基于相位解卷绕的膛内弹丸运动信号处理

国内外常规靶场主要使用微波干涉仪测量膛内弹丸纵向运动多普勒信号,根据膛内弹丸位移与其相位存在的线性关系,精确计算位移参数。针对一般Hilbert变换相位线性化存在的计算复杂度高、运算量大等不足,提出采用数字信号相位解卷绕算法对Hilbert变换得到的相位进行处理,使相位曲线连续化的方法。试验表明,该方法程序实现简洁、易调试、效率高,成功应用于某型号火炮实弹射击内弹道运动参数测量中。     

基于多岛遗传算法的膛压动态加载实验装置参数优化

采用动态加载实验装置模拟膛内压力加载过程是利用实验室手段模拟火炮射击环境的有效方法之一。针对动态加载试验过程进行内弹道建模,选择多岛遗传算法对装药结构进行优化设计,得出了药室容积、发射药弧厚、装药量、排气孔直径等参数优化结果,并通过试验验证了优化后参数的合理性。试验结果表明,膛压曲线上升段模拟值与火炮射击试验值吻合较好,可以通过实验室单项试验模拟火炮射击的膛内压力加载过程。     

火炮修理后水弹试验内弹道设计方法研究

火炮修理后广泛采用水弹试验,以动态方式确定火炮的技术状态和检验火炮修理质量。新型火炮缺乏水弹试验内弹道设计方法,难以确定水弹试验装水质量等内弹道关键参数,制约部队开展水弹试验。基于修后火炮水弹试验原理与工程实践,建立火炮水弹试验内弹道学模型;提出了基于水弹试验与实弹射击时作用于火炮的炮膛合力全冲量相等原理的火炮水弹试验内弹道设计方法,为新型火炮修后水弹试验提供理论指导,也为火炮其他考核目的水弹试验提供参考。     

基于位移传感器阵列的卡膛几何参数测量方法

大口径火炮弹丸装填不到位及卡膛姿态的一致性分别会对火炮内膛磨损及射击精度产生较大影响。针对某型火炮弹丸卡膛状态参数测量现状,提出一种适用于射击现场的基于位移传感器阵列的卡膛几何参数测量方法。介绍了卡膛几何参数测量原理及组成,分别建立了药室轴线测量模型、弹丸轴线测量模型及弹丸尾端面等测量模型,并对各测量模块的性能进行了分析与验证;在此基础上,利用该测量装置对射击现场弹丸卡膛状态下的几何参数进行实际测量,通过分析实验结果验证了该测试系统测量的稳定性与准确性。     

基于激光三角法的火炮身管药室参数测量方法

针对目前火炮药室参数测量缺乏有效方法,以及药室直径难以准确测量等问题,提出利用激光三角法测量火炮药室直径.对火炮药室参数测量系统进行方案设计,并对激光位移传感器误差进行分析.该方案能实现对火炮药室直径、长度的测量与药室容积的计算,提高药室参数测量的精度.     

火炮发射过程中的弹丸过载测试方法

针对目前火炮发射过程中弹丸膛内过载测试方法的测试精度低、测试过程复杂且成本高昂等问题,提出了采用微波干涉仪的火炮发射过程弹丸膛内过载测试方法。该方法采用微波干涉仪对弹丸膛内运动的微波多普勒信号进行分析处理获得弹丸膛内过载。试验结果表明,该弹丸膛内过载测试方法精度较高,且成本低、测试过程简单,实现了无损测试,能有效获得弹丸发射过程中的过载性能数据,可以为引信及制导弹药的电子元器件抗过载设计提供更为准确和可靠的基础数据支撑,也为火炸药等的抗过载研究提供了加载测试技术手段。     

火炮药室参数测量技术的研究

长期以来，我国欠缺准确测量火炮室参数的能力，方法比较原始，所测数据可信度低，为了改变这种与兵器试验水平不适应的局面，我们开展了有关研究工作，提供了一套全新的火炮药室参数测量设备，通过对火炮结构，药室参数特点的分析，有我对地设计了相应的传感器，解决了测量药室直径传感器体积与量程之间的预先矛盾，变长度测量为角度测量，以确定测径传感器在身管轴线方向上的位置，从而构筑成空间直角座标测量仪，可以同时测量火炮     

基于神经网络和遗传算法的火炮结构动力学优化

为研究炮口扰动优化问题,提出采用非线性有限元、试验设计、神经网络和遗传算法相结合的方法进行火炮结构动力学优化。建立了某大口径火炮上装部分非线性有限元动力学模型,结合试验设计进行了火炮结构动力学分析。以试验数据为训练样本,建立了基于贝叶斯正则化算法的反向传播（BP）神经网络来模拟火炮总体结构参数与炮口扰动之间的非线性映射关系。构造了炮口扰动优化目标函数,利用遗传算法对目标函数进行求解,实现了火炮总体结构参数的动力学优化。研究表明所建立的火炮总体结构参数与炮口扰动之间的非线性映射关系具有很高的可信度,运用该方法进行火炮结构动力学优化行之有效。     

火炮身管质量评估方法探讨

火炮身管质量评估方法应具有科学性、适用性和可操作性的基本要求,目前使用的各种火炮身管质量状况评估方法均存在缺陷。火炮内膛定点径向磨损量法能够准确的表征火炮全寿命过程弹道诸元和寿命诸元,但在实际使用过程中存在测量误差大的问题。从火炮身管内膛定点径向磨损量法的原理入手,分析了引起火炮身管寿命终止的内膛参数的变化规律,结合火炮内膛测量方式的特点,用测量阳线坡膛段斜率的方式代替测量定点径向磨损量。通过对火炮内膛定点径向磨损量法加以改进后,提出了一种更加准确和便于应用的身管质量状况评估方法,即阳线坡膛段锥度法。该方法应用在部分火炮上效果良好。     

基于PSD的弹丸膛内运动姿态测量系统研究

阐述了利用光电位置敏感传感器、半导体激光器、高速数据采集卡及计算机系统设计开发弹丸膛内运动姿态测量系统的体系结构和工作原理。研究了基于PSD的能直接在野外靶场试验使用的弹丸膛内运动姿态测量系统技术方案,研制了测量系统样机,并进行了系统的射击试验验证,给出了某火炮的靶场试验处理结果。试验结果表明,该系统具有测量精度高、测量处理速度快、自动化程度高、安装调试简单等优点。     

变海拔环境下离心压气机叶轮多场应力响应

针对车用涡轮增压器离心压气机叶轮在变海拔环境下可能出现的静强度失效问题,开展了叶轮在变海拔环境下多场载荷及应力响应的变化规律研究。采用单向稳态流体与固体耦合的方法,计算了叶轮在气动载荷、热载荷以及离心载荷作用下的单场应力以及多场耦合应力。结果表明：在真实流量、真实转速不变,仅根据海拔高度不同改变进气压力与进气温度时,叶轮进口流动角随着海拔升高而增加,导致高海拔环境下长叶片前缘静压差较大,最大气动应力从长叶片尾缘转移到前缘,叶轮的热载荷、热应力以及最大多场耦合应力随海拔升高而减小;在增压发动机工况不变时,随着海拔的升高,叶轮气动应力与热应力的绝对变化较小,压气机转速上升带来较大的离心应力增幅,进而导致耦合应力的增加。     

一种轮腿复合型机器人的步态研究与越障性能分析

为实现地面移动机器人在复杂地形下的环境探索需求,结合轮式机器人的高速特性和足式机器人对地形适应性强的特征,提出一种轮幅型轮腿复合型机器人,并针对其在移动过程中的振动问题以及爬梯过程中的越障问题,对机器人进行步态研究及性能分析。从静力学分析中得出机器人轮腿结构以不同姿态着地时的受力情况,结合实际情况中机器人运动约束对机器人在前进、转向和越障等任务中的步态进行分析,并基于动力学仿真ADAMS软件建立动力学模型来模拟机器人不同步态下的振动情况以及越障性能。研究结果表明,结合本文提出的步态控制方法,该轮腿复合型机器人在复杂地形环境中具有较好的行进效率和越障能力。     

真空中石墨微粉烟幕的红外消光性能研究

基于外层空间高真空的特点,为研究红外干扰材料在外层空间的适用性,实验研究了真空中石墨微粉烟幕的红外消光性能,并与常压下石墨微粉烟幕消光性能进行了比较.结果表明,石墨微粉烟幕在真空度0.03MPa的环境中具有良好的红外消光性能,但弱于常压下的消光能力.分析表明,当真空度较高时,烟幕微粒的沉积速率加快,烟幕有效质量浓度及微粒数浓度减小,烟幕消光性能降低.     

基于计算流体力学与质点弹道耦合的底部排气弹工作过程以及射程预示

基于计算流体力学的优点以及目前底部排气弹射程预示问题,采用计算空气动力学和质点外弹道学耦合的方法求解底部排气弹的飞行弹道,获得在整个减阻阶段底部排气弹底排装置工作参数、工作状态、底排流场等随时间的变化规律。研究结果表明：不同海拔发射的底部排气弹在减阻阶段的排气参数均随着时间的增加而呈增大的趋势,但在减阻末阶段,变化趋势变缓;随着海拔高度的增加,阻力系数随时间的增大而增加的趋势变得平缓,甚至会出现下降的趋势;在海拔0 km发射的底部排气弹在减阻阶段前期,底排装置以底排减阻模式工作,到减阻阶段中后期,底排装置的工作模式介于底排减阻模式和火箭增程模式之间。     

基于petri网的自动装弹机故障诊断推理

针对自动装弹机零部件众多、工作流程复杂、故障多发、故障原因机理多种多样等问题,采用petri网的方法对自动装弹机故障原因进行了快速推理诊断。在分析基于Petri网故障诊断方法步骤的基础上,利用petri网构建了自动装弹机故障模型;以旋转输弹机为例,建立了关联矩阵和状态方程,并对其故障进行了推理诊断。结果表明,与传统的完全故障树方法相比,基于Petri网的故障诊断推理方法具有图形直观明了、推理快捷、故障诊断数学化等优点,这对于自动装弹机快速诊断和适情适时维修具有重要的实用意义。     

真空环境中烟幕云团形成阶段的膨胀模型

真空条件下,常压下已有的烟幕云团的膨胀模型不再适用.本文分析了真空下烟幕形成机理,基于外界对烟幕云团没有扰动的特点,针对燃烧型和爆炸型烟幕在形成阶段的膨胀特性进行数学建模,得到了烟幕云团膨胀过程中体积及质量浓度与烟幕粒子运动速度、运动时间的关系模型,为进一步研究烟幕粒子在大气层外的运动规律提供了理论基础.     

链表队列算法在生产线数据处理中的应用

介绍链表队列算法在生产线数据处理中的应用.先建立生产线模拟模型,其每个检测点采集的数据构成1个队列,将采集到的数据加入到相应队列尾,在废品剔除点C,判断产品是否合格,如果合格则将QueueA和QueueB的队列头的数据加入到QueueC的队列尾后将队列头的数据删除,如果不合格则直接删除2个队列的队列头数据,在下料点E处进行和C处相同的处理.在下料点E处,如果产品合格,则最后将数据保存到数据库或文件中.     

周期性阵风流作用下通气超空泡的仿真研究

建立周期性阵风流作用下的计算网格模型,得到阵风流作用下的多相流特性,并通过试验数据对比验证了该模型的正确性。基于所建立的模型,通过数值模拟研究了阵风流作用下通气超空泡的变化特性。研究结果表明：流场上游布置的阵风发生器周期性摆动可以在下游流场中产生阵风流动,阵风发生器频率越高,阵风流波长越小、波幅越大;来流速度越大,阵风流波长越大,波幅越大。流场下游的通气超空泡受到阵风流的作用发生变形,阵风发生器频率越大,超空泡变形越大;来流速度越大,超空泡形态越稳定;阵风流长波对超空泡形态的影响较短波小。空化数受到阵风流的影响而出现周期性变化,超空泡尾部泄气方式也随之出现变化,空化数变大时,超空泡尾部回射流的动量变大,影响了空泡尾部的双涡管泄气方式。     

车用空载湿式离合器高速碰撞摩擦特性及带排转矩分析

试验发现高速空载工况下湿式离合器易出现摩擦片和钢片之间的碰撞摩擦（简称碰摩）,由此引起离合器带排转矩的急剧增大,高速带排对传动装置的效率和可靠性会造成重大影响,因此建立可靠的摩擦副碰摩模型用来探究高速带排的演变规律十分有必要。采用小扰动法获得间隙流场的刚度和阻尼,积分得到流体力;分析摩擦片与钢片碰摩过程中的弹性变形和能量损失,构建摩擦副的碰撞接触力和摩擦力方程;在此基础上,考虑流体力、碰撞力、摩擦力以及对偶摩擦片与钢片之间的运动耦合,建立多摩擦副流体与固体耦合碰摩动力学模型,利用4阶龙格-库塔法求解,研究摩擦副非线性运动的分岔和混沌特征。结果表明：当摩擦副未发生碰摩时,摩擦片和钢片运动稳定,呈现周期性运动规律;当摩擦副发生碰摩时,在轴向碰摩力作用下,摩擦片和钢片运动失稳,呈现混沌运动状态;随着润滑油流量的增大,摩擦副发生碰摩的临界转速提高,但是摩擦副的碰摩频率也会提高,导致带排转矩增大。     

考虑空化效应的齿轮泵流量特性研究

齿轮泵的流量品质对车辆液压操纵系统和润滑系统性能有重要影响,为此开展了空化状态下齿轮泵流量稳定性及其影响规律的研究。忽略空气在油液内微弱的溶解效应,根据油液初始状态和实时压力计算油液含气率,考虑含气率对油液密度、有效体积弹性模量和黏度的影响,建立流体空化模型。将流体空化模型与齿轮泵动力学模型相耦合,在复杂系统建模与仿真软件AMESim环境下仿真求解,分析吸油压力、转速和负载压力对齿轮泵流量特性的影响规律。结果表明：仿真得到的齿腔压力脉动、容积效率与文献［16］试验数据比较一致;吸油压力对齿轮泵流量脉动影响最为显著,当吸油压力由1.01 bar降低至0.27 bar时,流量脉动增大1倍多,容积效率降低;转速升高会加剧空化倾向;负载压力升高对齿轮泵流量脉动影响很小;该研究对齿轮泵流量稳定性的预测和改善有理论指导意义。