燃料空气炸药近区抛散过程的研究

　Aim　To study fuel dispersion in fuel air explosive(FAE) and computational ways of fuel dispersion velocity in the near area. Methods The dispersion process of fuel in FAE was analyzed by the use of results measured with KODAK EKTAPRO EM Motion Analyzer and setting up mechanical models. Results Computational methods for fuel dispersion velocity in the acceleration stage is given and taken as a base for the study of fuel dispersion in the intermediate and the far area. Conclusion When the fuel flow velocity is higher than that of the explosion gas in the center cavity, the fuel divides with the explosion gas and its velocity of flow reaches a maximum. The acceleration stage ends at that time. The fuel dispersion velocity at this time is the initial conditions for numeral analyses of dispersion process in the intermediate and far areas.     

Experimental Study on Single Ignition Characteristics of Mixed Solid and Liquid Fuel

In order to probe into the single ignition characteristics of mixed solid and liquid fuel, optical and electrical experinments on unconfined volume dispersion and single ignition of few dosage of ternary fuel mixture are successfully done. Experimental results show that cloud detonation is distinguished from explosion of trinitrotoluene charge. The single ignition process of mixed fuel containing aluminum powder（Al）, propylene oxide （PO） and explosive （TNT） can be divided into four stages, the overpressure within its explosion field first increases, then decays with increase of distance. Explosion effects can be enhanced with adding proper trinitrotoluene into fuel mixture, the optimized ratio is m （Al） ： m （PO）： m （TNT） - 55：35： 10. The overpressure of binary mixed fuel containing Al and TNT decays like trinitrotoluene charge with increase of distance, but its value is higher than the trinitrotoluene charge＇s in the same mass at longer distance. The continual action time of plus overpressure during cloud detonation reaches magnitude of 10 ms and is about 100 times longer than the trinitrotoluene charge＇ s.     

锥头弹体贯穿铝合金靶板的过载分析

研究了刚性圆锥头弹体贯穿延性金属靶板的冲击力学特性,将侵彻过程分为3个阶段,利用圆柱形空腔膨胀理论建立了侵彻方程,得到了各阶段弹体的过载和能耗的表达式.对4种不同厚度的铝合金靶板的锥形钢弹贯穿试验算例进行了理论和仿真计算,对所得结果与试验数据作了对比,结果显示三者一致性较好.分析了弹体在不同阶段的过载特性和影响因素,为尖形弹体及小型装药的侵彻过载特性评估提供了理论参考和分析方法.     

一种新型高阶连续的点对点运动轨迹规划算法

为解决机器人、数控机床、起重机等机械设备的运动状态变化对系统冲击过大的问题,利用两段双曲正切函数构造衔接点在匀速段的S型速度曲线,并将S型曲线与跟踪微分器结合,生成一种结构简单、高阶连续的点对点运动轨迹 (HCPPMT),通过调整HCPPMT的相关参数,可调节加、减速阶段的快慢程度、匀速阶段的最大速度、作业时间,使点对点运动过程中加速、匀速、减速过程的平滑程度、冲击强度可控、各阶段状态可调,减少了运动状态切换对机械设备的冲击,增强了运动平稳性。应用Lyapunov方法证明了HCPPMT的收敛性,并对HCPPMT具有的一些物理性质进行了严格的数学证明,通过与其他两种轨迹对比,以及在三自由度机械臂末端执行器轨迹规划上的应用,说明了HCPPMT的优越性。     

列车加减速引起轨道结构和饱和地基振动

为了研究列车加减速引起的饱和地基振动问题,基于两相介质Biot动力控制方程的简化u-p格式,开发二维饱和土体单元. 通过引入饱和土体黏弹性人工边界,求解移动点荷载作用下的二维饱和地基动力响应,并与半解析解进行对比验证,说明饱和土体单元的正确性和黏弹性人工边界的适用性. 结合E-B梁单元、弹簧-黏壶单元和集中质量单元对轨枕、道砟离散支承的轨道结构及饱和地基进行二维有限单元离散. 将列车荷载简化为平面内的移动轴荷载,通过与列车匀速时对比研究列车加速和减速时饱和地基的孔压、位移响应及离散轨枕、道砟的加速度响应. 结果表明列车减速将增大轨枕、道砟的水平及竖向加速度峰值;列车加速和减速在饱和地基中引起方向相反的土体水平向位移,且减速时土体水平位移峰值更大;列车加速和减速均增大土体竖向位移峰值.     

混合动力城市客车单一工况当量能耗评价方法

在我国现有的混合动力客车能耗评价方法——GB/T 19754-2005试验法的基础上,提出了一种新的评价方法——单一工况当量能耗评价方法。即依据客车怠速、匀速、加速、减速不同工况的不同比例分布,求出其不同的能量消耗,再进行各能量消耗叠加,则可求出其总的燃油消耗量。     

天梯系统稳定性及动力学响应分析

为论证赤道天梯系统的运行安全性以及攀爬器的爬升过程对其振动特征的影响机理,研究天梯系统在赤道平面内、外的稳定性以及攀爬器加速时间与减速时间对系统残余振荡的影响.利用拉格朗日方法建立天梯系统两自由度有质量刚体绳索动力学模型,基于小振荡角假设对其拓扑等价的线性化系统的平衡点进行稳定性分析,最后分别引入攀爬器加速时间比与减速时间比两参数并研究其对系统残余振荡的抑制效果.研究表明:当存在大气阻尼影响时系统在赤道平面内、外均具有渐进稳定的特征;攀爬器的运动会造成绳索在赤道平面内的摆振,科氏力是引起绳索振荡的主要原因;残余振荡幅值对攀爬器减速时间比始终存在一个与加速时间比相关的极小值,通过对加、减速时间比的优化可将系统残余振荡控制在10~(-3)度量级,同时增大攀爬器的巡航速度并减小加速时间可以缩短攀爬器运行至目标轨道的时间.通过对攀爬器运行过程中加、减速时间比优化,可以较好的抑制系统的残余振荡并提高系统的运行效率和经济性.     

一种速度连续的运动规划方法

为了使电机运转时速度连续,在对比了几种常用的轨迹规划方法的基础上,通过分段拟合求值,提出了在启动、停止及不同速度转换时加入Ｓ形曲线加减速过程的运动规划方法．计算机模拟结果证明：所规划出的速度曲线连续,有效的减小了电机在运转时的冲击,运动更加平稳,并且编程容易实现．     

基于质心校正补偿的仿人机器人模仿学习

由于仿人机器人自由度多、结构冗余,因此面对不同环境下的运动规划十分复杂.利用人体运动信息作为示教数据,实现仿人机器人对人体姿态的模仿学习,简化了仿人机器人的运动规划.为满足机器人在运动过程中的平衡性,提出了一种机器人质心补偿的方法:通过示教数据预估机器人的质心偏移,经质心-角度雅可比矩阵计算角度补偿量,并引入二次规划进行优化处理.基于Nao机器人的模仿学习系统实验研究结果表明:提出的质心补偿方法可以有效地保证机器人在模仿学习过程中的姿态平衡,引入的权值可调的二次规划有效地保证了姿态模仿的相似性.     

多台步进电机的计算机控制及运动规划

根据步进电机的速度特性，设计出加、减速性能良好的梯形脉冲频率特性曲线，并且建立了它的数学模型，对其有关参数进行了计算和分析，已成功地应用于多台步进电机的计算机动运动控制单元开发，实现速度和加，减速的合理规划与控制。     

Liquid droplet movement on horizontal surface with gradient surface energy

A surface with gradient surface energy was fabricated on a silicon wafer by using the chemical vapor deposition (CVD) technology with the dodecyltrichlorosilane (C12H25Cl3Si) vapor which was adsorbed chemically on the surface of the silicon wafer to form a self-assemble monolayer (ASM) and thus a gradient profile of wettability. The microscopic contours of the gradient surface were measured with Seiko SPA400 atom force microscope (AFM). And the surface wettability profile was characterized by the sessile drop method, measuring the contact angle of fine water droplets that lay on the gradient surface, to represent the distribution of the surface energy on the surface. Using a high-speed video imaging system, the motion of water droplet on the horizontal gradient surface was visualized and the transient velocity was measured under ambient condition. The experimental results show that the liquid droplets can be driven to move from hydrophobic side to hydrophilic side on the horizontal gradient surface and the velocity of droplet can reach up to 40 mm/s. In addition, the motion of the water droplet can be generally divided into two stages: an acceleration stage and a deceleration stage. The droplet presents a squirming movement on the surface with a lower peak velocity and a larger extent of deceleration motion. And the static advancing contact angle of the droplet is obviously larger than the dynamic advancing contact angle on the gradient energy surface.     

三次多项式型段内加减速控制新方法

传统的加减速控制方法由于加速度的不连续性,易使机床产生冲击,影响零件加工质量和机床使用寿命.为此提出了一种三次多项式加减速控制模型.针对任意路径段在插补前加减速过程中需要预测减速点的问题,进一步提出了段内加减速控制新方法,实现了对实际减速点的确定.针对理论减速点与实际减速点不重合而导致当减速阶段结束时仍存在低速运行段的问题,实现了对减速点的误差补偿.仿真和试验结果表明,提出的方法能够实现在加工过程中实际减速点的动态、智能化判断,并能够在较高速度下补偿减速点误差,消除了低速运行时间,提高了加工效率     

Attitude control of spacecraft during propulsion of swing thruster

As for orbit transfer vehicle (OTV) with multiple satellites/payloads carried,the release of each payload will bring serious change to the mass center of OTV and the thrust produced by the swing thrust...     

城市道路交叉口的车辆运行油耗研究

对车辆通过道路交叉口处运行状况进行了分析，将全过程分解为怠速、起动、加速等工况，通过代表车型的运行试验，得到各工况下的油耗量，最终完成了城市道路交叉口处车辆运行燃油消耗规律的研究。     

平面运动刚体惯性力系简化中心的选择

讨论了平面运动刚体上惯性力系的简化问题;给出了选任意点为惯性力系简化中心的简化结果,和选速度瞬心和加速度瞬心为简化中心的简化结果。对选质心或任意点作为简化中心作了较全面的比较。     

含有被动关节的平面双刚体非完整运动规划

研究含有被动关节的平面双刚体的运动规划问题.该系统的动力学约束是二阶非完整的,通过给定其中一个刚体的加速度输入,并假设被动关节安装在刚体撞击中心处,系统可以产生两种不同形式的绕撞击中心的转动.从而建立一种开环运动规划方法,实现系统从一种初始状态到另一种目标状态的运动规划.仿真试验验证了该方法的有效性与可行性.     

手把手示教喷涂机器人的示教数据优化方法

针对手把手示教喷涂机器人再现运动不平稳、整体运行速度低等问题, 提出了一种基于样条曲线拟合和运动规划的优化方法。通过使用非均匀B样条曲线对示教轨迹进行拟合计算, 得到位姿拟合曲线。位置曲线和姿态曲线是分开进行离散化的。位置曲线基于S型加减速进行离散化, 减速点的寻找采用双向插补的方法。姿态和位置的同步问题, 采用建立姿态曲线参数与位置曲线参数的映射关系解决。通过仿真和实验验证了该算法能够有效地提高示教机器人再现运动的平稳性和运行速度。     

适于高速加工的五次参数样条曲线插补及其速度生成算法的研究

为适应高速高精加工,针对传统插补算法和速度控制方式在进给过程中存在柔性冲击的问题,提出了一种五次参数样条曲线插补方法及其速度生成算法.该算法采用二阶连续可导的五次样条和近弧长样条参数提高了进给运动的连续性;速度控制算法保证机床在高速运行过程中加加速度(加速度的变化率)的二次连续、加速度、速度和位移与时间关系的高阶连续变化,并且保证在各自的约束范围内,从而使机床的运动平稳,避免产生大的冲击和振动,同时有利于提高加工质量,减少加工时间.通过仿真验证,表明了这种算法能有效地保证高速加工机床运行过程中进给速度的连续性和运动轮廓的平滑性.     

比药量对水爆炸抛撒成雾运动特性的影响

采用高速摄像法记录爆炸水雾运动过程,研究不同比药量对爆炸水雾运动特性的影响,分别获得了不同比药量条件下,爆炸水雾的径向半径、径向速度、加速度以及轴向高度与时间的关系曲线.同时还对水雾运动的特性和形状作了定性分析.试验结果表明:在炸药爆炸能量作用下,水雾运动过程明显分为近场、中场和远场3个阶段,3个阶段持续的时间约为4~6、30和240ms;且随比药量增大,爆炸水雾初始抛撒半径、抛撒速度和抛撒均匀性增大.     

柴油机机械效率快速测试法

提出了一种快速确定柴油机机械效率的方法——无外载加减速法。阐述了原理，并以４１０５Ｑ型柴油机为例给出了实测结果。用这种方法得出的机械效率与用常规的灭缸法得到的机械效率，有很好的一致性。