爆炸平面开关的设计及研究

为了进一步减小爆炸箔起爆器系统体积,并降低生产成本,设计并制备了一种爆炸平面开关,并对该爆炸平面开关的电极间隙和放电特性进行研究.结果表明:随着间隙电极的间隙距离减小,其开关的作用时间缩短;对于同一起爆电压的爆炸平面开关,随着放电电极间隙的增大,其冲击片雷管的爆发电流呈下降趋势.     

电磁兼容电流探头传输阻抗温度误差修正方法

为了解决外场电磁兼容性试验时环境温度影响电流探头测量精度的问题,通过温度变化对电流探头传输阻抗影响机理进行分析,得到了绕线电阻、分布电阻与分布电容等传输阻抗的主要参数与温度的关系。提出了一种电流探头传输阻抗温度误差的修正方法,并选取典型电流探头进行实验测试,获得了其传输阻抗随温度的变化规律和相对误差修正曲面。与标准实验室的实验结果进行比对,验证了该方法的正确性和有效性。结果表明,该方法能在确保测量精度的前提下,将电流探头的使用环境温度扩展到-40 ℃～50 ℃,减小了外场试验测试误差。     

考虑船体涡流影响的舰船消磁线圈电感计算方法

舰船消磁线圈的电感值是影响消磁电源系统设计的重要因素。针对舰船结构复杂、船体涡流去磁效应显著等特点,提出一种基于时谐磁场仿真的消磁线圈电感计算方法,利用三维时谐磁场仿真提取线圈端电压和电流的实部和虚部,并根据阻抗相量表达式确定线圈电感值。重点分析壳体涡流的趋肤效应对电感计算结果的影响规律,提出壳体网格优化控制方法,计算实尺寸航母消磁线圈的电感,并对其影响因素进行分析。分别设计空心线圈电感解析计算模型和航母消磁线圈电感物理缩比模型,并对缩比模型电感进行实测。研究结果表明,空心线圈电感计算相对误差仅为1.8%,缩比模型的自感和互感计算的最大相对误差分别为7.1%和17.2%,有力验证了所提方法的有效性,为舰船消磁电源的设计提供了参考依据。     

基于FPC工艺的集成冲击片换能元性能分析（英文）

为了提高爆炸箔起爆器的制造效率和产品一致性,设计和制造了一种基于柔性电路板(简称FPC或软板)制造工艺的集成冲击片换能元,并对该集成换能元的电爆炸性能、驱动飞片能力和起爆六硝基茋的能力等基础性能进行了研究。采用高压探头测量了爆炸箔两端的电压曲线,采用罗果夫斯基线圈测量了放电回路的电流曲线,通过光学多普勒测试手段(PDV)测量了电爆炸过程驱动飞片速度历程曲线。结果表明,放电回路峰值电流和桥箔的爆发电流随着电容两端电压的增加而线性增加,其中桥箔的爆发电流从2080 A增加到2680 A。桥箔的爆发时间随着电容两端电压的增加而线性地从232 ns减小至156 ns。随着充电电压的增加,飞片速度从4056 m·s~(-1)增加到4589 m·s~(-1),速度标准偏差为38~48。该冲击片换能元可在放电回路电流峰值约2.04 kA时可靠起爆HNS?Ⅳ,而基于传统制造方式冲击片换能元的起爆电流峰值为2.340 kA。     

自积分式罗果夫斯基线圈的设计

自积分式罗果夫斯基电流线圈是在输出端并联一的采样电阻,并选用磁导率小的铜或铝作为与线圈配合的待测母线.选择采样电阻,既要信噪比好,又要避免产生过大的测量信号.带磁芯的罗氏线圈应尽可能减小线圈内阻.宜选用温度膨胀系数小的材料作为骨架,也可根据试验测出温度对线圈输出电压的影响,在不同温度下进行修正.其屏蔽盒应用主气隙,防止原电流产生的磁场集中在屏蔽壳的金属板内.     

基于FPC工艺的集成冲击片换能元性能分析（英）

为了提高爆炸箔起爆器的制造效率和产品一致性,设计和制造了一种基于柔性电路板（简称FPC或软板）制造工艺的集成冲击片换能元,并对该集成换能元的电爆炸性能、驱动飞片能力和起爆六硝基茋的能力等基础性能进行了研究。采用高压探头测量了爆炸箔两端的电压曲线,采用罗果夫斯基线圈测量了放电回路的电流曲线,通过光学多普勒测试手段（PDV）测量了电爆炸过程驱动飞片速度历程曲线。结果表明,放电回路峰值电流和桥箔的爆发电流随着电容两端电压的增加而线性增加,其中桥箔的爆发电流从2080 A增加到2680 A。桥箔的爆发时间随着电容两端电压的增加而线性地从232 ns减小至156 ns。随着充电电压的增加,飞片速度从4056 m·s^-1增加到4589 m·s^-1,速度标准偏差为38~48。该冲击片换能元可在放电回路电流峰值约2.04 kA时可靠起爆HNS-Ⅳ,而基于传统制造方式冲击片换能元的起爆电流峰值为2.340 kA。     

齿形线圈励磁的新型电涡流缓速器电磁特性

针对重载车辆用快响应、易控电涡流缓速器功率密度低的问题,提出一种利用轴向凸起的齿形线圈构建三维磁路,并通过过励磁设计抑制去磁效应的新型电涡流缓速器。应用有限元技术,建立新型高能电缓与传统端面磁路、轴面磁路电缓稳态、似稳态电磁场计算模型,分析新型电缓的磁路、气隙磁密、电涡流分布和过励磁制动特性。结果表明,新型电缓电涡流分布在转子内表面整个轴向空间内,当转速小于3 500 r/min时,其制动扭矩明显高于另两种传统电缓,且过励磁设计能够有效提升新型电缓的制动性能,线圈电流密度提高至3倍时,制动扭矩增加0.65倍,能够为车辆紧急制动提供瞬时大扭矩,使车辆制动距离缩短30%。     

电点火系统在电磁辐射下的安全裕度测量

采用一种新型的白光干涉型光纤测温仪对电点火系统的安全裕度进行测量。把传感器贴着电火工品中桥丝放置,测量桥丝在电磁辐射下温度的变化,根据桥丝温度变化和输入电流的关系得出桥丝上的感应电流,从而确定电点火系统在电磁辐射下的安全裕度。试验表明：在GJB736．11-90规定的静电放电模型下,25kV的静电放电电压对本文中采用的电点火头是安全的。     

Ni/TiO_2/Urea纳米核壳微粒电流变液的温度稳定性研究

通过测试不同温度下的电流变液性能,考察纳米Ni/TiO2/Urea电流变液的电流变性能、沉降性能随温度的变化规律,从形貌观察佐证了温度对电流变液的影响规律,并与TiO2/Urea电流变液进行对比。发现Ni/TiO2/Urea纳米核壳微粒电流变液随温度的提高,电流变液的强度增大,在3 kV电场下剪切强度由25 kPa提高到30 kPa,增加20%。     

桥丝式电火工品安全电流的数学模型

从桥丝式电火工品的传热模型入手,结合瞬态脉冲试验的原理,对桥丝式电火工品的安全电流进行了研究,得出了计算安全电流的数学模型和安全电流的数学表达式,证明利用无损检测和数学模型对单发电火工品进行性能预测是可行的,为进一步研究电火工品的单发性能预报提供了参考.     

磁悬挂天平的变结构控制

鉴于磁悬挂天平系统强烈的非线性特性及存在的多种不确定性,针对非匹配不确定性情况设计了变结构控制器.根据对悬浮时模型受力图的分析,及其模型两端电磁力、电流和电压的平衡关系,并以Y轴方向受力为例,讨论了磁悬挂天平的非线性变结构设计过程.该设计的目的是使镇定误差趋进于0,其设计步骤包括期望性能到期望力的传递、满足滑动模态可达条件的控制力到控制电压的传递、控制电压的求解.同时对设计的结果进行了仿真分析,仿真结果表明磁悬挂天平的变结构控制系统具有良好的动态性能.     

氩/氢等离子射流特性研究

为了研究等离子体射流场的特性,通过测量等离子体发生器的工作参数,并根据能量守恒原理,计算出等离子体发生器出口射流的平均焓值、平均温度及其分布;由于等离子体发生器出口处射流温度高达104K以上,其特性参数的直接测量非常困难;试验中分别改变等离子系统的电流大小、主气和次气流量,观察等离子射流的参数变化,并对碳/碳复合材料进行烧蚀实验;结果表明:在等离子体发生器的出口处,射流温度呈抛物线分布;随着电弧电流的增大,等离子体发生器射流的焓值、温度和速度都显著提高;增加主气气体流量,射流焓值与温度呈下降趋势,而增加氢气流量时,射流焓值与温度将会得到显著提高。随着温度和焓值的升高,碳/碳复合材料的烧蚀率增大,烧蚀形貌有很大的变化。     

基于非支配排序遗传算法的涡轮发动机转子系统装配参数优化

为探究保障转子系统高温动平衡的最佳装配参数方法,掌握高温下动平衡的变化规律,提出转子系统各零件装配角矩阵的优化确定方法。基于高温工况下热-结构动平衡理论模型和零件材料特性随温度的非线性变化规律,建立转子系统动平衡随温度变化的解析方程;根据不同装配参数下系统不平衡量和偏移扭矩的差异,把高温动平衡优化问题转换为多目标多变量的优化问题,给出基于非支配排序遗传算法的解决方案;以某弹用涡轮发动机高压转子系统装配为例,在600 ℃工作环境下对所提方法进行验证,得到该工况下零件最佳装配角矩阵,以及最小化温度对转子系统动平衡的变化量影响,改善了装配质量特性。结果表明,零件装配角对高温工况下转子系统动平衡变化有很大的影响,通过装配参数优化可显著减少高温工况对多零件转子系统动平衡的影响。     

基于集总参数法的坦克装甲传热分析

为研究坦克装甲热特征,基于集总参数法进行坦克装甲单元划分,建立了热平衡方程,搭建了坦克装甲热网络,确定了热平衡计算求解方法。对某型坦克在设计工况下的装甲温度进行计算,得出了热特征明显的高温区域,并分析了原因。对某型坦克装甲温度进行试验测量,将测量值与计算值进行了对比,最大误差为6.92%,验证了该模型的合理性。     

典型弹药装药保温平衡时间特性实验研究

发射药温度直接影响装药的燃烧速度,进而影响火炮的发射性能。为了深入研究弹药温度试验中发射装药的保温平衡时间,选取了不同口径的多种现役典型弹药展开了实验研究,通过对弹药改装并搭建多通道的温度采集系统,测量了靶场弹药保温试验升、降温过程中发射装药内部温度的变化规律。在此基础上,引入了弹药热学中心的概念和保温平衡时间的计算方法,得到了12种发射药在4种温度工况下的保温平衡时间。研究结果表明:弹药内部从外向里传热速率越来越慢、保温平衡时间越来越长; 本文研究的12种发射装药的保温平衡时间均不超过26 h,口径较大的弹药所需的弹药保温平衡时间较长,其中小口径弹药的保温平衡时间仅需要7～8 h; 装药中心的传火管结构和中空的可燃纸筒结构减小了弹药的保温平衡时间。通过比较得出,靶场试验弹药的保温平衡时间较现行国军标规定的保温平衡时间可大幅缩短,能够提高靶场试验效率,具有重要意义。     

六硝基六氮杂异戊兹烷自催化分解特性与热安全性研究

六硝基六氮杂异戊兹烷（CL-20）是一种十分重要的新型单质炸药,其热分解安全性一直备受关注。利用动态差示扫描量热（DSC）仪进行实验,初步研究了CL-20的热行为;利用中断回归法、瑞士方法研究了CL-20的自催化反应特性,并用等温DSC实验进行了验证;基于CL-20的动态DSC曲线数据,采用Friedman法求得其活化能E_α与ln\[Af(α)\]值随转化率α的变化曲线,并结合热平衡方程计算了其绝热诱导期TMR_ad. 结果表明：CL-20的起始分解温度为233.5~255.7 ℃,其分解反应为自催化反应,热履历显著降低了其起始分解温度和峰温;在反应的不同阶段,CL-20具有不同的活化能,其绝热诱导期8 h和24 h对应的温度T_D8和T_D24分别为162.3 ℃和152.8 ℃.     

提高铝合金铸件质量的一种工艺途径

本文通过现场的生产实例与实测数据,阐明内浇口开设数量及其作用的均衡性对大、中型铝合金铸件的内在质量、形状偏差及尺寸精度产生很大影响,并简单分析其产生机理。大量生产实践表明,增加内浇口数量,提高内浇口作用均衡性,对避免区域性缩松缺陷的产生,减少铸件的变形与尺寸超差产生很好效果,可大大提高铸件成品率。本文还结合典型的生产实例,对提高内浇口作用的均衡性,改善充型液流分配状况,给出具体的工艺措施。     

柴油机冷却系统瞬态响应研究

建立了某型柴油机冷却系统数值仿真模型,针对变工况下冷却系统的响应问题做了仿真研究,分析了不同单一系统参数和多参数对柴油机出水温度的影响.结果表明,改变不同单一系统参数,柴油机出水温度达到稳定状态所用时间不同,但都相对较短,而改变多个系统参数所用时闻则相对较长.通过该型柴油机热平衡实验,在外特性上验证了该冷却系统仿真模型...     

机载火焰抑制器传热特性影响因素研究

采用微元方法建立机载火焰抑制器耐烧过程数学模型,应用有限差分法对其进行数值计算,对比计算结果与实验数据,误差不超过10%。在此基础上,分析燃烧温度、阻火单元长度、壁厚及材料的导热率对火焰抑制器传热特性的影响。研究表明:阻火单元末端温度随燃烧温度升高而增加;阻火单元长度越长,其末端温度所达到的平衡温度则越低,耐烧性能越好;阻火单元壁面厚度的增加将导致其末端平衡温度的升高,耐烧性能下降;阻火单元材料的导热能力越强,其末端平衡温度越高,达到平衡的时间越短,从耐烧性能而言,提高材料的导热率是不利的。     

某压裂火药燃烧速度特征与温度关系的密闭爆发器实验研究

为模拟某压裂火药在油井作业中燃气的压力变化规律,需要确定火药的燃烧速度与其温度的关系。利用密闭爆发器实验系统,获得不同温度条件下火药燃气的压力随时间的变化曲线。基于内弹道火药燃烧特征量静态分析方法,计算出不同温度下火药的燃烧速度定律,并进一步计算燃速系数与温度的关系。通过拟合得出火药的燃速随温度增长的指数式变化函数,通过误差分析判定该函数适用于30 ℃～150 ℃的温度变化区间,为不同温度下的井下模拟计算提供了理论支持。