设计阶段火炮的可靠性预测

通过对设计阶段火炮可靠性的综合分析，对火炮中结构复杂、故障模式较多的部件，提出了基于故障分析进行可靠性预测的思路及方法，对承力的各个架体，利用疲劳累积损伤理论进行分析。进而建立了全炮可靠性的预测模式，并以某火炮为例进行了实例分析。     

基于故障物理的复杂机械系统可靠性设计分析技术

武器装备机械系统结构复杂、故障模式多、相关性强,工作过程承受振动、冲击、高温等复杂工作环境应力作用。从复杂机械系统及其关键件的故障机理研究出发,分析工作条件、环境应力及时间对系统退化或故障的影响,利用仿真和试验相结合建立零部件、系统可靠性模型,提出一套基于故障物理的复杂机械系统可靠性设计分析流程和方法,包括故障物理模型建立、零部件或结构的可靠性设计分析、机械系统或机构可靠性设计分析等。结果表明：该项技术应用于武器装备关键系统,可以有效预测和评估系统的可靠度和寿命,并提高装备的可靠性水平。     

武器装备系统可靠性工程综述

武器装备系统可靠性研究是一项复杂的系统工程，越来越受到各方面的重视-对武器装备系统的可靠性工程技术进行了详细的讨论，包括系统可靠性预计、可靠性分配及可靠性故障分析，并对典型的可靠性模型进行了分析与计算，对武器装备系统的可靠性研究与发展具有一定     

稳态高温环境下薄壁结构声疲劳分析与试验验证

针对高超声速飞行器和战术导弹薄壁结构热声疲劳问题,采用耦合的有限元/边界元法(FEM/BEM),对根部固支的GH188材料薄壁结构进行动力学响应计算。研究了不同温度场和不同声压级组合下,薄壁结构危险点位置处X方向应力响应规律。基于改进的雨流计数法绘制出结构应力响应的雨流循环矩阵(RFM)和雨流损伤矩阵(RFD),分别对应力循环和结构损伤程度进行分析。结合Morrow平均应力模型和Miner线性疲劳累积损伤理论对薄壁结构的疲劳寿命进行预估。通过热声疲劳试验对上述仿真结果进行验证,试验结果表明:数值仿真对结构破坏位置判断准确,高温环境中结构基频的计算值与试验值吻合,结构动力学响应计算结果与试验结果获得很好的一致性,结构疲劳寿命预估结果与试验结果处于同一量级,验证了稳态高温环境下薄壁板结构声疲劳分析的有效性。     

基于铬层与基体结合部疲劳损伤的转管机枪身管寿命预测研究

为预测身管寿命,采用热-固耦合场理论、冲击疲劳理论和疲劳累积损伤理论,提出基于身管铬层与基体结合部疲劳损伤的身管寿命预测方法。以3管转管机枪的身管寿命为例,建立有限元模型,计算铬层与基体结合面的耦合应力,预测身管寿命,理论计算与试验结果进行了对比,数据基本吻合;分析身管镀铬层厚度对身管寿命的影响。研究结果表明：铬层与基体结合部的疲劳损伤寿命基本决定了身管的寿命,证明所提寿命预测方法是可行的;适当增加镀铬层厚度,可以提高身管寿命。     

某火炮取弹装置故障仿真分析

某火炮发射平台采用取弹装置完成取弹送弹任务,为了分析送弹过程的动态特性以提高自动装填的速度和稳定性,为之后的取弹装置的研发以及质量维护提供故障定位参考,对该取弹装置进行了故障仿真研究。基于供弹系统组成分析和参数耦合关系,建立取弹装置的三维模型,并采用动力学仿真软件和控制仿真软件建立取弹装置的联合仿真系统模型。将仿真结果与实际取弹装置送弹过程的实测数据进行对比分析,验证了建立的联合仿真模型能够准确描述送弹过程的系统特性。对取弹装置进行故障分析方面,采用故障注入方法修改驱动齿轮和轴承的尺寸,建立驱动齿轮的磨损故障和轴承的疲劳剥落故障,以此为基础分别对取弹装置进行故障仿真,得到驱动齿轮不同程度磨损故障以及轴承疲劳剥落故障时取弹装置的动态特性,并与正常状态下取弹装置动态特性曲线图进行对比,证明该模型可以为取弹装置调试过程的故障定位提供参考。     

超弹性橡胶膜片疲劳寿命及可靠性分析

为了提高液体火箭发动机阀门可重复使用性,以某液体火箭发动机球阀气动执行机构的超弹性橡胶膜片为对象,提出了一种超弹性橡胶膜片疲劳寿命及可靠性分析方法。首先针对阀门气动执行机构进行非线性有限元分析,获得超弹性橡胶膜片应力场。其次基于超弹性橡胶连续损伤理论,对超弹性橡胶膜片的疲劳寿命进行计算。之后在中心复合试验设计（Central Composite Experimental Design,CCD）基础上建立了膜片疲劳寿命响应面代理模型,研究了结构尺寸、材料属性和工作载荷对寿命的影响规律。最后结合蒙特卡洛法（Monte-carlo）和可靠性理论进行了超弹性橡胶膜片的可靠性计算。计算结果表明,方法可以针对超弹性橡胶膜片的疲劳寿命及可靠性问题进行准确计算。研究发现疲劳寿命随下腔圆角和工作气压的增大而增大,材料属性能够在一定范围内影响其疲劳寿命值,膜厚度的变化对膜片疲劳寿命影响程度较小。可以通过增大下腔圆角和控制工作气压波动来提高其疲劳寿命及提升可靠性。     

高强化发动机活塞冷却方式仿真

通过建立发动机内部活塞与周围环境的传热模型,应用三维有限元方法,对比分析了不同冷却方式对活塞热状态的影响作用。经过对发动机活塞采用内冷油腔、底喷无油腔、无底喷油雾、高位空心环内冷等4种不同冷却方式的对比计算,表明在高强化发动机上仅采用底喷无油腔、无底喷油雾无法满足活塞的使用要求,必须采用强制内部冷却才能有效大幅度降低活塞高温区域的温度,提高活塞的可靠性。     

基于灰色模型的某型装备可靠性相关参数预估

某型装备的无故障时间和故障间隔时间是系统重要的可靠性参数,装备的此类数据样本较少,而无故障时间基本服从指数分布,采用灰色模型建模比较合适。在对原始可靠性数据应用动态数据更新的方法进行重新构建的基础上,建立了基于动态数据更新的无故障时间和故障间隔时间预估模型。通过比较不同模型精度检验方法的评价结果,验证了该方法具备较高的预估精度,对模型更具实际应用意义的模型外推精度预估分析表明,该方法具有一定的应用价值。     

运输过程火箭战斗部装药振动疲劳的数值分析

为深入了解运输环境下火箭战斗部装药的结构可靠性,利用频域方法对其随机振动特性及疲劳损伤情况进行了研究。建立了发射车简化动力学模型,由传递函数及路面载荷求得装药基础激励功率谱;根据装药有限元模型,利用模态叠加法求出了结构随机振动响应,并通过Steinberg 3-σ法则估算疲劳损伤量。计算结果表明:运输过程中装药会发生随机振动,结构内部会产生动应力,危险点位于顶部圆孔内侧,应力峰值为4.86 MPa。当加载时间达到250 h时累积损伤量为1.12,表明装药已经发生结构破坏。路面激励会引发装药疲劳损伤,影响其结构可靠性。     

小缸径活塞温度场存储测试系统研究

在原有活塞温度场红外遥测系统的基础上,研发一种新的测量小缸径活塞温度场存储测试系统,并通过试验对系统的实用性进行了验证.试验结果表明该系统不仅可靠性高、体积小、功耗低、对温度场影响小,符合测试系统的要求,而且消除了在原红外遥测系统中常出现的信号短时间中断的现象.     

基于iSIGHT的鱼雷摆盘发动机活塞多学科设计优化

为进一步对鱼雷摆盘发动机活塞进行优化设计,综合考虑其温度、结构及强度,基于多学科可行性法（MDF）建立了摆盘发动机活塞的多学科设计优化（MDO）模型,并使用UG和ANSYS进行温度场和强度学科设计与分析。给出了活塞多学科设计优化分析仿真流程,并基于iSIGHT集成UG和ANSYS建立其多学科设计优化平台,通过二次开发实现了参数输入、输出、更新及软件间数据交流。经优化的活塞质量较原来降低了21.81%,最高温度降低了55℃,第1环槽温度降低了29℃,最大应力降低了10 MPa。仿真结果表明,活塞轻量化的MDO可有效处理热-结构耦合因素,在降低活塞质量的同时改善了温度及应力特性,提高了设计优化效率。     

基于Simulink 的点火电流计算方法

针对电火工品实际工程应用中如何保证其可靠作用的问题,提出一种基于Simulink 仿真软件的点火电流 计算方法。分析电火工品点火原理,综合考虑高温环境下点火电路电缆阻值变化、接插件接触电阻等影响因素,通 过仿真计算复杂点火电路点火电流,并进行试验验证。结果表明：该算法能提高火工品工作可靠性,节省研制成本, 为工程设计领域提供一种可行的方法。     

灼热桥丝式电火工品发火可靠性设计方法

提出一种灼热桥丝式电火工品发火可靠性设计方法。该方法首先建立桥丝升温模型和药剂温度分布模型,然后根据热量平衡方程和初选的设计参数计算药剂临界发火能量,并判断发火可靠度裕度是否满足要求,否则重新进行设计。采用该方法通过调整设计参数,计算得某电作动器的临界发火电压为4.75 V,发火可靠度裕度系数为1.2,可使产品满足要求。     

基于遗传算法的面目标瞄准点寻优问题研究

为解决面目标瞄准点寻优问题,在单弹打击不规则面目标毁伤面积计算的基础上,给出了多弹打击面目标的毁伤面积计算模型和重复毁伤面积计算方法。建立了瞄准点优化模型,利用遗传算法原理,对瞄准点进行编码,确定了适应度函数,设计了遗传算子,并设计了不规则面目标瞄准点选择计算实例。实例计算结果表明,该方法计算可信度较高,且具有一定的可操作性,军事应用价值较强。     

战时飞机部件损坏率分析

为更加准确地预测现代战争条件下的飞机部件损坏率,提出一种基于可靠性和兰彻斯特方程的飞机部件损坏率预测方法。着眼于影响战时飞机部件损坏的内外部因素,在飞机部件中引入当量面积的概念,在飞机能够生存的前提下,根据各个部件受伤对飞机的生存影响,运用兰彻斯特方程和可靠性工程理论计算该部件的战伤概率,通过定性分析和定量计算,得出战时飞机部件的损坏率,并举例进行验证。实例结果证明:该方法将经验计算和模拟计算相结合,满足了未来作战维修保障精确化的需要。     

高强化柴油机活塞加速热疲劳与等效寿命评估方法

针对高强化柴油机中的活塞在实机状况下热疲劳寿命难预测的问题,提出采用加速热疲劳方法的部件模拟试验寿命来预测活塞的实机寿命。基于临界面法,循环计算得到活塞在实机工作条件下和部件模拟条件下的仿真寿命结果,并运用活塞加速热疲劳试验数据对仿真的寿命数据进行验证,得到的寿命仿真计算值与试验值一致性较好,验证了临界面法的精确性;通过损伤等效分析,确定活塞实机标定工况下的寿命与台架寿命之间的关系;采用非线性拟合的方法,得到部件模拟条件试验条件下循环寿命与加载时间、最高温度之间的关联式。研究结果表明：在实机工况和部件模拟试验条件下,仿真计算得到活塞最先发生疲劳破坏的位置为喉口区域,说明二者的失效区域和失效特征具有一致性;在活塞喉口最高温度为408.6 ℃时,得到活塞实机标定工况下的寿命是部件模拟条件下的21.2倍;在活塞部件模拟条件下,最高温度相同时,活塞寿命随加热时间的减小而减小;加热时间相同时,活塞寿命随最高温度的增加而减小;根据拟合的关联式,得到活塞发生破坏时的活化能为61.5 kJ/mol。     

弹药对典型钢筋混凝土楼房毁伤评估方法研究

为了计算弹药对钢筋混凝土楼房的毁伤效能,基于工程计算模型建立了弹药打击下钢筋混凝土楼房的毁伤评估方法。基于等效单自由度模型提出了爆炸载荷下楼房构件毁伤的计算方法; 建立构件毁伤与楼房整体毁伤的关系,得出了指定弹药攻击位置上楼房毁伤程度的计算模型; 结合弹药落点的散布规律,提出了弹药在命中误差下对楼房毁伤期望的计算方法。同时构建了弹药与楼房模型,基于所建立的毁伤评估方法计算了弹药对楼房的毁伤效能,并分析了高低角、方位角及终点速度对毁伤效能的影响,验证了所建立评估方法的可行性与有效性,可为目标打击方案制定提供技术支撑。     

新型活塞式中心抛撒机构的内弹道仿真研究

为了保证子弹在低过载抛撒环境下能得到较高的子弹抛撒速度,设计了一种新型的活塞式中心抛撒机构,对这种抛撒机构的工作过程进行了研究。这种新型活塞式中心抛撒机构通过带有斜面的弹托来传递活塞对子弹的推力,高压室燃烧低压室做功等方式,降低了初始的推力峰值,实现抛撒过程的低过载。根据此种抛撒机构的工作原理,对活塞、弹托及子弹等进行受力分析,建立了此种抛撒机构的内弹道模型,采用此模型对其内弹道性能进行仿真研究。计算得出,该种新型抛撒机构能提供大于50m/s的抛撒速度并将子弹过载控制在1000g以下。所建立的内弹道模型对此种新型活塞中心抛撒机构的设计具有参考意义。     

一种基于贮存可靠性数据的导弹寿命预测方法

研究基于贮存可靠性数据的导弹寿命预测方法,给出科学和切合实际的导弹贮存寿命.根据导弹贮存状态下的定期批检结果,采用"残差平方和(R2)"最小原则,给出一定服役期内导弹故障率,故障率上、下置信区间计算方法,以及最优拟合函数模型,给出导弹在有空调库房、无空调库房和露天场地条件下的贮存可靠度及其置信区间.按照无故障概率不小于0.7的判断标准,以某型导弹定期检测数据信息进行寿命预测分析,结果符合实际.该方法实用可行,可以为导弹延寿可靠性分析提供借鉴.