典型小口径步枪枪管系统冷热枪状态差异三维有限元分析

针对自动步枪在冷热枪状态下的差异,为揭示冷热偏机理和提高射击精度,以某典型小口径自动步枪为研究对象,基于热固耦合的研究方法,计算了镀Cr层但忽略膛线的某典型小口径自动步枪枪管系统在连续热冲击及膛压下的瞬态温度及变形,分析了其温度场和沿径向的位移场变化规律,仿真计算结果获得了试验数据的验证。研究表明:连发发射时内膛薄层各点的温度梯度将引起高频急剧变化的热应力; 热载荷是影响残余位移的主要因素; 枪管系统前几发弹峰值位移主要受脉冲位移影响,随着射弹量增加峰值位移主要受残余位移影响; 随着射弹量增加,热枪状态下枪管系统变形明显大于冷枪状态下变形; 热载荷是影响枪管系统变形的主要原因,膛压对枪管系统产生了位移脉冲,不影响残余位移。残余位移的增加量随射弹量呈减小趋势。     

典型大口径转管机枪热-固耦合效应研究

为研究交变动态热载荷对转管机枪可靠性的影响,建立了某大口径三管转管机枪身管的3种有限元模型。基于一定边界条件和射击规范,对温度和应力数值结果进行了比较。研究了身管温度场及在高频热流脉冲和动态膛压脉冲载荷作用下身管动态耦合应力场的分布规律。结果表明:对于转管机枪,身管温度场可以采用2D轴对称模型以减少数值计算量; 从传热的角度,对由于身管高速转动引起的强迫对流散热,薄身管壁有利于散热,提高寿命; 在发射过程中,热应力对身管强度和寿命的影响起主导作用。     

不同工况下机电复合传动装置行星齿轮系统瞬态温度场

机电复合传动装置时常处于高速、重载、高油温等恶劣环境中,导致装置内行星齿轮系统的瞬态啮合温度急剧上升。利用有限元法对不同转速、不同载荷以及变转速恒功率条件下的行星齿轮系统模型瞬态温度场进行计算。分析不同条件下太阳轮及行星轮的瞬态温度曲线及齿面发热情况,绘制不同工况下齿顶面及齿根面瞬态温度场三维曲线,详细讨论齿面瞬态温度相对增长关系以及增长量,得到不同转速、不同扭矩以及输出功率对于太阳轮及行星轮的瞬态温度场影响规律。结果表明：在不同转速条件下,太阳轮与行星轮齿根面温度与齿顶面最高温度随着转速的增加而逐渐升高,当太阳轮转速大于5 000 r/min后最高温度的升高率则逐渐降低;在恒功率条件下,随着转速增大,太阳轮与行星轮齿顶面和齿根面最高温度降低的绝对值基本等于上一个转速点的2倍。试 验验证了该方法的正确性。     

稳压器在船用核反应堆舱室散热的模拟研究

运用CFD方法,对稳压器在船用核反应堆舱室的散热进行研究,得到了舱室内温度场的空间分布特征,分析了不同舱室温度、不同船体倾角下的散热情况;结果表明：船体倾角对散热影响不大,但舱室温度对散热影响较大;舱室温度越低,倾角越小,散热量越大。     

高过载下长尾喷管整体热结构传热数值模拟

文中采用欧拉-拉格朗日两相流模型对不同过载及颗粒直径条件下的喷管内流场进行数值模拟。在此基础上,充分考虑了三种传热方式以及喷管内部各区域换热的特点,在耦合颗粒相传热后,对喷管三维整体的热结构进行了温度场计算分析。从喷管全域温度场分布情况可以看出,喷管内壁面温度梯度变化非常大;有颗粒相加入时长尾段后部的燃气温度以及喷管相同位置等值线区域的温度明显高于纯气相条件下的温度,但是热防护层的温度梯度下降很大;过载以及粒径的变化对喷管辐射传热的影响比较大。     

基于热－机耦合的柴油机气缸盖强度研究

采用有限元分析软件ANSYS分析了某型柴油机缸盖的温度场分布和缸盖热应力以及缸盖在机械载荷作用下的应力场,然后运用热－机顺序耦合的方法,将热负荷和机械载荷同时加载于缸盖,研究其在多种载荷作用下的应力场和变形情况。研究结果表明：缸盖温度最高点和热应力最大值出现在火力面鼻梁区和靠近排气门的喷油器座孔的一侧;热－机耦合应力作用下,缸盖的最大应力点出现在两个进气门之间的鼻梁区和两个排气门之间的鼻梁区,缸盖承受的最大拉应力未超过材料的许容拉应力;缸盖的最小疲劳安全系数和最小疲劳寿命均满足设计要求。     

海洋温度条件下的固体推进剂应力应变分析

建立以固体发动机壳体、药柱及绝热层等为主要部件的计算模型,基于三维热粘弹性积分型本构关系,考虑不同海域贮存条件的交变温度载荷情况,利用有限元方法计算了固体发动机药柱在海洋交变温度载荷下的力学响应,给出了药柱内应力应变场的分布规律及危险部位。结果表明,在未有效热保护的贮存状态下的药柱,长期的交变温度产生的交变应力载荷,使药柱微观结构受到不同程度的疲劳损伤,势必影响其结构完整性。     

低温动态加载下三组元HTPB复合固体推进剂的失效判据

基于三组元端羟基聚丁二烯(HTPB)复合固体推进剂在不同热加速老化时间(0,32,74,98 d)和不同加载温度(-50,-40,-30,-20,25℃)以及不同应变率(0.40,4.00,14.29,42.86,63 s~(-1))条件下的单轴和准双轴拉伸力学性能实验以及细观损伤观测实验,分析了加载条件对推进剂初始弹性模量,强度和最大伸长率的影响规律,确定了单轴和准双轴拉伸加载下推进剂的失效判据。结果表明:动态单轴加载下推进剂易因拉伸应力作用而失效,且热老化后推进剂抵抗破坏的能力降低,拉伸时的最大伸长率可选为失效判据。其次,拉压强度比更能反映推进剂的动态单轴拉压差异性,室温和低温条件下,其数值分别接近于0.4和0.2～0.3。动态准双轴拉伸加载下,推进剂的最大伸长率较单轴加载时明显降低,降低的幅度随热老化时间增长而增大,且温度越低,降低越明显。未老化推进剂在准双轴拉伸加载下的最大伸长率约为单轴拉伸条件下数值的60%～85%,而老化后约为40%～60%。低温高应变率条件下,最大伸长率不受应力状态和应变率变化的影响。动态双轴拉伸条件下的最大伸长率可选为相应加载下推进剂的失效判据以及点火建压条件下战术导弹固体火箭发动机(SRM)药柱结构完整性分析的判据,其数值可结合主曲线和老化模型确定。     

模数对药柱热应力的影响

为获得药柱模数对发动机结构完整性的影响,针对某一典型火箭发动机常用的圆孔药柱和星孔药柱,建立温度冲击下的计算模型,基于推进剂材料的粘弹性本构关系,结合热流变简单材料的特性,对不同模数的圆孔药柱和星孔药柱受温度载荷的情况进行了数值计算,得到温度冲击载荷作用下药柱的实时温度场及应力、应变特性,分析了不同时刻药柱内不同位置处应力、应变特性,应力、应变随时间的变化规律及最大应力、应变随模数的变化关系.分析结果表明圆孔药柱和星孔药柱内的最大应力值都随模数呈指数形式增长,危险点分别在药柱内壁处和星尖圆弧过渡处,药柱内的应力变化速度均大于应变变化速度.     

压力载荷与温度场作用下弹壳弹膛系统的动态响应

针对热对弹壳弹膛系统的影响,基于弹、塑性力学及接触理论和弹壳、弹膛系统受热的物理过程,建立了考虑由热载荷和压力载荷共同影响的某小口径枪械弹壳弹膛系统的数学和物理模型。采用非线性有限元法和热、结构耦合单元Plane13,在ANSYS软件环境下,通过加载火药燃体的温度历程,进行了数值分析,获得了弹壳、弹膛系统在瞬态热载荷和瞬态压力载荷同时作用下弹壳弹膛系统热应力特性,结果表明热对弹壳弹膛系统的影响不容忽视的。     

Experimental Study on Plasma Temperature of Semiconductor Bridge

The plasma temperature of the semiconductor bridge (SCB) was measured in real-time according to relative intensity ratio of dual lines of atomic emission spectrum.The plasma temperature under different discharge pulses and the influence of discharge pulse energy on it were studied.The results show that the plasma peak temperature rises gradually with the increase of initial discharging voltage and charging capacitance.For the capacitance of 22 μF,if the initial discharging voltage increases from 21 V to 63 V,the plasma peak temperature rises from 2 000 K to 6 200 K.For the discharging voltage of 39 V,the peak temperature rises from 2 200 K to 3 800 K when the capacitance increases from 6.8 μF to 100 μF.The change of pulse discharge has a very small effect on the plasma temperature at the late time discharge (LTD).In view of the change of plasma temperature with the pulse energy,the discharging voltage has a greater effect on the plasma temperature than the capacitance.The results provide some experimental basis for the further research on SCB ignition and detonation mechanisms.     

半导体桥等离子体温度的实验研究

基于原子发射光谱双谱线法测温原理,对半导体桥(SCB)等离子体温度进行实时瞬态测定;实验研究了放电脉冲条件下等离子体温度的变化规律及不同脉冲能量对等离子体温度的影响.结果表明:充电电容为22 μF,初始放电电压由21 V增大到63 V,等离子体峰值温度由2 000 K上升至6 200 K;放电电压为39 V,充电电容由...     

一种基于光纤延迟环的低PRF状态测速方法

介绍了PD雷达在低PRF状态下的测速模糊问题.将光纤技术应用于PD雷达,采用光纤延迟环进行脉冲复制,提出了一种可在低PRF状态下进行测速的方法,采用这种方法能够消除低PRF状态测速模糊,提高低PRF状态的测速范围.通过Matlab进行仿真,验证了方法的正确性.     

脉冲点火射流与高氯酸铵/端羟基聚丁二烯固体推进剂耦合燃烧的试验研究及数值模拟

为了研究高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)在底部排气药柱二次点火过程中的耦合振荡燃烧,建立了AP/HTPB二维三明治燃烧模型,气相区采用二步总包反应,使用用户自定义函数模拟点火射流的作用。在AP/HTPB与点火具的耦合燃烧试验背景下,进行了点火射流频率在125~500 Hz、热流密度峰值在1.9~3.9 MW/m²工况下的数值模拟。模拟结果表明：在振荡燃烧初始阶段,气相热反馈相对于点火射流作用较弱,由于点火射流的主导作用使得X组分（NH₄ClO₄）呈现周期性变化;由于气相温度上升,气相热反馈相对于点火射流作用较强,AP/HTPB燃烧逐渐稳定;点火射流热流密度的提高对AP/HTPB振荡燃烧有显著抑制作用,点火射流频率的提高对AP/HTPB振荡燃烧抑制作用较弱。     

噪声连续波雷达脉压输出主旁瓣比推导与分析

针对噪声连续波雷达(NCWR)参数选取、旁瓣抑制及多普勒容限扩展问题,研究了NCWR脉压输出主旁瓣比与脉压长度、多普勒频率和回波信噪比等参数的关系。NCWR脉压输出旁瓣表现为随机波动的噪声基底,通过对其统计特性研究分别推导了统计主瓣均方旁瓣比(SMMSSR)和统计主瓣峰值旁瓣比(SMPSR)的数学表达式。对影响SMMSSR和SMPSR的参数进行了分析。计算机仿真验证了推导结论的正确性。     

磁爆加载薄壁金属管的冲击变形实验研究

利用构建的磁爆加载实验平台,对脉冲磁动力与电爆炸耦合效应作用下薄壁金属管的冲击变形进行了研究,获得了加载过程的强流放电波形,以及不同结构和材料薄壁金属管的冲击变形。结果表明:以脉冲电容器组为能源时,RLC电路过程能较好地反映加载时的强流放电特性;相同结构薄壁金属管的冲击变形主要受加载方式的影响,加载过程产生的焦耳热使材料显著升温,更易于变形,但高温将导致材料气化,无法形成磁聚毁伤元;磁聚毁伤元不宜采用低熔点或低延展性材料,相比铝材,紫铜更优,而截锥管比圆管结构更易于控制形成磁聚毁伤元。     

PPS小型化ETC武器化

电热化学炮的炮口速度超出了传统的火药火炮的极民需电能又仪为电磁炮的十分之一,因而发展很快,美国海陆空三军分别制订并实施其电热化学炮研制计划,本文介绍了目前的现状,分析了存在的主要问题,其中包括高能火经在高装填密度下的燃烧控制和多脉冲多模块脉冲电源控制,最后提出了ＥＴＣ炮结合制导炮弹的应用前景。     

脉冲多普勒引信反对抗方法和对抗策略的验证

着重分析了脉冲对连续波相干检测脉冲多普勒引信的近程工作原理，对其中的频谱识别技术、脉冲识别技术、多通道技术等一些复杂的抗干扰措施进行了阐述，同时采用了噪声干扰、扫频干扰、多普勒速度欺骗干扰、距离欺骗干扰等几种不同的干扰方式对脉冲多普勒引信原理性样机进行了对抗性测试，对比了对抗测试的结果，进一步提出了针对该种引信体制的较好的对抗措施。     

瞬态表面温度传感器的校准技术研究

本文介绍了一个用来对瞬态表面温度传感器进行校准的测试系统,其中连续CO2激光器和Nd玻璃脉冲激光器作为激励源分别用于对传感器的静态和动态校准,利用本系统对一些快速响应热电偶进行了校准,结果表明本系统可对时间响应为μs量级的瞬态表面温度传感器进行校准。     

浅海声信道中的声纳脉冲传播多途效应

多途效应是水声信号传播的重要现象,对声纳信号的检测与参数估计有较大影响;利用简正波理论,对声纳脉冲在浅海传播过程中的多途效应进行理论分析,结合信号处理理论,给出了接收信号波形计算方法,仿真计算了浅海等温层、负梯度以及负跃层3种典型传播条件下的信道频率响应函数和声纳脉冲信号波形,分析了声速剖面类型、收发深度、接收距离以及海底底质等因素对脉冲声传播多途效应的影响。