复合靶板抗侵彻能力数值仿真研究

为研究SiC陶瓷、玻璃纤维和RHA钢材料及厚度配比对三层复合靶板抗侵彻能力的影响,建立杆式穿甲弹侵彻三层复合靶板的数值仿真模型,通过对比弹丸侵彻靶板后的剩余速度,分析不同材料厚度配比复合靶板抗侵彻能力。研究结果表明：当RHA钢背板及复合靶板总厚度一定时,增加陶瓷的相对厚度能有效提高复合靶板的抗侵彻能力;三层厚度比例为1∶5∶4的200mm复合靶板具备良好的抗侵彻能力,同时靶板质量相对较小,可以为复合靶板的结构设计提供参考。     

钨球贯穿陶瓷 /铝复合靶的弹道极限分析模型

针对钨合金球侵彻陶瓷/铝复合靶的实验结果,对钨合金球侵彻陶瓷复合靶的作用机理进行了简单分析;从能量的角度对背板变形进行分析,建立了钨球贯穿陶瓷复合靶的弹道极限分析模型,并利用该模型对钨球贯穿陶瓷/铝复合靶进行了数值计算.将计算结果与试验结果进行比较,它们有较好的一致性.     

陶瓷/FRP复合靶板抗破片侵彻数值模拟

复合装甲的高速侵彻过程一直是军事和结构领域所关注的问题。在大量破片侵彻试验的基础上,利用非线性有限元分析软件LS-DYNA对破片侵彻陶瓷/FRP复合靶板的过程进行了数值模拟,研究了侵彻过程靶板的破坏形式,分析了侵彻过程中破片速度的变化,以及不同厚度陶瓷对剩余速度的影响,并通过与试验数据的比较,验证了数值模拟在分析破片剩余速度和靶板破坏形式等方面的有效性。     

纤维陶瓷复合材料抗侵彻试验与数值模拟分析

以100mm半穿甲弹为防护对象,对纤维陶瓷复合材料的抗侵彻性能进行了试验研究,采用LS-DYNA软件建立了弹体侵彻纤维陶瓷复合靶板的有限元分析模型,给出了弹体与靶体的破坏变形发展过程及应力波传播过程,结果表明,纤维陶瓷复合材料对弹体的磨蚀程度较明显,可以较大程度地降低弹体的剩余能量,有限元计算结果与试验结果吻合较好,为下一步试验与理论分析提供了参考。     

高速射弹并联入水过程空泡演化特性试验

为研究多射弹并联入水时多空泡演化特征,首先设计了可用于双射弹水平高速入水的发射装置,通过试验验证了该系统的可行性;然后基于该系统进行了不同空化器直径、径向间距的双射弹并联入水试验,利用高速摄影技术采集到双射弹在并联入水运动过程;最后对采集到的运动序列图片进行数据分析,得到双射弹在并联入水过程中的双空泡演化规律,揭示了射弹并联入水过程中空泡之间的耦合演化机理. 试验结果表明: 高速射弹并联入水过程中,其空泡演化过程存在穿越、吸引及截断3种典型现象;空化器直径与射弹径向间距均是影响双空泡耦合特性的重要因素.相同射弹径向间距时,随着射弹空化器直径减小,双空泡之间的耦合程度减弱,完全穿越转变成部分穿越现象;相同的空化器直径时,随着双射弹的径间距增大,射弹的脱落空泡之间的吸引现象逐渐减弱,但是脱落空泡的偏移幅值随着径向间距的增大呈现先增大后减小的变化趋势;当双射弹存在前后距离时,先发射弹易出现空泡的截断现象.随着轴向间距增大,截断现象将减弱.根据独立膨胀原理可知,相同条件下射弹前后间距减小时截断现象亦将减弱.     

重载动力荷载下水泥砼路面的力学响应分析

为研究动力荷载下水泥砼动力响应的规律,在修筑的试验路段上,以重型运输车辆为加载设备,通过在混凝土板中埋入应变传感器,获得行驶车辆荷载作用下板内测量应变,分析实际车辆荷载作用下水泥混凝土路面板内的应变状态,对动态多联轴车辆荷载作用下的路面板内的力学响应做初步探讨。     

陶瓷装甲材料抗侵彻性能的有限元分析

采用ANSYS/LS-DYNA有限元程序对钨杆弹侵彻陶瓷(YB-AD90陶瓷)厚靶和陶瓷复合靶(钢 陶瓷 钢)建立有限元模拟,并进行数值分析,采用2种弹型(平头弹和尖头弹)的穿甲弹分析了穿甲弹的侵彻深度与弹速、弹型及靶厚之间的关系.     

分离式RC板及CFRP防护材料的有限元分析

综合近年来钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)结构抗爆性能方面的应用现状,采用ANSYS/LS-DYNA等有限元软件对爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的动态响应进行了数值模拟研究,并在此基础上进行了试验研究,对带初始裂纹RC板的不同加固层数、厚度等进行了试验分析.结果 显示,数值模型能够有效模拟爆炸荷载...     

冲击载荷下脆性岩板损伤断裂演化的实验模拟研究

在矿山运输系统中,井壁围岩冲击损伤破坏对经济和安全效益的影响是至关重要的,因为动态冲击载荷对井壁围岩和支护结构会产生严重的削弱破坏作用,室内研究表明,岩石样品如岩板在动态载荷的冲击作用下会失效。为研究在低速冲击载荷作用下,脆性岩石损伤断裂的演化过程,利用分离式霍普金森压杆（SHPB）装置中压缩气体发射球体子弹对脆性岩板进行变角度冲击损伤实验,岩板受到冲击后,边缘出现凹坑,表面裂纹从撞击凹坑直达岩板边缘,实验中样品的表面裂纹能有效代表试样内部的开裂状况,能有效反映冲击能量的耗散、破裂区面积与裂纹表面积随入射能量呈非线性增长趋势,同时与入射角度相关,但当破裂区面积急剧下降时,裂纹表面积反而急剧上升,表明裂纹的发生发展有明显的孕育期,在入射能量达到临界值前,主要表现为裂纹孕育增长,在达到临界值后,发生宏观断裂破坏,裂纹面积呈负增长,破裂区面积增大。实验结果分析表明在实际工程中,围岩和支护结构的抗冲击的最优化设计角度范围在15°～30°。     

冲击载荷下脆性岩板损伤断裂演化的实验模拟研究

在矿山运输系统中,井壁围岩冲击损伤破坏对经济和安全效益的影响是至关重要的,因为动态冲击载荷对井壁围岩和支护结构会产生严重的削弱破坏作用,室内研究表明,岩石样品如岩板在动态载荷的冲击作用下会失效。为研究在低速冲击载荷作用下,脆性岩石损伤断裂的演化过程,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置中压缩气体发射球体子弹对脆性岩板进行变角度冲击损伤实验,岩板受到冲击后,边缘出现凹坑,表面裂纹从撞击凹坑直达岩板边缘,实验中样品的表面裂纹能有效代表试样内部的开裂状况,能有效反映冲击能量的耗散、破裂区面积与裂纹表面积随入射能量呈非线性增长趋势,同时与入射角度相关,但当破裂区面积急剧下降时,裂纹表面积反而急剧上升,表明裂纹的发生发展有明显的孕育期,在入射能量达到临界值前,主要表现为裂纹孕育增长,在达到临界值后,发生宏观断裂破坏,裂纹面积呈负增长,破裂区面积增大。实验结果分析表明在实际工程中,围岩和支护结构的抗冲击的最优化设计角度范围在15°～30°。     

Study on algorithm of dynamic uncalibrated eye-in-hand visual servoing system

Currently, most visual servoing system must be calibrated, while it is impossible to calibrate cameras and robot models precisely in industrial practice, so a novel dynamic uncalibrated eye-in-hand visual servoing system of tracking a moving target is proposed. The method does not require calibration of camera and robot kinematic models. Vision guided algorithm for tracking dynamic image is developed through minimizing nonlinear objective function. For the large residual has not been approximated in dynamic environment and the change of composite image Jacobian with time increment has not been computed in visual servoing system now,large residuals are dynamic approximated and the change of composite image Jacobian at each iterative step is computed. Simulation results demonstrate the validity of these approaches.     

激光跟踪仪靶球识别图像处理方法研究

激光跟踪仪是大型装备制造过程中的大尺寸精密测量仪器,在跟踪测量过程中,容易丢失目标,影响工作效率,无法继续跟踪.图像处理法对靶球进行目标识别,以实现靶球的断光续接.本文采用模板匹配和Hough变换两种方法,首先将图像处理技术应用于模板匹配,先对拍摄到的靶球进行不同的边缘提取法处理,然后再利用模板匹配法,提取目标靶球的中心坐标;其次利用Hough变换法求取并标定靶球中心坐标.通过对比不同方法提取到的目标的中心坐标,得到较为准确的提取方法,实现在脱靶后激光跟踪仪准确的跟踪目标.     

基于残差单发多框检测器模型的交通标志检测与识别

针对现有目标检测方法仅适用于大尺寸、少量特定种类交通标志的检测,且对复杂交通场景图像检测效果不佳的问题,以抗退化性能较强的ResNet101为基础网络,增加若干卷积层构建残差单发多框检测器（SSD）模型,对高分辨率的交通图像进行多尺度分块检测。为了加快检测速度,采取由粗到精的策略,省略对纯背景图像块的预测. 利用中等尺度图像块的初检结果缩小目标范围;对目标范围内的其他图像块进行检测;将所有图像块结果映射回原图像,并结合非极大值抑制实现精准识别。实验结果表明,该模型在公开的交通标志数据集Tsinghua-Tencent 100K上取得了94%的总体准确率和95%的总体召回率,对多分辨率图像中不同大小和形态的交通标志都具有良好的检测能力,鲁棒性较强。     

基于运动图像序列的啤酒瓶凸性字符快速提取方法

运用基于动态图像序列的运动目标跟踪技术，结合图像边缘提取理论中的检测算子模板，提出了一种快速提取啤酒瓶凸性字符的方法：首先采用单个面阵CCD得到啤酒瓶字符的运动图像序列，然后利用背景在运动图像序列中的镜头突变性和出现的必然性，检测视频流中的背景帧，最后采用基于边缘检测的背景配准方法，得到运动图像和校正背景图像的差分图像，恢复出真正的运动物体(字符)．实验结果表明，该方法比现有的字符图像提取方法具有更好的抗噪性和实用性，加快了字符提取的速度，满足了在线检测的要求．     

激光照射器立靶测试中靶板识别方法

在激光照射器立靶测试系统中,针对外场环境背景复杂、对比度低等情况,导致动态靶板难以精确识别,提出一种基于小波变换的多尺度模板匹配识别动态靶板方法,采用小波变换和多尺度理论相结合的多层次搜索匹配策略,首先在图像分辨率最低层次进行粗匹配,剔除大量非匹配点,保留对应准匹配点;然后沿图像分辨率增大方向在准匹配点进行逐层局部匹配,直到匹配结束,精确识别出靶板的四个角特征目标区域,精确定位靶板角特征目标点.实验表明,该方法对动态靶板中心的测量精度达到0.4pixel,对激光照射器照射精度测试的研究有重要意义.     

基于区域显著性的双波段图像融合方法

为了在红外与可见光图像融合中保留更多有效信息,提出一种基于区域显著性分析的融合方法.通过区域分割以及多分辨率对比度分析,获得图像的尺度不变区域显著性图（RSISM）.利用RSISM能够有效表达区域的显著性特征,合理区分不同性质的区域;根据RSISM划分显著性区域、背景区域及中间区域,对各区域制定相异融合规则,并在非降采样轮廓波变换（NSCT）变换域上融合双波段图像.实验证明,与传统方法相比,该方法能够更好地保留显著性区域的红外特征及其他区域的细节信息,同时对背景热辐射干扰不敏感,有较好融合效果,并能够拓展应用于动态图像的融合中.     

基于随机游走算法分割医学图像测量骨密度

提出了一种对脊椎骨医学图像进行图像处理,分析关键数据求得骨密度大小的方法。该方法首先用分段线性变换对图像灰度拉伸,从而增强目标区和背景区对比度,减少目标区细节。其次,利用像素的灰度信息,建立加权图,选择目标种子点和背景种子点,用随机游走算法对图像分割。最后,在边缘轮廓线内部对照原图求得单位面积像素平均灰度值。该数据通过与大量的医学实验数据作对比可以得到准确的骨密度值。     

ZrO2陶瓷表面Cu-Ti复合渗镀研究

应用加弧辉光复合渗镀技术和自制Cu-Ti二元金属复合靶,对ZrO2陶瓷表面进行Cu-Ti复合渗镀。采用X射线能量色散谱分析（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）面扫描、X射线衍射（XRD）、声发射划痕等试验方法对渗镀层的元素组成、成分分布、相组成、界面结合强度进行分析测试。结果表明渗镀层中存在Cu、Ti及Fe元素,各组分分布较为均匀,没有明显的成分偏聚现象;渗镀层由Cu2Ti、Cu2Ti4O、Ti8O15组成;渗镀层与陶瓷基体结合良好,在100 N最大载荷下未出现剥离和崩落现象。     

基于动态减背景图像处理算法的可变形线性物体识别

围绕可变形线性物体（deformable linear objects,DLO）的检测、目标特征提取和动态操作时的故障诊断3个方面进行研究．首先,应用静态背景下常用的动态减背景方法实现了可变形线性物体的动态目标检测;进而对检测出来的目标物体进行插补,并加以标记,从而提取得到目标特征．最后,通过对提取出的特征点进行监控,获得目标物体在不同状态下的信息,并提供故障诊断的依据．结合以上图像处理算法,在带视觉系统的三菱PAIO机械臂平台上操作可变形线性物体,进行了实验研究．结果证明,该方法可以较好地监控可变形线性物体在运动过程中状态,并及时诊断故障的发生．