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弹丸定心部-身管接触模型及其应用

振动与冲击 2024年第6期43卷 157-170页

作者：缪伟尹强钱林方南京理工大学机械工程学院南京210094 西北机电工程研究所陕西咸阳712099

研究弹丸定心部与炮膛的接触现象对于理解弹丸膛内运动规律具有重要的意义,为此提出一个弹丸定心部-身管接触模型。假设定心部与阳线间的接触应力只沿阳线长度方向变化,将阳线表面简化成空间曲线;用阳线围成的笼形结构描述内膛的几何,... 详细信息

研究弹丸定心部与炮膛的接触现象对于理解弹丸膛内运动规律具有重要的意义,为此提出一个弹丸定心部-身管接触模型。假设定心部与阳线间的接触应力只沿阳线长度方向变化,将阳线表面简化成空间曲线;用阳线围成的笼形结构描述内膛的几何,提出了定心部与阳线的接触检测算法。将弹丸和身管沿着圆周方向展开,使用一个二维接触问题的解析解计算接触应力。针对接触应力的方根奇异性,采用Chebyshev-Gauss积分公式计算定心部与阳线的接触载荷。给出了确定模型参数的拟合方法和参数辨识方法。理论分析表明定心部与炮膛的接触刚度随着弹丸膛内行程变化。根据数值算例分析了弹丸质心偏移量对定心部与炮膛接触方式及前定心部磨损刻痕形成的影响。计算结果表明定心部受力的等效接触点并不位于定心部中心或棱线上。

关键词：接触力模型弹-管接触发射动力学参数辨识

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党内法规的概念分析

中国法学 2024年第3期 164-183页

作者：朱林方西南政法大学行政法学院

党内法规是什么,是党内法规研究的首要问题。分类学概念试图通过重构分类体系来容纳作为“不规则事物”的党内法规,发展出了论证“党内法规是法”的多种学说,但也面临意义稀薄化和范式依附性的难题。诠释性概念进路则主张,对于负荷价值... 详细信息

党内法规是什么,是党内法规研究的首要问题。分类学概念试图通过重构分类体系来容纳作为“不规则事物”的党内法规,发展出了论证“党内法规是法”的多种学说,但也面临意义稀薄化和范式依附性的难题。诠释性概念进路则主张,对于负荷价值的概念,关于“是什么”的回答恰恰蕴藏在“应该是什么”的最佳诠释中。党内法规是以先进性原则和领导权原则为价值统领的一套制度体系,对先进性原则与领导权原则内涵要求的诠释要能够达成相互支持的融贯关系,才能为整体的党内法规实践提供最佳证立。诠释性概念以一种内含推理规则的概念进路,为科学地理解和实践党内法规提供了内在的基准和方法论保障,因而是一种更优的概念主张。

关键词：党内法规概念分析语义学概念分类学概念诠释性概念

植入式荧光内窥显微技术及其在活体脑成像中的应用(特邀)

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中国激光 2024年第1期51卷 295-313页

作者：林方睿张晨爽连晓倩屈军乐深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室广东深圳518060

高时空分辨可视化技术是脑科学研究的重要工具。荧光显微成像技术在特异性、多样性、图像对比度和时空分辨率等方面具有显著优势,但由于光在组织中的穿透深度有限,无创的荧光成像难以在活体水平获取深层脑区神经血管单元的高分辨结构和... 详细信息

高时空分辨可视化技术是脑科学研究的重要工具。荧光显微成像技术在特异性、多样性、图像对比度和时空分辨率等方面具有显著优势,但由于光在组织中的穿透深度有限,无创的荧光成像难以在活体水平获取深层脑区神经血管单元的高分辨结构和功能信息。因此,在脑科学研究中,荧光内窥显微成像技术受到越来越多研究者的青睐。得益于相关科学技术的发展,内窥镜探头在保持高性能的同时,实现了小型化并提供了更大的灵活性,可以植入活体大脑的不同深度处,开展特定深层脑区的功能调控研究。本综述介绍了基于梯度折射率透镜和单根多模光纤这两种探头的植入式荧光内窥显微成像技术及其发展和迭代进程,概述了它们在高分辨活体脑成像研究中的应用,以及在临床神经外科手术中的初步探索性应用。最后,展望了荧光内窥脑成像技术未来的发展前景。

关键词：显微荧光内窥显微成像活体脑成像梯度折射率透镜多模光纤

基于热化学烧蚀模型的身管寿命等效折算系数研究

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兵工学报 2024年第5期45卷 1426-1435页

作者：李延泽钱林方付佳维陈龙淼南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 西北机电工程研究所陕西咸阳712009

针对当前等效全装药(Equivalent Full Charge,EFC)折算系数的国家军用标准预测值与实际测试结果差距较大的问题,基于热-化学烧蚀模型,研究不同工况下射击发数与EFC射击发数间的折算系数计算方法。射击一定发数后,假设身管内壁白层厚度... 详细信息

针对当前等效全装药(Equivalent Full Charge,EFC)折算系数的国家军用标准预测值与实际测试结果差距较大的问题,基于热-化学烧蚀模型,研究不同工况下射击发数与EFC射击发数间的折算系数计算方法。射击一定发数后,假设身管内壁白层厚度及成分随射击发数呈周期性变化,由质量扩散定律建立膛线起始部热-化学烧蚀量与火药燃气侵蚀性、内膛表面瞬态温度的关系。通过经典内弹道模型获得弹后空间火药燃气平均温度及内壁面强制对流换热系数,在考虑后效期高温燃气影响的基础上,建立身管内壁瞬态温度计算模型。以对内弹道过程有重要影响的射速、药量和药温为重点,计算不同射速、不同药号和不同药温下的身管内壁烧蚀量,并据此获得不同工况下的折算系数。研究发现,射速越快,装药质量越大,装药初始温度越高,单发射击造成的身管烧蚀越严重,其对应的EFC折算系数越大,其中强装药的EFC折算系数可达2.131。以某型155 mm火炮身管实弹射击数据为例,验证了新模型的合理性。

关键词：身管寿命等效全装药折算系数热化学烧蚀瞬态温度场

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基于近场动力学的岩石水力压裂数值模拟及裂隙网络定量分析

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岩土力学 2024年第2期45卷 612-622页

作者：华涛申林方王志良李泽徐则民昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500

基于常规态型近场动力学方法实现了岩石裂隙扩展演化,采用实时追踪新生裂隙面并施加表面压力的方法来模拟压裂液与裂隙表面的相互作用,建立了岩石水力压裂的数值计算模型。根据数字图像处理技术将Zhang-Suen细化算法应用于水力裂隙网络... 详细信息

基于常规态型近场动力学方法实现了岩石裂隙扩展演化,采用实时追踪新生裂隙面并施加表面压力的方法来模拟压裂液与裂隙表面的相互作用,建立了岩石水力压裂的数值计算模型。根据数字图像处理技术将Zhang-Suen细化算法应用于水力裂隙网络的骨架提取,并采用统计方法计算裂隙网络形态参数,提出了水力裂隙网络量化计算方法。最后考虑加载速率、地应力条件及弹性模量等因素影响,研究了水力裂隙扩展过程及裂隙网络形态参数的演化。研究结果表明:当加载速率较小时,主裂隙朝着较大地应力的方向扩展,裂隙分支并不明显;增加加载速率会增大裂隙均宽和裂隙密度,能够促进裂隙的张开程度及裂隙数量,增强裂隙网络的复杂程度并提高其渗透能力。当水平向地应力和竖向地应力相同时,主裂隙呈十字交叉分布;随着竖向地应力的增大,水平裂隙受到抑制作用,主裂隙沿着竖向扩展,而裂隙总长和裂隙密度则呈增加的趋势。岩体弹性模量的增加会减少细小裂隙分支的扩展,使裂隙网络形态趋于简单化。

关键词：岩石水力压裂近场动力学裂隙扩展数值模拟

基于数字图像相关原理的埋头弹程序燃烧特性试验研究

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兵工学报 2024年第4期45卷 1047-1059页

作者：师军飞钱林方陈光宋尹强刘道坤李仲刚南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 西北机电工程研究所陕西咸阳712099 北方工具有限公司黑龙江牡丹江157000

为分析埋头弹的装药程序燃烧特性和上膛挤进运动特性,对埋头弹两级点火发射过程进行试验研究。设计并建立程序燃烧特性试验系统,采用高速摄像系统获得各组弹丸的运动图像序列。基于数字图像相关原理,对各组图像序列进行定性和定量分析,... 详细信息

为分析埋头弹的装药程序燃烧特性和上膛挤进运动特性,对埋头弹两级点火发射过程进行试验研究。设计并建立程序燃烧特性试验系统,采用高速摄像系统获得各组弹丸的运动图像序列。基于数字图像相关原理,对各组图像序列进行定性和定量分析,对回收的弹带刻槽形貌分析测量,获得一级点火的弹丸运动特性,两级点火的程序燃烧特性以及弹带刻槽形貌特性。研究结果表明:速燃点火药的质量直接影响一级点火弹丸上膛性能,质量增加时弹丸上膛时间显著缩短,上膛速度大幅提高;可燃导向筒过早的破碎会导致上膛速度大幅增加,使弹带刻槽形貌非常恶劣,不能可靠密封弹后火药燃气和可靠导转弹丸运动,影响内弹道性能和弹丸的膛内运动姿态;需要对速燃点火药与可燃导向筒进行合理的匹配设计,保证可燃导向筒的破碎时机处于可控范围,从而实现理想的两级点火和程序燃烧设计目标。

关键词：埋头弹数字图像相关原理两级点火程序燃烧可燃导向筒上膛速度弹带刻槽

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TC4激光焊接热力耦合数值模拟及力学性能分析

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焊接学报 2024年第6期45卷 77-88,96页

作者：丛家慧高嘉元周松王嘉豪王乃境林方旭沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室沈阳110136

为了准确预测TC4钛合金激光焊接过程的温度变化和焊接后的力学性能,文中通过ABAQUS子程序建立了激光焊温度场模型,对激光焊接温度场进行模拟分析,并研究了焊接过程中的温度变化及焊接后残余应力变化.试验检测了焊接接头的硬度和表面残... 详细信息

为了准确预测TC4钛合金激光焊接过程的温度变化和焊接后的力学性能,文中通过ABAQUS子程序建立了激光焊温度场模型,对激光焊接温度场进行模拟分析,并研究了焊接过程中的温度变化及焊接后残余应力变化.试验检测了焊接接头的硬度和表面残余应力,并分析了显微组织.结果表明,当热循环温度峰值达到2601℃时,熔池温度已显著高于液相线,熔池中无固相晶粒,主要呈现出材料熔化后凝固形成的少量柱状晶.此外,越靠近焊缝的热影响区,晶粒越粗大,晶内马氏体的数量和密度也较高.激光焊接后,焊缝区的显微硬度基本相同,表面显微硬度稍高,平均可达385 HV.焊缝中间段沿焊接方向的纵向残余应力呈现均匀峰值,横向应力略小,纵向和横向中央平均应力误差分别为1.4%和2.9%,垂直焊缝方向的残余应力分布基本一致.随后对焊接接头的力学性能进行了拉伸模拟研究,数值模拟得到的温度场和残余应力分布与试样焊后的组织形态和表面残余应力分布相符,拉伸试验和数值模拟的位移载荷变化数据相匹配,验证了激光焊接接头的温度场模型和拉伸断裂模型的可行性和准确性.

关键词：激光焊接 TC4钛合金数值模拟残余应力

基于热力耦合的近场动力学方法高温岩石水力压裂数值模拟

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岩土力学 2024年第8期45卷 2502-2514页

作者：陈骞王志良申林方华涛李邵军徐则民昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

基于近场动力学方法分别采用键型模型计算岩石热扩散过程和常规态型模型模拟岩石位移场的演化,根据物质点间的断键数量确定材料损伤值以实时追踪裂隙面的扩展,通过在裂隙面处施加水压和水温实现水与岩石间的相互作用,建立了考虑热力耦... 详细信息

基于近场动力学方法分别采用键型模型计算岩石热扩散过程和常规态型模型模拟岩石位移场的演化,根据物质点间的断键数量确定材料损伤值以实时追踪裂隙面的扩展,通过在裂隙面处施加水压和水温实现水与岩石间的相互作用,建立了考虑热力耦合效应模拟高温岩石水力压裂过程的数值计算模型。根据岩石加热裂隙扩展的试验结果,验证了计算模型的有效性。最后,讨论了水压、岩石初始温度及弹性模量等因素对水力压裂岩石裂隙结构形态的影响,并基于综合敏感度属性识别评价方法,分析了各影响因素对岩石裂隙形态参数的敏感性。研究结果表明:水压较小或岩石初始温度较低时,主裂隙几乎呈对称分布,基本上无裂隙分支现象;随着水压或初始温度的增加,裂隙逐渐增多并产生分叉现象,同时裂隙总长度和张开度也均呈增长趋势。当岩石弹性模量均值较小时,水力裂隙较为发育且萌生许多微小裂隙;随着弹性模量均值的增大,水力裂隙分支及微裂隙数量明显减少,裂隙总长度和张开度也相应地减小,而岩石起裂时间则近似呈线性增加的趋势。岩石材料参数和环境参数的敏感性综合评价表明,岩石裂隙扩展对弹性模量和水压呈高度敏感,而对水温则表现为不敏感。

关键词：高温岩石水力压裂热力耦合近场动力学裂隙演化

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基于深度学习的车载炮驾驶室表面冲击载荷快速预测方法

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Acta Mechanica Sinica 2024年第4期40卷 99-112页

作者：周梦笛钱林方曹从咏陈光宋徐亚栋魏胜程 School of Mechanical Engineering Nanjing University of Science and TechnologyNanjing210094China Northwest Institute of Mechanical and Electrical Engineering Xianyang712099China School of Automation Nanjing University of Science and TechnologyNanjing210094China

在车载炮驾驶室拓扑优化设计和刚强度分析计算中,需要明确大量的、不同射击条件下的冲击载荷.如何快速获取驾驶室表面的冲击载荷是车载炮设计中尚未解决的难题之一.本文将深度学习方法引入到驾驶室表面冲击载荷的求解中,基于卷积-多维特... 详细信息

在车载炮驾驶室拓扑优化设计和刚强度分析计算中,需要明确大量的、不同射击条件下的冲击载荷.如何快速获取驾驶室表面的冲击载荷是车载炮设计中尚未解决的难题之一.本文将深度学习方法引入到驾驶室表面冲击载荷的求解中,基于卷积-多维特征LSTM神经网络,提出了一种驾驶室表面冲击载荷快速预测方法,实现了不同发射条件下驾驶室表面冲击载荷计算,求解速度接近实时级别.算例结果表明,深度学习模型的求解精度与传统CFD仿真精度相当,但求解耗时在毫秒级,大大提高了计算效率,具备离线训练、在线计算的潜力.且当驾驶室形貌特征轻微变化时,本文模型依然适用.本文成果可快速为驾驶室刚强度校核和拓扑优化提供载荷条件,有助于缩短车载炮研发周期,为车载炮系统的数字孪生模型构建奠定了基础.

关键词：深度学习冲击载荷驾驶室 CFD仿真拓扑优化多维特征刚强度分析在线计算