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大口径机枪枪管失效规律研究

兵工学报 2015年第12期36卷 2231-2240页

作者：乔自平李峻松薛钧北京科技大学新材料技术研究院北京100083 中国兵器工业第208研究所北京102202

为了研究大口径枪管在寿命过程中的变化规律,寻找失效原因,对两根不同材料枪管进行了综合寿命试验。分析了内膛阳线直径变化、内膛表面形貌变化、密集度、初速下降率及椭圆弹孔率与枪管寿命之间的关系,得到了某机枪两种寿命相差3000发... 详细信息

为了研究大口径枪管在寿命过程中的变化规律,寻找失效原因,对两根不同材料枪管进行了综合寿命试验。分析了内膛阳线直径变化、内膛表面形貌变化、密集度、初速下降率及椭圆弹孔率与枪管寿命之间的关系,得到了某机枪两种寿命相差3000发的寿终枪管的共同规律为:枪管寿终均表现为椭圆弹孔率超过本组射弹量的50%,内膛四锥、五锥的损伤是造成枪管产生椭圆弹孔的根本原因;在射弹量为1 200发时,枪管内膛五锥处的铬层已经严重成片脱落;由于枪管内膛尾部出现了鼓形,用量规测量得到的枪管内膛直径大小并不能反应枪管性能,但尾部阳线直径变化越快,枪管寿命越短。

关键词：兵器科学与技术枪管寿命试验内膛寿命损伤

膛口制退器效率对某新型全枪浮动原理大口径机枪的影响研究

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兵工学报 2016年第9期37卷 1585-1591页

作者：陆野周克栋赫雷李峻松黄雪鹰南京理工大学机械工程学院中国兵器工业第208研究所 63856部队

为研究膛口制退器制退效率对采用全枪浮动原理的某新型大口径机枪浮动性能的影响，建立了基于浮动原理且考虑土壤和人体影响的某新型大口径机枪的刚柔耦合模型，对含膛口制退器的机枪系统进行动力学仿真并与试验结果进行对比分析，验证... 详细信息

为研究膛口制退器制退效率对采用全枪浮动原理的某新型大口径机枪浮动性能的影响，建立了基于浮动原理且考虑土壤和人体影响的某新型大口径机枪的刚柔耦合模型，对含膛口制退器的机枪系统进行动力学仿真并与试验结果进行对比分析，验证了该模型的正确性；获得了某新型大口径机枪实现全枪浮动的膛口装置制退效率的允许取值范围。结果表明，所建立含膛口制退器的实际某新型大口径机枪刚柔耦合模型精确可靠，所设计的膛口制退器实际制退效率为35．9％，其实现全枪浮动的膛口制退器制退效率的理论取值范围为22．5％～50．0％．

关键词：兵器科学与技术大口径机枪膛口制退效能动力学分析浮动原理

紧凑型MIMO天线阵列空间衰落相关性模型分析及其性能研究

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紧凑型MIMO天线阵列空间衰落相关性模型分析及其性能研究

作者：李峻松南京信息工程大学

学位级别：硕士

多输入多输出(MIMO)是一种在无线通信系统的收发端部署多个天线的技术。与传统的单输入单输出(SISO)系统相比,MIMO能有效地克服环境造成的干扰,在同等传输条件下能够获得更大的信道容量,从而获取更好的信号传输质量。由于现实无线传输... 详细信息

多输入多输出(MIMO)是一种在无线通信系统的收发端部署多个天线的技术。与传统的单输入单输出(SISO)系统相比,MIMO能有效地克服环境造成的干扰,在同等传输条件下能够获得更大的信道容量,从而获取更好的信号传输质量。由于现实无线传输环境中的发射机和接收机尺寸受到严格限制,并且空间散射体不足够丰富,因此多天线系统的各个天线阵元间并不是相互独立的,它们之间存在着相关性,这将在一定程度上影响天线系统的性能。随着紧凑型天线阵列需求日益提高,相关性对于系统的影响更加显著,因此分析空间衰落相关性(SFC)对于MIMO天线系统的影响有着重要的意义。本文重点研究了不同天线阵列建模导致的空间衰落相关性变化,进而产生对于信道容量的影响,从而客观地评估天线阵列模型对于系统传输性能的影响。全文包括以下几个方面。第一,以均匀分布的线性天线阵列为模型,推导出在均匀、高斯和拉普拉斯三种角能量分布条件下的空间衰落相关性精确计算公式,分析方位角参数对于相关性的影响,并推导出相关性的近似计算公式,以减小运算量,提高分析效率。分析仿真结果表明,空间相关性随着阵元距离减小、中心到达角减小或者到达角扩展增大而增大。第二,在二维天线阵列模型考虑方位角中心到达角和角度扩展对于相关性影响的基础上引入仰角参数,进一步构建出均匀线性、圆形和矩形阵列模型,推导出其在均匀分布条件下的空间衰落相关性方程。通过仿真可以看到在不同参数条件下三种阵列模型的空间相关性有着显著的差异。第三,对比传统标量传感器构成的MIMO天线阵列模型,提出一种可以充分获取信号多维极化信息的电磁矢量传感器(EVS)并引入构成MIMO天线阵列,在前述三种模型条件下推导其空间衰落相关性计算方程。仿真结果证明相比基于标量传感器的天线阵列,其在抑制相关性方面表现得更优秀。第四,通过推导计算使用不同阵列模型的MIMO天线系统的信道容量,直观地表现出不同条件下各种阵列的性能优劣。

关键词： MIMO 空间衰落相关性天线阵列电磁矢量传感器信道容量

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内膛损伤枪管膛口扰动参数研究

兵工学报 2020年第3期41卷 442-450页

作者：沈超周克栋赫雷陆野李峻松南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 中国兵器工业第208研究所北京102202

为分析枪管内膛损伤导致射击精度下降、椭圆弹孔率上升进而导致枪管寿终的问题,基于系统的某12.7 mm机枪枪管寿命试验,建立无损伤枪管、寿命中前期枪管、寿命中期枪管及寿终枪管4个寿命阶段枪管内弹道过程的弹枪热力耦合模型。采用均匀... 详细信息

为分析枪管内膛损伤导致射击精度下降、椭圆弹孔率上升进而导致枪管寿终的问题,基于系统的某12.7 mm机枪枪管寿命试验,建立无损伤枪管、寿命中前期枪管、寿命中期枪管及寿终枪管4个寿命阶段枪管内弹道过程的弹枪热力耦合模型。采用均匀设计方法安排弹药随机因素影响下的弹头内弹道过程仿真实验,获得不同内膛损伤程度的枪管膛口扰动状态随弹药参数变化的响应值,仿真计算结果与试验数据吻合较好。利用基于3次B样条曲线的偏最小二乘回归建模方法对传统均匀设计响应面法进行改进,获得以弹药参数为自变量的弹头膛口扰动响应面方程及枪管在不同寿命阶段时弹药随机因素对弹头出膛时初始扰动状态的影响规律。仿真实验及数据分析结果表明:各弹药参数对不同寿命阶段的枪管膛口扰动量贡献度均不相同;为降低寿命末期枪管的弹头膛口扰动,应尽量减少弹头的质量偏心,在合理范围内适当减少弹头壳初始屈服应力,并取适中的弹头壳圆柱部直径和装药量。

关键词：枪管内膛损伤膛口扰动参数寿命试验均匀设计响应面法

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某机枪枪管內膛损伤特征

兵工学报 2019年第3期40卷 480-487页

作者：胡春东董瀚赵洪山乔自平李峻松上海大学材料科学与工程学院上海200444 中国兵器工业第208研究所北京102202

为了探明某机枪枪管损伤特征,分析其失效机制,开展了寿命射击试验。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、内窥镜和量规对枪管内膛表面进行观察和测量。结果表明,从枪尾至枪口Cr层主要损伤方式为由剥落向磨损转变,根据这个特征,寿终枪管沿... 详细信息

为了探明某机枪枪管损伤特征,分析其失效机制,开展了寿命射击试验。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、内窥镜和量规对枪管内膛表面进行观察和测量。结果表明,从枪尾至枪口Cr层主要损伤方式为由剥落向磨损转变,根据这个特征,寿终枪管沿轴向可分为剥落区、过渡区和磨损区。从剥落区至磨损区,膛线起始损伤从阴线逐渐向阳线转变。剥落区和磨损区的损伤速率均较高,而过渡区的损伤速率相对缓慢。在剥落区,射弹量为全寿命的27%时阴线出现大块Cr层掉落,射弹量为全寿命的55%时Cr层已完全剥落。在磨损区,射弹量为全寿命的7%时阳线导转侧已发生明显磨损,射弹量为全寿命的7%增至14%时内径从12. 69 mm升至12. 75 mm.

关键词：枪管损伤失效烧蚀磨损

电磁矢量传感器EVS对MIMO多天线系统影响研究

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电子技术应用 2015年第10期41卷 84-87页

作者：李峻松周杰南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044

为提高多输入多输出(MIMO)无线通信系统的性能,建立了基于标量传感器的均匀矩形天线阵列(URA),并将电磁矢量传感器信号处理方式与MIMO信号处理方式有机结合,建立了基于电磁矢量传感器的天线阵列。推导了各天线阵列的空间衰落相关性公式... 详细信息

为提高多输入多输出(MIMO)无线通信系统的性能,建立了基于标量传感器的均匀矩形天线阵列(URA),并将电磁矢量传感器信号处理方式与MIMO信号处理方式有机结合,建立了基于电磁矢量传感器的天线阵列。推导了各天线阵列的空间衰落相关性公式,分析了方位角和仰角的平均到达及角度扩展等参数变化对于相关性的影响。确立了MIMO系统发射和接收两端的相关性协方差矩阵,分析了不同天线阵列的信道容量大小。通过仿真模拟,证明了电磁矢量传感器阵列具有优异的性能和良好的应用前景。

关键词：多输入多输出天线阵列电磁矢量传感器空间衰落相关性信道容量

基于镀层界面剪切疲劳损伤的枪管寿命预测研究

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兵工学报 2019年第12期40卷 2416-2424页

作者：耿雪浩周克栋赫雷冯国铜李峻松南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 苏州工业职业技术学院精密制造工程系江苏苏州215000 中国兵器工业第208研究所北京102202

为研究枪管内膛损伤机理、提高枪管寿命,提出了基于枪管镀层界面剪切疲劳损伤累积的枪管寿命预测方法。根据身管镀层剪切失效理论和疲劳损伤累积理论,建立了热压耦合应力作用下的枪管镀层界面剪切失效模型。以某5. 8 mm小口径步枪枪管... 详细信息

为研究枪管内膛损伤机理、提高枪管寿命,提出了基于枪管镀层界面剪切疲劳损伤累积的枪管寿命预测方法。根据身管镀层剪切失效理论和疲劳损伤累积理论,建立了热压耦合应力作用下的枪管镀层界面剪切失效模型。以某5. 8 mm小口径步枪枪管为研究对象,计算一个冷却周期150发弹连续射击过程中的枪管界面剪切应力,结合随温度变化的枪管材料抗拉强度数据对枪管寿命进行了预测。研究结果表明:预测结果与寿命试验结果高度吻合,验证了寿命预测模型的可行性与正确性;以镀层界面剪切疲劳寿命来预测枪管寿命是有效的,镀层界面剪切疲劳失效是导致枪管寿终的重要原因。

关键词：自动武器枪管寿命界面剪切热压耦合疲劳损伤寿命预测

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枪管内膛损伤对弹头外弹道过程的影响研究

北京理工大学学报 2020年第6期40卷 623-631页

作者：沈超周克栋赫雷陆野李峻松南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 中国兵器工业第208研究所北京102202

为研究枪管内膛损伤对弹头气动特性及外弹道过程的影响,基于系统的12.7 mm机枪枪管寿命试验获得的内膛损伤规律,建立了损伤枪管的有限元模型并获得了枪管在4个寿命阶段所发射弹头的表面形貌状态.采用基于剪应力输运(SST)k-ω湍流模型的... 详细信息

为研究枪管内膛损伤对弹头气动特性及外弹道过程的影响,基于系统的12.7 mm机枪枪管寿命试验获得的内膛损伤规律,建立了损伤枪管的有限元模型并获得了枪管在4个寿命阶段所发射弹头的表面形貌状态.采用基于剪应力输运(SST)k-ω湍流模型的计算流体力学(CFD)方法对不同表面形貌的高速旋转弹头的气动参数进行了数值计算.采用均匀设计方法安排随机因素影响下的弹头内弹道计算过程,获得了各阶段弹头膛口扰动随机响应状态.建立了弹头6自由度刚体外弹道模型,结合弹头的气动参数和膛口扰动状态对弹头外弹道过程进行编程求解,获得了100 m处各寿命阶段枪管所发射弹头的散布圆半径和椭圆弹孔率,最终计算结果与试验数据吻合较好.计算结果表明:弹头初始扰动在枪管寿命末期的迅速增大,以及大攻角下弹头所受气动力压力中心的前移和马格努斯力矩的增大等,是造成枪管寿命末期弹头飞行稳定性降低及枪管迅速寿终的主要原因.

关键词：内膛损伤计算流体力学气动特性均匀设计外弹道枪管寿命

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定点约束二次复进式浮动机性能研究

振动与冲击 2015年第6期34卷 106-109,115页

作者：范智滕王瑞林李峻松李小卫军械工程学院中国兵器工业第208研究所 66036部队

为研究某型大口径机枪采用的浮动技术及相关问题,针对其弹簧式浮动机构,对定点约束二次复进关键技术进行分析。建立机枪枪身的虚拟样机模型,并与实验结果对比,验证其可信性;利用建立的虚拟样机模型进行浮动性能分析及弹簧退化对浮动性... 详细信息

为研究某型大口径机枪采用的浮动技术及相关问题,针对其弹簧式浮动机构,对定点约束二次复进关键技术进行分析。建立机枪枪身的虚拟样机模型,并与实验结果对比,验证其可信性;利用建立的虚拟样机模型进行浮动性能分析及弹簧退化对浮动性能影响研究。结果表明,浮动自动机动力学参数匹配合理,弹簧式浮动机构具有稳定的浮动性能及良好的减后坐力效果,且定点约束二次复进技术运用使浮动机在弹簧性能退化情况下仍能实现稳定浮动与击发。

关键词：大口径机枪浮动机稳定性二次复进