复合材料身管热-结构耦合分析与优化

以纤维增强复合材料身管为研究对象,采用有限元方法,建立复合材料身管热-结构耦合分析模型并进行了求解;基于有限元分析模型和优化方法,建立了以复合材料身管质量最轻为优化目标、复合材料身管结构刚强度为约束的优化模型,对各层材料厚度和复合材料缠绕角进行了优化设计,优化方法采用多岛遗传算法和序列二次规划相结合的综合优化策略.优化算例表明,在满足身管强度和刚度要求的条件下,优化得到的复合材料身管设计方案,质量指标得到了很好的改善.     

一种新的火炮剩余寿命评定方法

为了准确地对火炮剩余寿命进行评定,通过研究火炮内膛径向磨损量和内弹道性能变化量的相关关系,提出了基于最小二乘支持向量机的单截面火炮特性模型,并引入量子粒子群算法进行模型反演分析,确定最优参数,以预测模型综合有效度为加权系数,对单截面模型加权平均.建立了火炮多截面剩余寿命评定模型.对实弹射击测得的10组试样的实例进行应用分析,得出该模型预测误差为0.006%,验证结果表明,该模型的精度较高,有一定的实用价值.     

某大口径火炮输弹一致性研究

基于区间参数的不确定性分析方法对某大口径火炮输弹一致性进行研究,分析输弹参数不确定性带来输弹动力学响应的变化。利用ADAMS软件建立输弹机动力学模型,根据输弹过程和输弹实验确定不确定参数及参数区间,采用基于统计信息的多体系统区间不确定分析方法计算得到输弹过程弹丸状态参数,并确定弹丸状态参数区间。数值算例结果表明,输弹机强制输弹阶段参数的不确定性对弹丸状态参数基本无影响,惯性输弹阶段参数的不确定性对火炮输弹一致性有很大影响。     

基于概率密度演化方法的火炮输弹过程不确定性分析

为分析火炮输弹过程不确定性参数对输弹一致性的影响，提出基于概率密度演化理论的输弹过程不确定性分析方法。建立某火炮输弹机的ADAMS动力学模型，根据概率密度守恒原理推导输弹过程的广义概率密度演化方程，以弹丸状态变量和输弹过程随机参数的联合概率密度函数建立状态空间与概率空间之间的联系。根据物理状态的演变引出概率密度的演化，并基于Lax-Wendroff格式的有限差分法求解输弹响应的概率密度函数。与文献［20］试验结果对比，输弹ADAMS 动力学模型的仿真位移曲线与试验数据基本吻合，验证了模型的准确性；分析了不同工况下参数不确定性对弹丸响应的影响，得到了响应均方差。结果表明：与蒙特卡洛（MC）方法的结果对比，该方法计算的响应概率密度函数在形式与精度上都比较准确，验证了该方法的适用性；随着输弹角的增大，响应的波动范围扩大。     

一种能适用于身管振动主动控制的机电耦合退化壳元

根据压电材料的正、逆压电效应及其基本原理,提出了在火炮身管中缠绕压电薄膜(PVDF)对其振动响应进行主动控制的一种新方法,并通过构造一种新型的考虑横向剪切变形影响的机电耦合退化壳单元对身管振动进行了有限元建模,推导出了关键的作动控制方程与传感控制方程,为进一步研究打下了基础。     

空投货台摆荡阶段流体-固体耦合建模分析

为获得空投货台摆荡阶段的精确动力学响应,考虑货台大幅度摆荡对空气产生的非定常效应,基于平衡点法构建了空投吊挂系统多体动力学模型,并采用基于ALE格式的有限体积法建立了空气流场模型,在此基础上推导建立了非定常流动作用下的货台-空气流体-固体耦合分析模型。通过数值算例研究:验证了该多体动力学模型的鲁棒性和正确性;明确了层流非定常模型能较好地描述流体对平板的作用力,可用于空投货台摆荡阶段的流场分析;对比指出通过流体-固体耦合分析得到的非定常流动气动力显示出震荡特性,而定常流动假设模型会给货台带来类似粘滞阻尼的特性,其减速效果要比非定常流动模型强烈。     

某火炮炮口制退器性能的研究

对装有炮口制退器的车载炮膛口冲击流场进行数值模拟,得出高低角为17°,方向角为0°情况下膛口及车身上流场复杂波系结构.根据计算结果分析了膛口和车身上冲击波的发展规律.在火炮发射过程中车身最大压力值为169.573 3 kPa.结合流场模拟结果计算了炮口制退器效率,得到制退器效率为35.008%.数值模拟结果为计算车身在冲击波作用下的动态响应提供了先决条件,为火炮的结构设计提供了参考.     

应用贝叶斯方法进行系统可靠性验证

可靠性验证是系统开发过程中的重要环节.在实际工程应用中,由于复杂系统在开发过程中样本数量极少,使得按传统方法进行系统的可靠性验证十分困难.本文基于贝叶斯方法和系统研制过程中可靠性信息的利用,提出了复杂系统可靠性综合验证方法.该方法将部件的设计分析作为部件可靠性的验前信息,并用部件寿命试验结果将其更新;根据系统结构,将各部件更新后的可靠性信息综合,得出系统验前可靠性信息;以该信息为基础,制定和实施系统可靠性验证试验计划.该法的应用表明,对于复杂系统在研制阶段进行可靠性验证,所需样本数明显少于基于经典可靠性理论所需的样本数.     

冲击载荷下磁流变阻尼器动态特性试验分析

应用于火炮反后坐装置中的磁流变阻尼器工作在高冲击、高速环境下，因此对所设计长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验，测试其在冲击载荷下的动态特性及性能指标。通过采用非线性最小二乘法对试验数据拟合，基于Herschel-Burkley磁流变液非线性本构特性的平行平板恒流模型，提出了冲击载荷下磁流变阻尼器的动态特性模型。并利用该数学模型对磁流变阻尼器在反后坐装置应用中的可控性进行了深入讨论。理论分析表明：在火炮反后坐装置应用中，利用磁流变阻尼器阻尼力可调特性，可以实现理想的后坐动态特性。     

基于2D自适应补偿原理的压电自感知执行器振动信号分离技术

针对压电自感知执行器电学物理模型，分析了现有的提取结构振动信号方法存在的问题，改进了一维最小二乘均方自适应补偿系统的设计，提出了利用二维最小二乘均方自适应算法实现压电自感知执行器传感与激励信号间的动平衡分离，设计了基于TMS320LF2407DSP的二维最小二乘均方自适应信号分离系统，实现了对压电自感知执行器输出信号大小、相位的二维补偿，并从理论上进行了收敛性证明。实验结果证实，基于二维最小二乘均方自适应算法可真正实现压电自感知执行器传感与激励信号完全的、不失真的理想分离。