航天器防护结构弹道极限数值模拟

采用AUTODYN-2D无网格SPH数值技术, 对遭遇速度为(2～11)km/s条件下球形铝弹丸正碰撞Whipple防护结构的弹道极限(临界弹丸直径)进行了数值模拟.结果表明,数值模拟结果与实验值相当吻合,且弹道极限随碰撞速度增大呈现为三种不同的变化趋势.当碰撞速度V≤3km/s或V≥7km/s时,临界弹丸直径随碰撞速度增大而减小;当3km/s<V<7km/s时,临界弹丸直径随碰撞速度增大而增大.     

动能弹侵彻机理及其防护研究进展

动能弹是一种打击地下深层战略目标的重要武器装备,研究其侵彻机理及防护技术意义重大。综述了近年来动能弹侵彻机理的相关研究进展,指出国内外动能弹侵彻机理的实验研究多集中在v＜1300 m／s的中低速范围内,经验公式多考虑弹体为刚性弹或变形非消蚀弹,相关的理论模型和数值模拟研究已初成体系,而动能弹高速／超高速侵彻技术的研究仍处于起步阶段,其破坏机制尚不清晰;从增大遮弹层强度、优化遮弹层结构和设计偏航层3个方面总结了新型抗侵彻防护技术的研究成果;对未来的研究工作提出了建议。     

电场抑制与磁场防护的共性技术研究

为提高舰船电场特征信号的探测水平并研究科学的舰船电场防护方法,系统研究了电场和磁场产生机理的共性特点,分析了磁、电场对战斗力影响的共同点,研究了磁、电场分析理论的相通之处;分析发现舰船磁场和电场的分析方法和为抑制舰船磁场或电场而采用防护策略也很相似;研究表明舰:船磁场和电场的防护技术是相通的,可以互相借鉴相似的研究方法,利用相同的研究和实验资源,互相促进,共同研究。     

火炮内膛破坏机理

火炮射击时,内膛表面的结构会出现破坏现象,尤其是膛线起始部最为严重。为了保证火炮的使用效能,减小内膛表面的破坏程度,从破坏的特点出发,具体分析了火炮内膛的破坏过程及破坏程度的分布情况,并针对影响内膛结构的诸因素,在热烧蚀效应、化学效应和机械磨损效应等3个方面重点分析了火炮内膛的破坏机理,并提出了降低内膛破坏程度的几种措施。     

航天器突起物热防护结构的瞬态温度场有限元分析

通过对某类航天器突起物在高超音速飞行受气动加热时的防热结构进行研究,利用ANSYS软件强大的前、后处理功能,建立有限元分析模型,计算出突起物的温度场分布.该数值模拟方法可用于计算传导和辐射耦合问题.计算结果表明,适当增加面板厚度和增大隔热材料在平面内的热传导系数是提高防热结构利用效率的方法之一.     

国内航天器故障诊断技术应用状况分析与展望

介绍了故障诊断系统组成,以及航天器故障诊断技术的应用模式。在综合国内外文献的基础上,总结了我国航天器故障诊断技术的应用现状,指出了各种方法的优缺点。分析了航天器故障诊断技术在应用中存在的主要问题。展望了未来航天器故障诊断技术的发展趋势。     

内爆炸作用下抗爆单元防护隔墙厚度计算

封闭空间发生内爆炸时,由于受到周围墙体的限制,作用荷载得以加强。文中分析了结构内爆炸荷载的组成,提出了内爆炸荷载作用下抗爆墙设计的解析计算方法。通过分析表明:准静态气体荷载与冲击波荷载相比较小,但两者之比及在墙体上产生的弯矩之比随加载密度的增加呈上升趋势;爆炸当量相同的条件下,室内地面长宽比对墙体上弯矩影响较大,长宽比越小,墙体上弯矩越小,长宽比为1时,墙体上弯矩达到最小。     

某航天器压紧释放装置结构设计与分析

为了给某微小型航天器设计一种新型的非火工压紧释放装置,采用了弹簧连杆式分离机构,对其可行性进行了分析。介绍了该压紧释放装置的工作原理,通过理论计算求出该装置燃断器的燃断时间,进行试验验证,基于ANSYS Workbench软件进行了压紧状态下的随机振动仿真分析。结果表明,该燃断器的燃断时间可靠,理论值与试验值误差在15％以内,如果添加10 N预拉力,燃断时间可减少约10％。在压紧状态下该装置振动环境适应性好,并且能够及时释放转子。该压紧释放装置可满足微小型航天器精密机构的要求。     

某航天器压紧释放装置结构设计与分析

为了给某微小型航天器设计一种新型的非火工压紧释放装置,采用了弹簧连杆式分离机构,对其可行性进行了分析。介绍了该压紧释放装置的工作原理,并通过理论计算求出该装置燃断器的燃断时间,然后进行试验验证,基于 ANSYS Workbench 软件进行了压紧状态下的随机振动仿真分析。结果表明,该燃断器的燃断时间可靠,理论值与试验值误差在15％以内,如果添加10 N 预拉力,燃断时间可减少约10％。在压紧状态下该装置振动环境适应性好,并且能够及时释放转子。     

多层混凝土介质内爆炸相似性分析

为了研究多层混凝土介质内爆炸相似律,基于量纲分析法建立了多层混凝土介质内爆炸相似模型。利用有限元分析软件LS-DYNA分析了装药深度和缩尺比例对原型和缩比模型毁伤形态及毁伤效应参量相似性的影响,并以梯恩梯和含铝炸药进行原型和缩尺比例为1/2的缩比模型内爆炸毁伤相似性试验。结果表明：不同装药深度下的原型与缩比模型的毁伤形态相同,毁伤效应参量符合相似规律;靶板边界约束相同时,含铝炸药在原型和缩尺比例为1/2的缩比模型内爆炸毁伤具有相似性,缩比毁伤效应参量归一化后与原型的偏差在8%以内;随着缩尺比例的减小,毁伤效应参量与原型的偏离程度增大,可选用适当缩尺比例的缩比模型试验结果预测原型的内爆炸毁伤效应。     

碳纤维海洋电场电极探测机理和性能研究

基于提出的碳纤维电极对海洋电场探测机理模型,通过在信号放大器两端并联放电电阻,提高碳纤维电极对极差的稳定性,同时缩短稳定时间。建立了匀强电场,以评估不同大小的并联电阻对碳纤维电极对探测性能的影响。研究结果表明,输入电阻越小,电极对的极差越小和自噪声稳定越快;电极对极差稳定时间不大于2 h,稳定后的极差不大于0.1 mV,自噪声水平在1 Hz下处于2~5 nV/[KF(]Hz[KF)]之间。     

电动汽车热泵空调系统结霜特性及除霜策略

换热器结霜是影响热泵空调冬季制热性能的重要因素。研究电动汽车热泵空调系统微通道换热器结霜性能,在不同室外温度、室外相对湿度、室外送风量工况下,测试热泵系统的制热性能、室外侧微通道换热器结霜面积占比及结霜速率等参数,分析电动汽车热泵空调系统结霜影响因素。研究结果表明：室外温度降低、送风量减少、相对湿度增大都使室外换热器结霜开始时间提前、结霜面积占比增加;分析系统制热能效比和结霜速率随时间的变化关系,发现换热器结霜速率的变化与系统能效的变化趋势一致,运行初期结霜速率增加时,系统能效增加;运行后期结霜速率下降时,系统能效同时下降;经过多种工况下的实验验证了以上规律;将结霜速率骤降同时结霜区域占比达到30%作为反应系统结霜情况的判断点,当结霜速率发生骤降且结霜区域占比达到30%时,系统将进入除霜模式;将二值化照片中结霜区域的占比作为系统除霜完毕的判断点,除霜过程中结霜区域的占比与初始未结霜照片占比一致即可认为除霜完毕,得到完整的除霜控制策略;该除霜策略有效降低系统能耗,提高系统制热性能。     

四点源诱骗反辐射导弹合成场研究

对四点源诱骗系统诱骗反辐射导弹的原理和条件进行分析;推导计算了四点源诱骗反辐射导弹合成场的幅度和相位;对在反辐射导弹攻击动态过程中合成场的幅度和相位与导弹和目标雷达间距的关系进行了仿真,并对仿真结果进行了分析;为四点源有效诱骗反辐射导弹的点源布局和诱骗效能分析提供了理论依据.     

低温环境下电作动器壳体破口失效机理研究

针对0Cr17Ni4Cu4Nb材料作为电作动器的壳体在低温环境下作用后出现破口失效问题,通过试验研究了经过不同热处理条件的0Cr17Ni4Cu4Nb材料低温环境下承受火药爆炸能力,得到了该材料在低温环境下承力能力出现减小时的临界温度;通过扫描电镜分析了壳体低温断裂形貌,分析和验证了低温环境下作动器壳体破口失效机理,研究表明材料热处理时效温度是主要影响因素。本研究可为小型高强度收口结构的电作动器设计提供参考。     

旋转磁偶极子产生的感应电场研究

为研究船舶磁性螺旋桨旋转产生的感应电场,将其等效为磁偶极子,采用法拉第电磁感应定律,利用环路积分推导出了匀速旋转磁偶极子感应电场的数学模型,仿真分析了旋转磁体感应电场的特性,通过实验证明了计算方法的正确性。实验结果表明：旋转磁体感应电场强度与磁体旋转速度、磁矩的大小呈正比;该电场的频率等于磁体旋转频率,三轴分量相位差分别为π/2 rad和π rad, 均与理论分析一致;船舶磁性螺旋桨旋转产生的感应电场是船舶轴频电场的组成部分。完善了轴频电场的产生机理,为船舶轴频电场的检测和控制提供了理论参考。     

电场效应对硝酸羟胺离子间相互作用影响的密度泛函研究

为了研究硝酸羟胺基推进剂电点火过程中的电场效应对推进剂的影响,采用DFT-B3LYP/6-311++G(d,p)方法,对硝酸羟胺的几何构型进行优化。通过自然键轨道分析揭示了氢键作用的本质。对构型形成过程中H原子转移进行了理论研究。在-0.005~0.005a.u.外电场强度下计算了H原子转移的过渡态构型和活化能垒,并对氢键作用的键长、结合能以及能级分布随电场的变化进行了计算。结果表明,随着正向电场的增强,H原子转移活化能垒逐渐减小,有利于硝酸羟胺构型的形成。硝酸羟胺氢键作用键长缩短,键的强度增强。结合能增加,硝酸羟胺的稳定性增强。点火过程中的电场效应对硝酸羟胺的极化或者电离产生负面影响,不利于推进剂的点火。     

高过载下桥丝电雷管失效模式与机理初步研究

以普通桥丝电雷管为试样,采用Hopkinson压杆应力波加载技术,在冲击加速度≥100 000g、过载脉冲宽度≥100μs条件下,进行了抗冲击过载性能试验,并对试后样品进行X射线CT层析扫描分析研究,获得了高过载下桥丝电雷管的失效模式与失效机理。研究结果可为桥丝电雷管抗高过载加固设计提供技术支持。     

火炮制退机流场分析及节制环磨损机理研究

火炮制退机是火炮的重要组成部分,为了减少经典火炮后坐液压阻力计算模型和制退机内部流场仿真模型简化对制退机内部流场分析精度带来的影响,通过建立基于Fluent的最大限度接近于实际情况的制退机内部流场模型,运用动态网格层变法和局部网格重构法并结合Profile文件设置动网格,通过仿真得出制退机内部流场的压力、速度等的瞬时分布;在对制退机关键部件节制环周围流场分析的基础上,对节制环磨损机理进行了研究,为今后的火炮制退机优化设计和延长制退机使用寿命提供了理论基础。     

航空器雷电初始附着区域的静电场数值仿真分析

雷击严重威胁着航空器的飞行安全,为了确定航空器的雷击特性,大量文献中采用相似类比法和实验法对雷电分区开展了大量相关的研究。由于上述两种方法存在的一些局限性或不足,提出了一种航空器雷电初始附着区域的静电场仿真分析方法。仿真结果与SAE-ARP5414中雷电分区结果比较吻合,验证了仿真方法的有效性。