初偏心影响下的水下高速运动体的抗弯稳定性及可靠性分析

针对有初偏心的水下高速运动弹性体的抗弯稳定性问题，建立了一个简化的力学模型。基于小挠度下杆所承受载荷的微分方程，确定了水下高速运动弹性体的弯曲失稳的临界载荷，得到了临界载荷与初始偏心之间的关系。在此基础上进行了结构的可靠性分析，得到了结构的可靠性指标和失效概率。最后，通过算例，说明该方法的有效性。     

鱼雷纵向运动的分叉特性分析

鱼雷运动方程含有诸多的非线性项，用传统的分析方法全面处理非线性问题有一定的难度。运用非线性科学中的分叉理论系统地分析鱼雷运动的稳定性，为探讨求解鱼雷非线性问题，提供了现代分析途径。不需要过于简化的方程，利用等价变换可将高维系统约化到低维的包含了原系统全部动力学特性的中心流形上来研究。通过分叉研究，可以揭示非线性的影响，得到更广义的稳定性结果。     

基于章动运动理论的火箭弹锥形运动稳定性分析

基于自旋弹体短周期力矩投影的动力学方程，建立了以弹体摆动章动角和进动角为变量的弹体锥形运动的非线性数学模型，通过引入广义章动角及进动角速率，使难以用解析手段处理的非线性模型转换成可解析的一般模型。根据线性化模型分析了弹体章动及进动运动的相互关系，给出了自旋弹体章动运动稳定性条件。对非线性模型，研究了章进动运动对弹体锥形运动极限环的作用，给出了弹体锥形运动稳定时自旋弹体章动角度及进动角速度应满足的解析关系。     

基于模糊神经网络的导弹倾斜运动稳定与控制研究

根据非线性系统的模糊神经网络自适应控制算法，研究了导弹倾斜运动采用变系数运动方程时的稳定和控制问题。     

侧向力对自旋导弹稳定性的影响

水平侧向力会导致自旋导弹不稳定飞行。对准弹体坐标系中横向运动非线性模型进行了线性化，利用劳斯稳定判据得到侧向力作用下的稳定性条件，分析了侧向力作用导致的进动和章动不稳定运动。与Lloyd研究结果进行了对比，证明本模型和方法的正确性。本方法比文献[2]方法具有更好的通用性。     

在弹道直线段上仅考虑非线性静力矩时弹丸的非线性运动

本文在仅考虑正弦静力矩和三次方静力矩的特殊情况下导出了在弹道直线段上弹丸非线性运动的解析解,得出了运动稳定的条件,分析了弹轴运动的规律,并将非线性运动与线性运动作了对比。从中可以看出非线性运动的几个主要特点,即线性运动攻角可用圆函数表示而非线性运动攻角必须用椭圆函数表示,非线性运动的稳定性和周期与起始条件有关,并且存在极限运动。     

坦克炮控系统非线性建模与运动性能分析(Ⅱ)

在分析炮控系统内部非线性因素和建立炮控系统非线性数学模型的基础上,针对炮控系统的低速运动状态和高速运动状态进一步开展运动性能分析,重点对系统驱动死区、延时与振荡,低速"爬行"和高速调炮"超回"等问题以及影响该问题的非线性因素进行了理论分析和试验研究,为进一步开展炮控系统分析、设计与非线性补偿控制奠定基础.     

聚脲弹性体在爆炸防护中的研究进展

从力学性能、防护结构应用研究、吸能机理三个方面综述了聚脲弹性体在爆炸防护中的研究进展。聚脲弹性体的静/动态力学性能优异,断裂伸长率高、应变率效应强,在增强墙体、金属及复合材料等多种防护结构抗冲击性能方面的研究取得了重要进展,获得了一些规律性认识,包括聚脲弹性体在防护结构中的位置、质量比重等因素对抗爆性能的影响以及聚脲弹性体在墙体、金属、复合材料等不同结构中增强抗爆性能的机理。分析认为聚脲弹性体在爆炸防护中具有很大的应用潜力,指出未来需进一步研究聚脲弹性体的本构关系、影响聚脲弹性体抗爆性能的因素、防护结构尺寸效应与聚脲弹性体的微观吸能机理。     

鱼雷纵向运动的分叉特性分析

鱼雷运动方程含有诸多的非线性项,用传统的分析方法全面处理非线性问题有一定的难度.运用非线性科学中的分叉理论系统地分析鱼雷运动的稳定性,为探讨求解鱼雷非线性问题,提供了现代分析途径.不需要过于简化的方程,利用等价变换可将高维系统约化到低维的包含了原系统全部动力学特性的中心流形上来研究.通过分叉研究,可以揭示非线性的影响,得到更广义的稳定性结果.     

基于高斯粒子滤波的空-海BDO-TMA的研究

探讨了目标运动分析中基本的非线性估计问题。介绍了粒子滤波的基本思想和免重采样高斯PF（GPF）算法的基本原理．特别针对空-海单站只测方位-多普勒TMA（BDO-TMA）问题应用GPF和EKF（扩展卡尔曼滤波）进行了对照研究，建立了问题的离散非线性滤波估计模型．设计了典型的应用场景，给出了MonteCarlo仿真运行结果；表明GPF具有更高的估计精度、更好的收敛特性和滤波一致性。     

灌封材料对侵彻过载下弹载器件的防护分析

为研究在灌封材料缓冲保护下弹载器件对冲击载荷的动态响应,利用LS-DYNA用户材料自定义程序UMAT二次开发平台,编写朱-王-唐（ZWT）非线性黏弹性本构模型的材料子程序,并将ZWT模型应用于弹体内部灌封材料的动态仿真。通过调整ZWT模型的非线性弹性模量、低应变率Maxwell单元的弹性常数、高应变率Maxwell单元的弹性常数、高应变率Maxwell单元的松弛时间和材料密度,得出不同参数对应下,弹体内部电子器件不同的动力学响应,并分析灌封材料各参数变化对于弹体内部电子器件响应造成的影响。研究结果表明：当非线性弹性模量、低应变率Maxwell单元的弹性常数、高应变率Maxwell单元的松弛时间和材料密度的数值降低时,灌封材料的减振和防护效果更佳。根据仿真结果提出了针对不同工程需求的材料优化方案。     

金属橡胶弹性元件实验建模研究

基于电液伺服材料试验机精确的位移加载控制,对圆环形金属橡胶弹性元件进行了静态与动态力学试验,结果表明金属橡胶材料具有明显的高次弹性非线性以及迟滞非线性性质,根据动态试验结果建立迟滞回线拟合分解的高次弹性复合阻尼模型,该模型用非线性刚度和非线性复合阻尼机理构造,模型中的参数由试验数据辨识。用所建模型重构恢复力一位移迟滞回线,结果表明,该模型能很好描述这类非线性振动系统的特性,为进一步实验建模提供了理论依据。     

弹道明胶动态力学性能试验与本构模型研究

弹道明胶被广泛用作生物医学和终点弹道中的软组织模拟物,其动态力学特性的准确测试一直是创伤弹道学领域重点关注的话题。为解决明胶材料在动态测试中出现的透射信号微弱、非均匀变形等问题,霍普金森压杆装置选用铝合金压杆搭配半导体应变片,同时采用波形整形技术及薄片试样等手段,开展4 ℃环境下浓度10%和20%弹道明胶的动态力学性能试验。试验结果表明：明胶的动态力学响应呈非线性,应力-应变曲线由弹性段及3个塑性强化段组成;应力动态增加因子与归一化应变率的对数呈线性关系;考虑应变率效应的多项式本构模型可较好地描述明胶在高应变率下的力学行为。研究成果可为轻武器杀伤元侵彻明胶靶标的数值仿真工作提供支撑。     

多孔弹性复合材料研制及其吸能缓冲特性

针对战斗部侵彻多层靶板过程中引信承受多次高过载时的缓冲防护需求,提出一种新的缓冲材料设计思路。通过将多孔介质与弹性聚合物混炼加工,形成弹性聚合物纤维空间骨架包络多孔介质颗粒的新型结构。利用扫描电子显微镜分析弹性聚合物质量占比对复合材料内部结构的影响,并结合孔隙率测试和多次静压试验分析弹性聚合物质量占比对材料内部孔隙率和可恢复特性的影响。利用马歇特击锤试验装置进行多次冲击试验,验证材料的吸能缓冲能力。试验结果表明：具有弹性纤维骨架包络结构的多孔材料具备良好的吸能特性和可恢复特性,在多次冲击过程中性能优于纯多孔材料、过填充薄膜材料和聚合物材料,可用于引信在多次冲击历程中的缓冲与防护。     

无后坐力爆炸物销毁器身管强度分析

为了满足大口径无后坐力爆炸物销毁器一体化、轻量化设计要求,建立一种基于非线性有限元方法的无后坐力爆炸物销毁器瞬态动力模型。依据无后坐力爆炸物销毁器两端对称的结构特点和膛压变化过程,理论分析了其身管强度,并采用非线性有限元方法,对身管整体强度进行数值仿真及验证。结果表明:新型无后坐力爆炸物销毁器身管在一体化设计的前提下,整体强度满足材料弹性极限要求,并且具有足够的安全系数,弹仓部可以减少其壁厚,以实现其轻量化。该研究为大口径无后坐力爆炸物销毁器和排爆机器人身管的设计提供理论依据。     

以RDX为基的浇注PBX力学性能与本构模型

为研究一种黑索今(RDX)基浇注高聚物粘结炸药(PBX)的力学性能与本构模型,利用INSTRON材料试验机及改进分离式Hopkinson压杆(SHPB)进行了准静态和动态单轴压缩实验,获得了材料在10-4~10-2s-1及843~1490 s-1应变率范围内的应力-应变曲线。结果表明:该浇注PBX的变形过程分为线性段、强化段和软化段。准静态加载下该浇注PBX具有明显的应变率效应,其弹性模量、压缩强度、临界应变与相对对数应变率之间近似呈线性关系;而在实验应变率范围内,动态加载下特别是加载初期应变率效应不明显,同时发现其破坏准则由应力控制,材料在12MPa附近发生破坏。借鉴推进剂及橡胶材料本构关系的研究结果,分别提出了能描述浇注PBX一维动、静态压缩力学行为的率相关本构模型,该模型与实验结果误差小于10%吻合较好。     

2.5维编织复合材料经向拉伸弹性性能预测

为研究不同结构2.5维编织复合材料的经向拉伸弹性性能,提出一种2.5维编织复合材料经向拉伸弹性性能预测方法。通过非线性多尺度材料设计与分析,进行弯联结构和直联结构2.5维编织复合材料代表性体积元（RVE）模型的经向拉伸弹性性能仿真计算,对RVE模型进行经向拉伸弹性模量和经向拉伸破坏形式的预测。为校验该方法预测结果的准确性与合理性,对弯联和直联两种结构2.5维编织复合材料试样进行经向拉伸性能表征,并与仿真计算的预测结果进行对比分析。结果表明,非线性多尺度材料设计与分析方法能够比较准确地对直联结构2.5维编织复合材料的经向拉伸弹性模量进行预测,同时能够对两种结构2.5维编织复合材料的拉伸断裂形式进行预测,这为设计和优化2.5维编织复合材料的经向拉伸弹性性能提供了一种有效方法。     

考虑刚体运动与弹体变形耦合效应的旋转导弹动力学建模

旋转导弹结构细长,具有较大弹性,结构低频振动易与刚体运动相互耦合。为更好地研究旋转导弹的动力学特性,对考虑刚体运动与弹体变形耦合效应的旋转导弹动力学建模问题展开研究。引入瞬态坐标系,在该坐标系下利用拉格朗日方程建立弹性旋转导弹的惯性耦合完整模型。该模型考虑了弹性变形对质量特性的影响,能够完整描述刚体运动和弹性变形间的耦合效应。在不同假设下,将惯性耦合完整模型简化后可得到弹性耦合简化模型和非惯性耦合模型。仿真分析结果表明：相对于其他两种简化模型,惯性耦合完整模型能够更全面地描述旋转导弹的运动,而刚体运动与弹体变形耦合效应在旋转导弹建模和分析中不可忽略,需要加以考虑;在旋转导弹运动稳定情况下,3种模型的差别主要体现在姿态运动上,而在弹性变形上的差别可以忽略。     

冲击载荷作用下典型发射药的弹性模量分析方法

为获得冲击载荷作用下典型发射药弹性模量有效分析方法,进行了落锤冲击发射药的实验研究。结合高速摄像技术和数字图像相关方法,得出发射药在落锤冲击过程中的应力与应变曲线;以此为基础,采取线弹性、非线性弹性和黏弹性3种分析手段,得到DAGR125-21/19发射药在常温和低温下弹性模量随着冲击速度和冲击能量的变化规律。结果表明：随着冲击速度增加,发射药在常温和低温下弹性模量变化较小,其中黏弹性分析得到的弹性模量最小,线弹性和非线性弹性分析的结果相近,且低温下弹性模量远大于常温下弹性模量;通过对双芳-3双基发射药弹性模量的研究,可以得到相似的结论,且常温下双芳-3双基发射药弹性模量与DAGR125-21/19发射药弹性模量相当,但低温下前者远大于后者;基于数字图像相关方法的黏弹性分析,可以获得准确可靠的发射药弹性模量。     

非充气机械弹性车轮静态径向刚度特性研究

为了研究机械弹性车轮的径向刚度特性,建立了一种基于Timoshenko曲梁的车轮模型,并利用有限元方法和样机试验进行了验证。通过对机械弹性车轮的悬毂式承载和刚度特性进行分析,揭示了车轮径向刚度主要取决于輮轮和铰链组的结构和力学特性。基于车轮的非线性有限元模型,对影响车轮径向刚度的輮轮刚度、铰链组材料和结构尺寸进行了参数化分析,结果表明：随着铰链组个数、横截面积和杨氏模量的增加,车轮径向刚度呈非线性增加;在车轮刚度较小且其他设计变量不变时,輮轮刚度的变化量近似等于车轮径向刚度的变化量。