碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤及声发射特征分析

针对碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤问题,基于声发射技术分析不同损伤阶段的声发射信号特征。根据加载过程中时间–载荷曲线以及试样破坏断面微观形貌,将损伤过程分为三个阶段:初始损伤阶段主要产生少量基体开裂与纤维–基体界面脱粘,裂纹迅速扩展阶段开始产生纤维剪断以及失稳变形,平稳损伤阶段主要产生失稳变形以及分层裂纹扩展。结合声发射信号的振幅、振铃计数研究损伤过程,并基于小波变换进行损伤信号的时频分析,发现不同损伤类型可通过声发射振幅及频率特征有效识别。     

基于变权TFN-AHP的装备健康状态评估

为了实现某自行高炮火力系统健康状态的科学评估,将三角模糊数运用于层次分析法中,克服了原有方法在权重分配上主观模糊性较强的缺陷.同时针对健康评估过程中固定权值对设备实际状态变化缺少快速反应的缺陷,根据设备不同的功能属性、退化特点及技术要求,构建了相应的变权函数,对设备实际权重进行修正,在面对平衡程度较差的状态集时能够实现更合理的装备健康状态评估.     

弹丸膛内运动过程中弹带塑性变形的宏观与微观机理研究

弹丸膛内运动过程中,弹带承受高强度冲击载荷与高速摩擦,其高温条件下瞬态塑性变形的微观机理十分复杂。根据膛内载荷特征,基于金属材料学进行弹带塑性变形的微观机理研究,通过分析弹丸发射后的弹带硬度分布及组织演变规律,探索其宏观形变的细观与微观本质。研究表明,弹带挤进后具有明显的层状特征,硬度最高的表层纤维组织因剧烈摩擦而迅速升温并导致局部再结晶,弹带内部区域未发生大尺度形变,摩擦产生的表面金属熔化膜是抑制塑性变形向内层延伸的重要因素之一。     

多层异质复合结构的动力学响应及抗侵彻性能

为研究多层异质复合结构动力学响应及抗侵彻性能,利用霍普金森试验装置,对不同材料排布顺序及含泡沫铝夹芯的多层复合结构进行冲击加载,通过贴在入射杆和透射杆上的应变片测得入射波、反射波、透射波波形,验证数值仿真模型正确性;结合数值模拟,研究不同结构对试件内部应力波传播特性和应力场分布影响规律;依据复合结构动力学响应特征,设计复合靶板并进行抗侵彻试验,分析靶板塑性变形特征及抗侵彻耗能机制;通过数值模拟分析泡沫铝夹芯厚度对防护性能影响。结果表明,装甲钢后置复合结构及含泡沫夹芯结构有助于减缓应力集中,减小陶瓷损伤面积;泡沫铝夹芯过厚难以为靶板变形提供支撑,降低抗侵彻阻力;五种夹芯厚度h=2 mm、h=5 mm、h=10 mm、h=20 mm、h=30 mm中,h=10 mm对应多层异质复合靶防护性能最优。      

行星架调质开裂原因分析

针对某型号行星架调质后在精加工过程中出现开裂的现象,进行行星架的材质及裂纹的宏观、微观、金相、夹杂物分析和硬度测试。判断出行星架材料成分符合要求,但是材料中心出现带状夹杂物,并且材料原始组织沿轧制方向形成带状组织,直接导致淬火过程中出现裂纹;同时该产品尺寸在45钢淬裂敏感尺寸范围内,加剧材料在淬火过程中裂纹的产生。此外,对行星架质量检测方法提出一些建议。     

装备保障能力薄弱环节确定方法

针对保障领域重保障能力评估而轻薄弱环节查找的现状,提出一种通过求解保障能力各指标薄弱度确定薄弱环节的方法。薄弱度由指标裕度空间和权重共同决定,采用主成分分析法求其权重,应用集对分析优化指标裕度空间。实例表明,利用该方法求出的薄弱环节改进方案与其他2种方法确定的方案相比是最优的,能提高保障资源配置合理性。     

弹丸侵彻多层异质复合靶板中装甲钢变形细观和微观机理研究

为研究多层异质复合靶板中装甲钢排布位置,对其塑性变形微观机理及受力状态的影响规律,开展了不同结构方式复合靶板抗侵彻试验。基于金属材料学理论,对复合靶板中装甲钢弹孔塑性变形微观机理进行研究,分析了装甲钢弹坑表面硬度分布及组织演变规律,利用数值模拟研究弹丸侵彻装甲钢过程力学行为与变形机理的内在联系。研究结果表明：波阻抗匹配由高至低,弹丸冲击应力波在层间界面反射形成拉伸波,产生裂纹扩展,降低弹丸侵彻阻力;绝热剪切带内部受温度以及挤压载荷影响,产生高硬度细化马氏体晶粒,抑制塑性变形向内延伸;装甲钢背板强度及刚度越高,对装甲钢塑性变形产生位错运动的阻碍作用越强,有利于提高弹丸开坑阻力。     

Ti-6Al-4V合金复合装甲的抗侵彻性能及微观损伤机理

为研究复合装甲中Ti-6Al-4V（TC4）合金与碳化硅陶瓷和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的最佳组合形式,分析了2种复合结构SiC/UHMWPE/TC4（I）和SiC/TC4/UHMWPE（II）的抗侵彻性能和宏观损伤以及TC4合金的微观损伤。结果表明：复合结构Ⅰ中TC4合金的微观组织表现为弹孔边缘较为平滑,没有出现裂纹,绝热剪切带（ASB）数量较少,并且为直线传播;复合结构Ⅱ中TC4合金微观组织表现为弹孔边缘粗糙,存在裂纹,背部存在崩落损伤,ASB数量多,并且呈弯曲和分叉现象。TC4合金在复合结构Ⅱ中的侵彻过程分为开坑阶段、稳定侵彻阶段和穿孔阶段。复合结构Ⅱ中TC4合金的绝热剪切行为更为复杂,导致耗能更多。此外,复合结构Ⅱ中UHMWPE产生拉伸破坏也属于高耗能失效机制。因此,SiC/TC4/UHMWPE复合结构能够充分发挥TC4和UHMWPE的高耗能机制,抗侵彻性能好于复合结构Ⅰ。     

基于神经网络与模糊融合的外围故障诊断方法

针对用传统检测方法诊断模拟电路系统设备外围故障困难的问题,提出了一种利用BP神经网络与模糊融合相结合的故障诊断新方法,将神经网络与模糊融合结合起来,实现两者优势互补;首先利用神经网络的泛化能力对系统内部各可测点电压各用一个独立的BP神经网络对系统进行初级诊断,然后根据初级诊断结果,运用模糊融合诊断方法进行故障诊断,诊断结果更趋于合理,对模拟电路系统的外围故障实现正确定位;该方法能充分利用系统内部故障信息,有效避免采集外围设备信息的困难。     

小口径速射火炮身管固有振动的数值模拟

针对小口径速射火炮的特点,将有限元法与模态叠加法结合起来对形状不规则身管的固有振动特性进行数值模拟。以某型小口径速射火炮为研究对象,计算身管的固有频率和对应的模态,得到的振动曲线可用于该型火炮的弹道修正以及射击频率的合理设置,该数值模拟具有重要的参考价值。