导热增强型相变材料模拟钢板红外特征的优化设计

相变材料( PCM)具有很大的相变潜热,应用于红外示假目标的制作可实现全天候被动式红外示假,但PCM的低导热系数是实现较厚金属板材红外特征模拟的一个主要障碍。针对这个问题,探讨利用铝肋片导热增强型PCM模拟钢板红外特征的方法,建立数理模型,对一系列厚度较大钢板的红外特征模拟进行数值计算,研究肋片的分布密度、厚度以及PCM的厚度等因素对模拟效果的影响,得到用于模拟不同厚度钢板红外特征的PCM板的合理结构参数。     

铜管与钢板爆炸焊接的实验研究

介绍热交换器制造中铜管与钢板的管板爆炸焊接实验研究结果,确定铜管与钢板爆炸焊接的工艺参数,分析管板爆炸焊接界面的波形特征。实验结果表明,铜管与钢板的爆炸焊接技术是可行的,并可应用于工业生产。根据实验结果,对理论药量计算公式进行修正。     

燃气射流在变截面充液管道内作用特性研究

为了探究燃气射流在变截面充液管道内与液体工质相互作用对管道稳定性的影响,对燃气射流作用下液体工质的运动特性进行研究。建立燃气射流在变截面充液管道内作用的仿真模型,采用ANSYS FLUENT流体仿真软件对燃气射流作用下的变截面管道内流场变化特性进行数值模拟,获得了液体工质的运动变化特性;根据液体工质运动特性的仿真结果探究了各主要参数对管道稳定性的影响。研究结果表明:在燃气射流作用过程中,燃气与液体工质逐渐混合,形成气液混合相从管道中喷出;在燃气作用初期,液体工质主要作用在管道平直段,粘滞阻力先增大后减小且峰值相对较小;在燃气作用中期,液体工质主要作用在管道收敛段,粘滞阻力峰值逐渐增大;在燃气作用后期,液体工质主要作用在管道扩张段上,粘滞阻力峰值最大。     

IRIS—红外图像仿真系统

为了对成像仪进行精确的评估,开发出了IRIS红外图像仿真系统,IRIS系统的特点是只靠一台小型计算机,用户便可快速产生并贮存修正后的合成景像,控制景象元的红外特征并对大气和热像仪进行模拟,本文还对系统结构,对传感器特性的模拟、软件模型和图象分析一一进行了介绍,最后展望系统的改进前景。     

激光在瞬态表面温度传感器的动态校准系统中的应用研究

瞬态表面温度传感器动态校准系统利用脉冲激光使絷原表面产生温升，通过被校传感器和红外探测器同时对此热源测量结果的对比来校准温度传感器的动态响应。本文介绍了激光在瞬态表面温度传感器动态校准系统中的应用原理，系统组成和实验结果。     

火炮身管内膛表层温度及其梯度规律研究

火炮射击过程中高温火药燃气可使身管内膛表面材料强度降低、发生相变甚至形成熔融态,加速身管内膛表面形成烧蚀、冲刷、磨损及开裂等损伤,研究身管内膛表面温度及梯度对揭示身管损伤机理具有重要意义。以大口径155 mm火炮身管对象,建立身管热-结构耦合动力学模型,仿真研究阳线棱边倒角、表面镀铬等对身管内膛表层温度的影响规律,结合实弹射击试验后身管内膛表面热影响层检测对仿真结果进行对比。研究结果表明：身管内膛表层温度沿径向快速衰减,形成极大的温度梯度,表面温度达到1 500 ℃、190 μm处温度超过727 ℃;阳线棱边存在明显的热累积,温度比阳线表面高出300 ℃以上,阳线棱边倒角后温度约降低100 ℃;内膛镀铬后可使基体温度降低约400 ℃。     

末敏子弹减速减旋弹道的气动加热

末敏子弹在火药燃气推力作用下从母弹舱内抛出后,其表面红外辐射主要源于减速减旋运动产生的气动加热。针对此问题,应用SIMULINK建立了末敏子弹减速减旋弹道的仿真模型,求解并分析了弹道诸元的变化规律。以部分弹道数据和气流参数为来流条件,利用FLUENT对其气动热进行了数值模拟,分析了不同飞行条件下的表面瞬态温度、压力分布规律。结果表明:末敏子弹在减速减旋段的速度较低,表面温度梯度较小,红外辐射特征较弱; 高温区集中在弹头附近、伞盘以及连接杆部位; 驻点温度的仿真结果与工程计算结果吻合较好。研究结论可为末敏弹的红外侦察预警仿真技术提供帮助。     

一种伺服机构模拟负载台多弹簧钢板统一设计方法

弹簧钢板是航天伺服机构负载台的重要组成部分,决定了负载台的负载特性。提出了一种伺服机构模拟负载台多弹簧钢板统一设计方法。相较传统方法,该方法可用于多钢板设计并拓展了其设计域。首先,以弹性力学矩形截面杆扭转的解析解为基础,定义了钢板扭转模型并提出修正系数的指数衰减函数形式的近似表达式;其次,提出多弹簧钢板设计的优化模型并给出确定优化初值的方法,该优化模型使目标函数和约束函数在全设计域二阶连续可微;最后,提出简化的钢板负载特性有限元校核方法,该方法可对不同宽厚比钢板扭转进行有限元建模和分析。分析结果表明:用工程案例对伺服机构模拟负载台多弹簧钢板统一设计方法进行检验,有效性得以验证。     

铝合金平板装药对射流干扰的数值模拟

基于降低反应装甲重量,减轻装甲车辆负担的目的,有必要寻找新的材料来代替传统的钢板,因此对不同面背板厚度的高强度铝合金反应装甲进行了抗侵彻试验,并采用ANSYS/LS-DYNA模拟了射流侵彻过程,与侵彻钢反应装甲的试验和模拟情况进行了对比。模拟研究表明,铝合金板和钢板干扰机理相同,铝合金板在射流侵彻过程中在边缘处出现拉伸断裂和粉碎现象;试验研究表明相当于钢板2倍厚度的铝合金板的后效靶板的最大穿深跟钢板相差0.7 mm,与模拟结果基本相符,在质量减轻了25%的情况下,其防护性能已经达到钢板的水平。     

离合器片表面温度的测量与表面应力的计算

本文应用红外测温装置测量离合器片工作时的表面温度 .依据测得的某瞬时表面温度计算了离合器片的表面应力 .温度测量结果显示 ,片工作表面热负荷分布不均匀 .应力计算结果表明 ,片某些区域的瞬时应力值超过了材料的屈服极限     

杆式穿甲弹侵彻靶板时弹坑表面熔化快凝层研究

钨合金杆式穿甲弹高速侵彻装甲靶板时,在弹孔表面会产生很薄的“熔化快凝层”。为了进一步研究熔化快凝层的形貌特征和形成机理,对小口径钨合金杆式穿甲弹垂直侵彻30CrMnMo装甲钢板产生的弹坑表面,进行了扫描电镜观察及能谱分析,并利用LS-DYNA对弹、靶作用区的温度场进行数值模拟。结果表明：熔化快凝层的成分包含弹芯材料W、Ni、Fe和靶板材料Fe、Cr、Mn. 其中钨在熔化快凝层中以两种晶粒形式存在,较大的呈扁状细长形,长度为几个到几十 个微米;较小的呈球状弥散分布在基体内,直径为100~400 nm. 还发现杆式弹芯头部的质量消耗是以“溶解破碎”形式发生。对“熔化快凝层”的研究可为深入分析钨合金杆式弹穿甲机理提供依据。     

B_4C陶瓷/金属复合靶板抗侵彻性能数值模拟分析

利用LS-DYNA对平头弹垂直侵彻陶瓷复合靶的过程进行数值分析,研究了B4C陶瓷/金属复合靶板防护能力跟靶板结构设计之间的关系。计算结果表明:B4C陶瓷作面板复合靶有较优的抗弹性能;铝合金作背板与钢板作背板的陶瓷复合靶相比具有良好的抗弹性能。并得到了B4C陶瓷/铝合金板复合靶的防护能力与陶瓷板、铝合金板厚度的变化规律。     

金属封装陶瓷复合装甲抗弹性能研究

为进一步提高传统的陶瓷-金属复合装甲的抗弹性能,将陶瓷用金属封装起来组成金属封装陶瓷复合装甲,对传统的层叠结构和金属封装陶瓷的抗侵彻性能进行了数值仿真和理论分析.研究结果表明,由于封装金属为陶瓷提供了最大程度的结构限制,金属封装陶瓷复合装甲的抗弹性能得到大幅度提高.     

测辐射热计探测器中温度场有限元计算分析

本文主要介绍用有限元数值分析的方法对非致冷红外测辐射热计探测器的温度分布进行计算,其有限元模型可以对测辐射热计探测器热敏层表面的稳态和瞬态温度场进行仿真.主要通过对探测器敏感层温度场的计算,考虑探测器结构尺寸对其性能参数的影响,起到优化设计的作用.仿真结果分析证明了热绝缘结构在探测器设计中是占有重要地位的,同时说明本文所做工作是有意义的.经大量运算,与有关数据进行对比分析,计算结果准确可靠.     

结构间隙对芳纶纤维增强复合装甲结构抗侵彻性能的影响

采用由5 mm厚的前置钢板、60 kg/m²面密度的芳纶纤维增强复合材料层合板抗弹芯层、10 mm厚的后置钢板构成的夹芯式复合装甲结构,模拟舰船舷侧复合夹芯舱壁结构。根据面板与芯层间有无50 mm的间隙,将复合装甲结构分为无间隙式、后间隙式、前后间隙式3种结构型式。开展了复合装甲结构在质量40 g、最高初速约为1 630 m/s的高速圆柱体弹丸冲击下的抗侵彻性能实验,提出了钢质面板和芳纶纤维增强复合材料层合板芯层的破坏模式,研究了复合装甲结构的抗侵彻机理,对比分析了同一穿甲载荷冲击下3种复合装甲结构的抗弹性能。结果表明：前置面板的破坏模式主要为剪切冲塞;面板与芯层之间的间隙对芳纶纤维增强复合材料板的破坏模式及钢质背板的变形量影响较大、对前置面板影响较小;同一穿甲载荷冲击下,间距的存在有利于复合装甲结构综合抗侵彻性能的提高。     

Optimization Design of Thermal Conduction Enhanced PCM Plates for Simulating the Infrared Signature of Steel Plate

Phase change material（PCM） can be used to prepare the infrared false targets for realizing all-weather passive infrared decoy,but its low thermal conductivity is a great blockage to the simulation of the infrared signature of thick metal plates.For that reason,a method of simulating the infrared signature of thick steel plates by thermal conduction enhanced PCM,including the aluminum fins,is proposed.A physical and mathematic model is set up,and the infrared signature simulation of thick steel plate is investigated numerically.The effects of the distribution density and thickness of fins and the thickness of PCM plate on the simulation results are discussed,and the reasonable construction parameters of PCM plates used to simulate the steel plates of different thickness are obtained.     

四旋翼碟形自主水下航行器运动方程建立与流体特性仿真研究

四旋翼碟形自主水下航行器（AUV）是一种新型水下航行器。为研究此航行器的流体动力特性,建立了四旋翼碟形AUV的三维模型,并定义了参考坐标系和广义特征参数;在其体坐标系中根据动量和动量矩定理,建立了广义参数定义的AUV六自由度动力学方程和运动学方程;采用计算流体力学方法,基于Ansys CFX流体分析软件,在的0°~90°攻角范围内,对航行器运动过程中的流体动力特性进行了仿真研究,并绘制了其特性曲线。仿真结果表明：在0°~15°攻角范围内,航行器具有较低的流体阻力,适宜做定深运动;在30°~50°攻角范围内,航行器具有良好的升力特性,适宜完成曲线潜浮运动。     

超吸水性控温绿色伪装织物的制备与性能研究

从控制目标表面辐射温度、模拟绿色植被光谱反射特性出发,借鉴植物叶片的结构特点,通过超吸水性树脂进行纤维原位聚合、绿色伪装色水性色浆计算机配色的技术途径,开发了超吸水性控温绿色伪装织物,试制了超吸水性伪装样网。经测试：织物在380～1 800 nm波长范围内具有与绿色植物相似的光谱反射特性,能够模拟绿色植物的水分吸收特征峰;通过水分的缓慢蒸腾降温,超吸水性伪装样网在24 h内可基本模拟植被的红外辐射温度,红外热图与植被融合较好。实现了材料吸水保水的可调控,提高了材料的工程化应用程度。     

陶瓷复合装甲抗14.5mm穿燃弹侵彻性能

大口径反装甲杀伤武器在战场上发挥着越来越重要的作用,对装甲材料和结构设计提出了更高要求.为探究陶瓷复合装甲在14.5 mm穿燃弹侵彻作用下的抗弹机理与抗弹性能,设计一种铺层顺序为陶瓷/纤维/金属/柔性芯材/金属的复合装甲结构,采用试验研究方法分析厚度匹配、底板材料和柔性芯材3个因素对其抗弹性能的影响.结果表明:陶瓷面板...