无水冷条件下温度与热流复合传感器设计与试验

针对飞行试验中参数测量需求,研究长时间飞行过程中无水冷条件下传感器表面温度和热流的快速响应测量技术。在分析环境特点和测量需求的基础上,设计一种自锁紧固的柱塞式复合传感器,根据圆柱体侧面的温度响应处理得到表面温度和热流。提出一种基于最小二乘法的多项式拟合数据处理方法,有限元数值分析表明,该方法能够获得更好的数据抗畸变和抗噪声能力。标定该热流传感器的热流测量结果,得到不锈钢传感器的98%热流响应时间约为0.7 s,热流测量结果受到侧向隔热结构的影响明显。表面温度对比试验结果表明,该传感器所测结果能够反映表面温度对热流的影响。     

一种新型涵道飞行器的设计与气动特性研究

涵道飞行器可以悬停、垂直起降和前飞,且安全性高、结构紧凑、噪声低。针对涵道飞行器一般只能以直升机模式低速前飞,设计了一种能以飞机模式快速前飞的新型可倾转有翼微型涵道飞行器。该涵道飞行器设计固定机翼,且涵道外形设计综合考虑了低速飞行和快速飞行的性能要求。然后采用数值模拟和风洞实验的方法研究了它在不同飞行模式下的气动特性。研究结果表明：该新型微型涵道飞行器不仅可以悬停、垂直起降和以直升机模式低速前飞,而且能以飞机模式快速前飞涵道飞行器可以悬停、垂直起降和前飞,且安全性高、结构紧凑、噪声低。针对涵道飞行器一般只能以直升机模式低速前飞,设计了一种能以飞机模式快速前飞的新型可倾转有翼微型涵道飞行器。该涵道飞行器设计固定机翼,且涵道外形设计综合考虑了低速飞行和快速飞行的性能要求。然后采用数值模拟和风洞实验的方法研究了它在不同飞行模式下的气动特性。研究结果表明：该新型微型涵道飞行器不仅可以悬停、垂直起降和以直升机模式低速前飞,而且能以飞机模式快速前飞并在整个飞行包线中具有良好的气动特性。     

装配式钢桁桥动力特性的有限元分析与试验

固有频率和振型是反映结构动力特性的重要模态参数,其对于结构优化设计、结构动力学分析及使用状态的评估均具有重要意义。基于有限元软件ANSYS建立了某型装配式钢桁桥的三维空间有限元分析模型,并采用子空间法对其进行了模态分析,得出了相应的模态参数和振型。为验证数值计算结果,基于环境激励的谱分析方法对该桥进行了实装模态测试与分析。比较表明,有限元分析结果和实装测试结果吻合较好,验证了本文计算方法的可信性。在此基础上,结合有限元分析和实装测试结果,对该桥的自振特性进行了分析,为该类桥的动力特性分析提供了参考。     

压缩剪切作用下PBX的响应特性

为了研究高聚物粘结炸药(PBX)在压缩剪切作用下的响应特性,采用设计的压缩剪切试验装置,对Φ20 mm×40 mm的PBX-932和PBX-C43在22~57 m·s-1撞击速度范围内进行了响应试验。试验中采用压力计测试了压力变化过程,通过高速录像照片分析了撞击过程,采用冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,分析了两种炸药的响应特性。结果表明,随着撞击速度增加,两种PBX炸药的损伤度增加。在压力160~400 MPa,脉宽1.5 ms的压缩剪切作用下,PBX-C43和PBX-932的撞击速度阈值分别为25.5~27.7 m·s-1和22.7~24.4 m·s-1。两种炸药的反应程度基本一致。     

圆柱形带壳推进剂装药枪击响应特性

为研究某圆柱形带壳推进剂装药的枪击响应特性,设计了一种12.7 mm子弹撞击试验。利用高速摄影机记录带壳装药在子弹撞击下的响应过程,并测试不同距离、方位处的空气超压及壳体破片速度,同时进行带壳装药在理想爆轰条件下的数值计算,得到了带壳装药的能量释放率。一共开展了四次圆柱形带壳装药的枪击试验,前三次装药发生了爆燃反应,第四次几乎无反应。结果表明:子弹撞击位置对圆柱形带壳装药的反应和能量释放率有较大影响,当子弹垂直入射带壳装药轴线后,推进剂发生点火、冒烟、熄火和低压燃烧的时序响应,其相对能量释放率为1.146%;而当子弹撞击位置偏离轴线一定距离时,推进剂几乎无反应,其相对能量释放率仅为0.473%;推进剂的反应对壳体破片有加速效应,带壳装药发生爆燃反应时的破片速度可达428.6 m·s~(-1),而几乎无反应时的最高破片速度仅有70.1 m·s~(-1)。     

手枪射击过程中射手动态响应特性测量与分析

为研究手枪单手立姿无依托连续射击过程中射手的响应特性,采用三维运动捕捉系统和足底压力测试系统,测量了连续射击过程人-枪的运动轨迹及其足底压力特性。试验结果表明：手枪连续射击过程中,手枪运动与足底受力/压力中心位置变化具有密切的关联性;对于立姿无依托射击,射手先后经历了被动响应阶段和主动响应阶段,对于54式手枪射击时射手进入主动响应阶段需要250 ms（标准偏差62.9 ms）;随着连续射击次数的增加,射手对身体平衡能力的控制降低,导致其控枪能力减弱。分析结果同时表明：采用该测试手段对射击响应特性研究是可行的,进一步揭示了手枪射击过程中射手的响应特性,对人-枪系统运动规律分析和人-枪系统动力学模型的建立,具有参考价值。     

基于Adams的飞行器空气舵传动系统动特性间隙敏感度分析

空气舵系统传递特性主要受系统间隙、刚度和阻尼影响,而间隙是3个因素中最难以控制的一项。当前研究主要集中在系统间隙对整个传动系统最终结果的影响,未对系统各传动环节传动间隙的影响进行研究,且缺乏基于工程实测数据的建模分析。以飞行器空气舵传动系统为研究对象,基于Adams三维多刚体动力学仿真平台和各传动环节实际状态,有针对性地对空气舵传动系统各传动环节间隙以及系统偏差间隙的动特性敏感度进行分析,所得结论为飞行器空气舵传动系统的优化设计和性能预测提供了理论支持。     

高速履带车辆横摆运动响应特性分析与试验验证

为研究高速履带车辆操纵特性,奠定高速电驱动履带车辆的操纵稳定性评价及控制的基础,建立了高速履带车辆非线性转向动力学模型及2自由度线性转向动力学模型,并对模型进行试验验证。利用2自由度线性模型推导了高速履带车辆横摆运动传递函数,基于此进行了高速履带车辆横摆运动时域和频域响应特性分析,提出履带车辆稳态横摆角速度增益及临界阻尼车速的定义。研究结果表明：履带车辆稳态横摆角速度增益均小于1,履带车辆具有不足转向特性;履带车辆系统阻尼比在1左右;当车速小于临界阻尼车速时,车辆系统为过阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间在0.2 s内;当车速等于临界阻尼车速时,车辆系统为临界阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间大于10 s;当车速大于临界阻尼车速时,车辆系统为欠阻尼系统,横摆角速度响应的上升时间迅速减小至2～3 s。     

电连接器热循环加速试验与失效分析研究

空间技术的迅猛发展对电连接器可靠性提出了更高的要求,主要研究温度循环条件下电连接器的可靠性问题。结合加速寿命试验理论,设计了一种电连接器热循环加速试验方案并进行了试验。在试验中,试品接触件的接触电阻值随循环次数的增加而缓慢增长,利用灰色模型预测出了试品的热循环寿命。此外,对试验后试品插孔的分析发现：插孔的晶粒尺寸增大且不均匀,亚结构的碎化程度、位错密度及有序的β′相均有增加。由此可知,连接器插孔中微观结构的变化是引发其综合力学性能下降,插孔出现应力松弛现象,而导致接触可靠性逐步蜕化的根本原因。     

复合材料身管动态特性分析

复合材料身管是在高速、强冲击等极为恶劣的环境下工作的,其动态性能的好坏将直接影响到整个火炮系统的性能,因此,对复合材料身管的动态性能进行分析具有重要的意义．本文中基于复合材料力学、火炮发射动力学和有限元方法,建立了复合材料身管的分析模型,对纤维增强复合材料身管进行了模态和瞬态响应两方面的分析,作为比较,本文也建立了金属身管的分析模型．分析结果表明,复合材料身管较全金属身管,重量得到了减轻,经过合理的纤维缠绕设计,其动态性能也得到很好的改善．     

爆炸场热流信号存储测试系统的设计

温压炸药爆炸时伴随着极大的破坏作用,加大了热流测试的难度。为有效评估温压弹药的热毁伤效应,采用接触法测量并结合无线传感网络技术进行智能化测试。具体介绍了该系统总体方案的设计思路,通过戈登型热流传感器和存储装置测量,对测试测量的数据进行了简单分析。实验结果表明所设计的系统操作简单、使用安全,对以后热通量传感器（ HFM）信号的测量有一定的参考价值。     

热量表温度测量方法研究

根据热量表的标准，从温度的测量和计算出发，详细论述了热量表的温度测量方法、实时校准方法和低功耗控制方法，进一步阐明了电源电压、标准校准电阻精度、恒流源精度对温度测量精度的影响和温度补偿原理及补偿实验方法。     

高速载流电枢表面瞬态温度场仿真与测量

高速滑动电接触属于特殊工况下的摩擦磨损问题。大载流条件下,电枢和滑轨接触表面间的瞬态温升是导致材料失效的重要原因。为研究引起电枢温升的因素,在传热学理论的基础上建立了电接触副的二维有限元模型,通过控制单一变量的方法,研究了各仿真参数对电枢温升的影响规律。研究结果表明：电枢最高温度分别随电流、滑行距离、接触面摩擦因数的增大呈增长趋势,随接触压力的增大呈“U”型变化趋势。在此基础上,进行了电接触构件表面温度测量实验,实验结果与理论分析结果基本吻合,表明所建仿真模型的正确性,为大载流高速滑动电接触中接触副材料的选取及如何降低温升、提高电接触性能提供了参考依据。     

毫米波引信天线罩的驻点热温特性仿真研究

基于对某毫米波引信天线罩外弹道的分析,从工程角度出发,对某引信天线罩驻点热温进行了理论建模和仿真。仿真结果表明,目前所选聚四氟乙烯较适宜作此类引信的天线罩材料,但需要采取一些具体措施才能避免天线罩在弹道飞行中脱离弹丸。     

硒化铅红外传感器的温度特性测试与分析

为使火焰探测器能更好地在宽温度范围下工作,对火焰探测器常用的硒化铅(PbSe)传感器暗电阻的温度特性进行研讨.基于硒化铅负温度系数特性,对某型硒化铅传感器在不同温度下的暗电阻进行测试,并对硒化铅的温度-电阻曲线进行拟合和误差分析.结果表明:给出的标定方法可以用于快速确定传感器温度特性,可为相关应用提供设计依据.     

高射速自动机身管热容量分析

针对自动机在连续射击条件下,身管承受高频、高温冲击作用的特点,建立自动机发射过程中身管的热 传导有限元分析模型。采用热传导学理论与有限元方法相结合方法,重点分析不同射弹数、不同身管壁厚和不同发 射方式下,身管内、外壁温度数据的变化规律。该分析可对自动机身管热容量设计提供一定的指导意义。     

CCD技术在发动机温度场测试中的应用研究

基于CCD图像传感器的温度测量技术是一种新兴的非接触式测温技术。与其他非接触式测温技术相比,它具有光电转换灵敏度高、信号失真度小、工作稳定可靠等优点,特别适合高温检测。发动机火焰温度场对于研究发动机的燃烧特性具有重要价值,但是,火焰温度场测试是一项难度很大的高温测试研究课题。本文结合实测经验介绍了CCD测温技术在温度场测试中应用的测试原理、测试系统组成、误差分析和实测效果。     

某型号液浮陀螺温度场分析

文中主要通过建立某型号液浮陀螺结构温度场模型，利用有限元分析软件对其稳态和瞬态温度场进行了仿真分析和计算，并通过试验和仿真结果的对比．验证了模型的正确性，并为该型号陀螺改进设计提供重要数据依据。     

慢速烤燃环境下引信热响应特性测试与仿真

为揭示不敏感弹药用引信在烤燃试验下的热响应特性,掌握其内部热传递途径及规律,提出烤燃环境下隔爆式引信热响应分析方法。针对引信在受热刺激下的钝感化要求,以典型舰载76 mm口径弹头无线电引信为例进行烤燃试验测试与热有限元仿真,开展升温速率为1.17 ℃/min、终极温度为270 ℃慢速烤燃环境下的引信热响应特性研究。结果表明：基于热阻抗等效原则的“模块替换法”,即以具有相近导热系数的热电偶测温系统替代电池组件,实现了增加嵌入式测温系统不会过多影响引信原有的热量传递通道;设计了可嵌入引信内部的慢速烤燃测温微系统及Teflon材质防热保护壳体,通过试验证实了测温微系统在慢速烤燃环境下具有可靠性高、可同步测试等优势;对比引信内部各组件的温度差异证实了烤燃刺激下引信的热传递途径为压螺-安全和解除保险机构-导爆药-传爆药,明确了增加压螺以及安全和解除保险机构的热阻抗可降低导爆药和传爆药的意外发火概率。