相关方法,得到了试样动态破坏过程中的位移场和应变场。基于内聚裂纹模型,对其动态拉伸破坏过程进行了数值模拟。数值模拟与实验结果进行对比后发现,拉伸应力曲线、试样破坏前后变形场等结果符合较好。根据数值模拟结果,分析了PBX试样在动态预制裂纹半圆盘弯曲实验过程中的裂纹扩展演化规律,得到裂纹宽度比实验结果偏小约15%的结论。
    车载冷发射刚柔耦合动力学建模与仿真
    闫攀运, 梁国柱, 吕永志, 齐志会, 刘琥
    2017, 38(12):  2386-2394.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.012
    摘要 ( )   PDF (1527KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了分析大跨度柔性车架和起竖托架对车载冷发射系统动态响应的影响,满足快速化和精确化仿真的需要,针对车载冷发射系统典型结构和弹射物理过程,基于笛卡尔坐标方法描述体的运动,以适应发射车约束复杂的特点。采用浮动坐标系方法描述柔性体的变形,通过模态综合法缩减系统的自由度数,并提出采用赫兹接触模型模拟弹重的释放过程,最终建立了车载冷发射系统刚柔耦合动力学快速仿真模型。分别基于弹射模拟试验系统和实装系统对仿真模型进行了试验验证和仿真验证,并进行了车载冷发射刚柔耦合动力学响应分析。结果表明:提出的刚柔耦合仿真模型能够快速有效地分析车载冷发射弹射过程的动态响应特性,满足工程设计的需要;柔性车架模型比刚性车架模型更合理,而且弹射过程发射管口x向相图的奇异点为稳定焦点,说明车载冷发射系统能够恢复到稳定平衡状态。
    主动围压和爆炸加载作用下岩石动态响应研究
    何成龙, 杨军
    2017, 38(12):  2395-2405.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.013
    摘要 ( )   PDF (11338KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了研究爆炸冲击下深部岩石的破碎过程,建立主动围压约束及中心孔爆炸加载实验装置,利用动态测试技术、高速摄像和数字图像相关方法,得到动静组合加载下岩石内部的应变场和表面裂纹扩展过程。基于Johnson-Holmquist本构模型,对不同围压下岩石爆炸动态响应进行了模拟研究。对比结果发现:围压在圆柱试件环向形成压缩预应力,减弱了爆炸柱面波产生的环向拉伸破坏,破碎区半径、裂纹数目和裂纹几何尺寸随着围压的增大显著减小;距离炮孔越远,爆炸应力波强度降低、围压对裂纹的止裂作用逐渐增强。结合弹性力学和柱面弹性波理论对动静加载下应力场的变化进行分析发现,围压产生的环向压缩应力减小了爆炸形成的拉伸破坏,这一结论与实验结果相同。数值模拟结果表明:von Mises应力场随围压的升高而增强,而环向拉伸破坏随围压的升高而减弱,不同围压下的破碎半径和裂纹形态与实验结果基本一致。
    基于Dempster-Shafer证据理论与抗频谱感知数据篡改攻击的协作式频谱检测算法
    苗成林, 李彤, 吕军, 李皓
    2017, 38(12):  2406-2413.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.014
    摘要 ( )   PDF (2732KB) ( )  
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    针对恶意用户伪造认知用户或者控制已有认知用户、频谱感知数据篡改(SSDF)、使现有协作式频谱检测算法的性能大幅下降问题,提出了一种抗SSDF攻击干扰的协作式频谱检测算法。将SSDF攻击干扰分为Ⅰ类和Ⅱ类,通过Dempster-Shafer (D-S)证据理论设置用户权重和判决门限,区分Ⅰ类恶意用户、Ⅱ类恶意用户和可信用户,只使用可信的频谱检测数据进行信息融合,以判决频谱占用的情况、提高检测性能。理论分析与仿真结果表明,该算法能够有效对抗Ⅰ类和Ⅱ类 SSDF的攻击干扰,其检测性能明显优于现有D-S证据融合频谱检测算法。
    空间光到单模多芯光纤耦合效率分析及影响因素研究
    范雪冰, 王超, 佟首峰, 南航, 关姝, 郝世聪, 姜会林
    2017, 38(12):  2414-2422.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.015
    摘要 ( )   PDF (2194KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了降低空间激光通信系统中空间光到单模光纤的对准难度,采用单模多芯光纤对信号光进行接收。以单模七芯光纤为例,建立了空间光耦合到单模多芯光纤的数学模型,分析了数值孔径对不同纤芯排列的七芯光纤耦合效率影响,结果表明:随着数值孔径的增加,七芯光纤的耦合效率先增加、后减小;纤芯呈正六边形排列较纤芯呈直线形排列的耦合效率高。比较了存在倾斜、离焦、随机角抖动情况下空间光到单模七芯和单模单芯光纤的耦合效率,结果发现:光纤发生横向偏移时,七芯光纤耦合效率呈周期性变化,当横向偏移量分别取值10 μm,15 μm和17 μm时,多芯光纤平均耦合效率比相同纤芯面积的单芯光纤分别高出14.4%,39.6%,36.9%;当光纤轴向偏移0.1 mm时,七芯光纤的耦合效率比相同纤芯面积的单芯光纤耦合效率高约12.9%;当光纤随机抖动的幅度标准差为6 μm时,七芯光纤的耦合效率比相同纤芯面积的单芯光纤耦合效率高约7%. 由此可知,单模多芯光纤对倾斜、离焦和随机角抖动都有很好的抑制作用。
    零位仪的电子细分读数方法及实现
    梁旭, 王劲松, 周旭阳
    2017, 38(12):  2423-2428.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.016
    摘要 ( )   PDF (1744KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高轻武器白光和微光瞄具零位测量仪的分辨率和精度,提出了电子细分读数方法。通过内置平板玻璃的平行光管模拟无穷远目标,调整水平和俯仰两个维度的平板玻璃,使无限远目标像偏移,进行光学对准补偿读数。采用两个高分辨率的角位移传感器,直接测量出两个维度上平板玻璃的偏转角,将测得的角度值经单片机数字化处理后显示在有机电致发光显示器(OLED)上,通过耦合棱镜将OLED上的像耦合到准直光路中。建立了测量的理论模型,采用高精度光电经纬仪标定测量,结果表明:该方法的分辨率可达到0.001 mil,误差小于0.03 mil,分辨率和精度较传统的机械细分读数方法均有较大改善。
    高g值加速度计动态线性度标定方法研究
    袁康博, 郭伟国
    2017, 38(12):  2429-2437.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.017
    摘要 ( )   PDF (8648KB) ( )  
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    针对高g值加速度计动态线性度标定问题,对基于霍普金森杆的标定系统所存在的技术问题进行了研究。为实现双子弹同步撞击标定杆从而产生标定所需的叠加信号,提出了单一炮管同步发射双子弹的方法,利用防止内外2发子弹相互滑动的紧固措施,有效地实现了双子弹撞击的同步性。运用有限元方法系统研究了子弹几何形状、材料、冲击速度和整形器的使用对高g值加速度计标定中的激励脉冲波形的影响机制,进而总结出双子弹标定系统子弹选择和波形控制方法。结果表明:在双子弹标定系统中,为了对加速度计进行某一频带上的动态线性度标定,可通过改变双子弹相对截面积或冲击速度的方式改变g值,通过改变子弹材料的方式改变标定频带。最后,利用提出的单炮管双子弹霍普金森杆标定系统对988-1198型加速度计的动态线性度进行实测,效果良好,证明了该方法的可行性。
    基于改进布谷鸟搜索算法的结构耐久性优化方法
    刘勤, 孙志礼, 刘英, 郭志明, 陈岩
    2017, 38(12):  2438-2446.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.018
    摘要 ( )   PDF (2037KB) ( )  
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    将布谷鸟搜索算法与耐久性分析相结合,研究一种结构耐久性优化设计方法。建立了以可靠寿命为目标或约束的结构耐久性优化模型,针对复杂结构可靠寿命函数非线性强、多极值等问题,引入一种新型群智能全局优化算法——布谷鸟搜索算法,从迁徙策略、收敛准则、约束处理等方面研究改进了布谷鸟搜索算法,进一步提高了其收敛性和效率。利用双循环方法求解可靠寿命目标、单循环方法处理可靠寿命约束的概率优化策略,提出了一种稳健的结构耐久性全局优化的改进布谷鸟搜索算法。通过某轻量化车辆传动箱体应用,结果表明该方法具有较好的收敛效果和计算效率,在满足耐久性约束条件下实现了减轻质量的目标。
    基于贝叶斯法和蒙特卡洛仿真的威布尔型装备器材需求预测
    吴龙涛, 王铁宁, 杨帆
    2017, 38(12):  2447-2454.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.019
    摘要 ( )   PDF (2297KB) ( )  
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    为了解决装备器材历史需求数据少、需求规律不明确的问题,提出一种基于贝叶斯法和蒙特卡洛仿真的威布尔型装备器材需求预测方法。针对威布尔分布尺度参数未知以及形状和尺度参数均未知两种情况,分别基于贝叶斯方法通过解析求解和数值模拟的方式进行了参数估计,并引入柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫检验法对寿命分布模型进行拟合优度检验;综合考虑修复性维修、预防性维修和装备器材的已使用时间,提出了基于蒙特卡洛仿真的部队装备器材年度需求预测方法。算例分析表明:小样本下通过贝叶斯估计得到的寿命分布模型拟合度高,基于仿真的需求预测方法简单、有效。
    动态帽型剪切试样分析及实验验证
    周刚毅, 董新龙, 付应乾
    2017, 38(12):  2455-2462.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.020
    摘要 ( )   PDF (5996KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对霍普金森帽型试样动态剪切实验及其数据处理开展理论和有限元分析。利用分离式霍普金森压杆对TA2钛合金封闭平板帽型剪切试样进行实验验证,采用数字图像相关法直接测试加载过程试样剪切区的应变演化。结果表明:只要试样设计加载过程试样剪切区应力状态罗德参数μσ满足-0.46<μσ<0.46条件,即可当作剪切状态处理得到等效应力,其误差不超过3.4%;帽型剪切试样实验处理得到的等效应力-应变本构曲线与圆柱动态压缩本构实验结果符合较好,并且剪切曲线可反映出材料发生绝热剪切起始、扩展演化以及破坏的“软化”过程。
    梯度温度场中多胞材料牺牲层的抗冲击分析
    李志斌, 卢芳云
    2017, 38(12):  2463-2471.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.021
    摘要 ( )   PDF (5988KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对多胞材料作为牺牲覆盖层防护结构来保护主体结构经受爆炸/冲击载荷的典型应用,分析了梯度温度场中多胞牺牲层的抗冲击行为。基于多胞材料的刚性-理想塑性-锁定模型,建立了梯度温度场中多胞牺牲层的一维冲击波模型,揭示了冲击波在多胞牺牲层中的传播特性,并获得了多胞牺牲层临界厚度和临界冲击速度随梯度温度场分布的依赖关系。通过有限元方法采用基于实验数据的多胞材料刚性-幂指数硬化模型验证了理论模型的有效性。推导了梯度温度场多胞牺牲层的临界厚度、临界冲击速度以及端面载荷历史等与温度场分布的关系,给出了给定长度的多胞牺牲层临界冲击速度与牺牲层端面温差的关系。结果表明,对于已设计完成的闭孔多胞材料牺牲覆盖层结构,当支撑端温度不变、冲击端温度升高时,结构容许的临界冲击速度是线性降低的。
    氧化铝陶瓷受冲击压缩破坏的细观机理研究
    冯晓伟, 李俊承, 常敬臻, 王洪波, 胡文军
    2017, 38(12):  2472-2479.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.022
    摘要 ( )   PDF (7974KB) ( )  
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    利用激光速度干涉仪VISAR测试了平板冲击压缩下不同厚度氧化铝陶瓷样品的自由面速度历程。根据自由面速度历程上表征“破坏波”现象的二次压缩信号计算获得了破坏波的传播轨迹,指出陶瓷中破坏波的形成传播机制主要由细观力学行为控制。进一步基于氧化铝陶瓷的细观扫描图像,构建了含晶相、玻璃相等细观特征的力学模型。数值模拟了冲击压缩下陶瓷材料的细观破坏过程,从细观层次分析了破坏波的形成传播机理。结果表明,陶瓷中破坏阵面的形成主要依赖于原生微缺陷在冲击载荷下的快速形核扩展过程,其传播特性满足扩散过程。
    基于排放特性的小型风冷柴油机燃烧过程研究
    刘胜吉, 赵宇超, 刘荣利, 王建, 孙永福
    2017, 38(12):  2480-2487.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.023
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    小型风冷柴油机受结构限制,中小负荷冷却强度偏大,使柴油机CO、HC的比排放偏高。为了探索CO、HC的生成机理,达到中国非道路柴油机第3阶段排放标准,以186F风冷柴油机为研究对象,研究了不同压缩比、有无排气再循环(EGR)试验条件下的污染物排放特性。结果表明,不同方案的NOx比排放变化率不超过4%,两种压缩比对比结果为:CO、HC的排放分别变化了41.1%和53.9%;有无EGR方案CO、HC的排放分别变化了19.5%和22.5%。通过示功图分析得出结论:CO、HC的生成量主要与滞燃期内的压缩温度有关,在10%负荷工况下压缩终了温度达860 K以上,可有效降低CO、HC的排放;通过不同技术方案协同优化燃烧过程,可使柴油机整机比排放低于中国非道路柴油机第3阶段排放限值。
    基于同面电容成像的航天隔热复合材料粘接缺陷检测方法
    杨丽君, 田洪刚, 安立明, 温银堂, 罗小元
    2017, 38(12):  2488-2496.  doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.024
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    为了实现对航天隔热复合材料粘接缺陷的可视化检测,在分析同面电容成像(CPCI)系统模型及图像重建原理的基础上,提出了一种基于Kalman滤波的CPCI算法,并通过对估计电容值和测量电容值依赖程度的不断调整来实现最优估计。构建了仿真实验,验证了采用基于Kalman滤波的CPCI算法在缺陷检测中的可行性和有效性。与采用常规CPCI算法的检测实验结果进行了对比,结果表明,所提图像重建算法获得的粘接缺陷图像精度具有较大的提升。