基于正交实验与回归分析的机载共形天线吸波涂层厚度预测

吸波涂层的喷涂厚度对共形天线吸波性能有直接影响。基于正交实验设计方法设计25组不 同的喷涂工艺参数水平组合,并完成吸波涂层喷涂实验,获取相应的吸波涂层厚度数据。对吸波涂层厚度数据进行极差分析、方差分析和非线性回归分析,建立吸波涂层厚度预测回归模型。结果表明：喷涂工艺参数对吸波涂层厚度的影响按由大到小次序排序,依次为喷涂速度>步进距离>喷涂距离>涂料黏度>喷涂角度>喷枪气压;喷涂速度对吸波涂层厚度具有显著影响;吸波涂层厚度预测回归模型可准确表征吸波涂层厚度与喷涂速度、涂料黏度、喷涂距离和步进距离4个喷涂工艺参数间的定量关系。     

七自由度纤维铺放机后置处理算法及比较

为了使七自由度纤维铺放机按规划的铺放轨迹运动,必须研究铺放机的后置处理算法。通过比较七自由度冗余度机器人的各种逆解方法,结合纤维铺放的工作过程,铺放机后置处理算法采用位姿分离法,将7个关节分两个部分进行后置处理算法的研究:主轴关节部分和机械手臂部分。这种算法在保留机构冗余特性的同时,避开了冗余自由度机构的运动学分析、优化问题,简化了后置处理算法。通过分析主轴关节的不同处理方法,提出基于机械手臂末端运动轨迹和基于机械手臂末端施压方向2种算法。并对这2种算法进行分析比较,得出基于机械手臂末端施压方向的后置处理算法使机床运动平稳、关节变量变化范围小、关节角波动小、适用范围广的结论。通过铺放试验验证了后置处理方法的正确性。     

双柔性空间机械臂动力学建模与控制

大多数研究者在空间机械臂动力学建模时,只考虑了关节柔性或者臂杆柔性,并且通常采用假设模态法对臂杆的变形进行描述,但该方法仅适用于小变形情况。基于这种情况,采用自然坐标法对柔性关节进行建模和绝对节点坐标法对柔性臂杆进行建模,得到了既包含关节柔性又包含臂杆柔性的空间机械臂动力学方程,并能精确地描述臂杆的小变形以及大变形。利用5次多项式对关节轨迹进行规划,通过逆动力学得到关节的前馈驱动力矩;采用PID控制策略,作为反馈输入。在二连杆柔性关节柔性杆机械臂上进行数值仿真。仿真结果表明：该控制策略在实现关节轨迹跟踪控制的同时,也能有效减弱机械臂的振动。     

含铰接间隙与杆件柔性的空间伸展机构单元的动力学建模与计算模拟第一部分:动力学建模

实验证明，在空间伸展机构伸展过程中，由于铰接间隙的存在，使机构产生内碰撞，并诱发整个机构的振动和摇摆。伸展机构的内碰撞使得关节内力比平滑伸展时要大大增加，但构件的柔性能减轻碰撞的强度。为了能正确估价在地面实验以及在空间中间隙内碰撞对关节内力以及伸展机构运动的影响，必须建立含铰接间隙及杆件柔件的空间伸展机构的动力学模型。在本文的第１部分给出了用摄动坐标和弹性模态坐标描述的系统动力学模型。计算模拟的详细结果将在本文的续篇第２部分中给出     

模糊推理在冗余机械臂运动规划中的应用

针对冗余空间机械臂关节角速度向量轨迹规划中多个约束条件协调控制的难题,提出了基于模糊推理的多约束条件下机械臂关节角速度向量轨迹规划控制算法.将冗余机械臂执行的任务按重要性分解为一系列以向量形式表示的子任务,在完成主要任务的冗余空间内,完成次要任务.由模糊系统确定某一时刻需要优化的约束条件,以及对约束条件的执行程度,使得在完成主要任务的前提下,所有约束条件都得到最大限度满足.仿真结果证明了所提出算法的有效性.     

含铰接间隙与杆件柔性的空间伸展机构单元的动力学建模与计算模？…

实验证明，在空间伸展机构伸展过程中，由于铰接间隙的存在，使机构产生内碰撞，并诱发整个机构的和摇摆。伸展机构的内碰撞使得关节内力比平滑伸展时要大大增加，但构件的柔性能减轻碰撞的强度。为了能正确估价在地面实验以及在空间中间隙内碰撞对关节内力以及伸展机构运动的影响，必须建立含铰接间隙及杆件柔件的空间伸展机构的动力学模型。在本 第１命同了用摄动坐标和弹性模态坐标描述的系统动力学模型。计算模拟的详细结果将在     

绳驱准连续型机械臂的动力学研究

针对一种具有17个自由度的准连续型机械臂开展动力学研究,利用牛顿欧拉法建立动力学模型,并借助Matlab对机械臂进行动力学仿真,得到机械臂运动过程中,每个关节转动所需要的力矩,进而将力矩转换为驱动绳拉力.同时,针对关节力矩与驱动绳拉力之间的转换,优化了最优化模型中的目标函数,采用置信域算法解决了驱动绳拉力值曲线不光滑的问题,并通过降元进一步缩减了计算时间.     

臂式输弹机的结构设计和仿真分析

介绍了臂式输弹机构的结构和动作原理,并以122 mm口径弹丸的输送为例,根据输弹机构的结构及动作原理,建立了输弹机构的虚拟样机.通过分析计算和动力学仿真及对仿真结果的分析,得出臂式输弹机构动作稳定、在强制输弹行程相同及强制输弹行程结束时弹丸获得相同速度的前提下,与推弹力为定值时相比,具有完成推弹动作的时间短和更有利于弹丸加速的结论.     

基于视觉序列图像分析的药室参数测量

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。     

关节齿隙对空间机械臂末端定位精度的影响

研究齿隙存在情况下机械臂末端定位误差达到要求精度的概率。分析了现有齿隙模型的优点和缺点,对其中的死区模型进行改进,提出齿隙的随机变量模型。将此模型作为3关节机械臂的关节误差,导出机械臂末端定位误差的随机模型,并利用Taylor公式对模型作了近似处理,得到以关节误差的二次函数表示的简化模型,并在关节空间中讨论了末端定位误差的最大值和最小值问题。分4种情形给出定位误差达到要求精度的概率,为多阶段任务系统的路径规划和任务优化提供了依据。     

亚半球罩形成杆式射流正交设计的数值分析

为研究亚半球罩形成杆式射流的成型因素,利用非线性动力学软件AUTODYN-2D对其成型过程进行数值模拟.分析亚半球罩外曲率半径、罩高、壁厚和装药长径比4种因素对杆式射流头部速度以及头尾速度差的影响规律,在此基础上对4种因素影响杆式射流的头部速度和头尾速度差的主次关系进行正交设计研究,并通过数据处理得到4种因素各水平的最优组合.研究结果表明:随着装药长径比、亚半球罩外曲率半径、罩高的增大以及亚半球罩壁厚的减小,杆式射流的头部速度和头尾速度差增大;装药长径比是影响头部速度的主要因素,外曲率半径对头部速度影响最小;罩高是影响头尾速度差的主要因素,外曲率半径和壁厚对头尾速度差影响较小.该研究可为杆式射流结构优化提供参考价值.     

水性镍系电磁屏蔽涂料导电与屏蔽效能研究

以导电镍粉与丙烯酸乳液为主要原料,制备针对建筑物内墙使用的水性镍系电磁屏蔽涂料,对其导电镍粉和涂层的微观形貌进行表征,并对其导电性和屏蔽效能进行检测。结果表明,导电镍粉由于具有毛刺状突起,因此可以增加涂层的电导率,降低渗滤值;涂层的电磁屏蔽效能取决于涂层的厚度与镍粉含量。     

基于接触特性的四轨电磁发射器电枢结构分析

为深入探究四轨电磁发射器双曲电枢结构对接触特性的影响,本文利用有限元分析方法,分别从电枢过盈量、电枢臂末端厚度、电枢喉部厚度等关键结构参数入手,对通电接触特性进行多物理场耦合仿真。针对过盈量的设计,提出一种迭代仿真方法,通过循环仿真对接触压力进行求解,使其与期望接触压力进行比较,从而达到不断逼近最优过盈量的目的; 针对电枢臂末端和电枢喉部的研究,充分考虑摩擦力、洛伦兹力以及初始过盈等因素,采用电磁-结构场耦合仿真方法对通电接触特性进行求解。结果表明:电枢喉部主要用于承受大电流以及强磁场所带来的应力; 电枢臂末端主要用于传导大电流,而电枢头部对通电接触特性影响较小。在一定范围内增大电枢臂末端厚度可改善电接触性能,但电枢臂外扩现象加剧,进而加重枢轨间的磨损和烧蚀; 在一定范围内增大电枢喉部厚度不仅可以改善枢轨间的电接触性能,同时使电枢结构更加稳定。     

红外烟幕干扰材料在弹中的相容性

研究了红外烟幕干扰材料与弹中的红磷、漆的相容性，采用示差扫描热分析法（DSC）对各组分及其混合物进行测定，分析从室温到发生全分解反应过程中的热行为，根据GJB722A-97的相容性评价方法，对红外烟幕干扰材料与红磷、漆的相容性进行判定。结果表明：干扰材料与红磷、漆具有良好的相容性，可在弹壳中长期贮存。     

重力对超空泡射弹稳定性的影响

研究了重力对超空泡射弹水中运动稳定性的影响。根据射弹在水中是否与空泡壁发生碰撞的2个状态,建立了射弹运动稳定性数学模型。分析表明,对于相同质量和长度的射弹,射弹质心靠前或射弹头部质量密度较大,有利于射弹运动稳定性。     

隐身涂料效果评估系统研究

针对隐身涂料的热迷彩图案设计、涂层厚度需依靠经验进行多次涂覆试验才能获取较好的目标隐身效果的现状,提出了涂料隐身效果评估系统的主要功能;建立了评估系统的仿真体系结构;研究了实现涂料红外、雷达和可见光隐身效果评估的相关关键技术。该系统可较好地应用于指导实际装备的隐身涂料选用、隐身图案设计和目标隐身效果评估。     

超声速气流中多孔逆向射流减阻防热机理研究

为提高高超声速飞行器头部的减阻防热性能,对钝化前缘多孔逆向射流方案进行参数化研究。基于雷诺平均三维可压缩N-S方程,采用SST k-ω湍流模型对流场进行数值仿真,通过与公开文献中的实验数据进行对比,验证了数值方法的可靠性。重点对比分析了有无多孔逆向射流方案下钝化前缘的流场结构,多孔逆向射流的引入使飞行器头部流场发生变化,将飞行器头部前缘的弓形激波向外推移,使前缘展向壁面处于一个连续的低温环境中。结果表明,多孔逆向射流在减阻和热防护方面均能起到良好效果。     

脉冲爆轰发动机管壁传热特性的数值研究

为了探究爆轰过程中燃烧室管壁的传热特性,采用CE/SE方法和有限差分法分别对气液两相脉冲爆轰发动机(PDE)内流场及燃烧室管壁的传热问题进行了数值计算; 运用能量平衡法解决了内流场与管壁传热之间的耦合传热问题。计算结果表明,对于燃烧室内任一截面,爆轰波扫过或膨胀波到来时,对流换热强度大,内壁面温度上升快; 单次爆轰时,爆轰波所在区域温度高达2 000 K,管壁靠近内壁面的区域径向上存在较大的温度梯度,靠近外壁面的区域温度几乎没有变化; 当燃烧室管口压力恢复到环境压力时,从PDE头部到尾部,管壁内壁面温度逐渐升高,热量传递区域厚度逐渐增大。     

海拔高度对柴油机缸内热流分布影响规律研究

为了分析高原环境下柴油机缸内热流分布变化规律,采用计算流体动力学方法对不同海拔高度条件下的柴油机燃烧过程进行了三维数值模拟研究。结果表明：考虑燃气向缸壁传热的燃烧过程计算时,壁面函数采用Han-Reitz模型可以得到满意结果;随着海拔高度升高,过量空气系数降低,滞燃期延长,着火推迟,燃烧恶化,爆压降低,燃烧温度升高;海拔高度越高,喷雾贯穿动量越大,壁面换热系数增长速度越快,在上止点后气体流动性对换热系数的影响所占比重增大,而进气流量对换热系数的影响比重降低,换热系数随着海拔高度升高而增大;在换热系数、壁面燃气温度和壁面油膜燃烧影响下,高海拔燃烧时壁面平均热流大幅度增大,海拔高度从1 000 m升高到4 500 m 后,缸盖和活塞瞬时平均热流最大值增幅分别达到30%和26%.