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仿竹型侵彻引信防护微结构缓冲吸能试验研究

兵工学报 2024年第7期45卷 2260-2269页

作者：张安李长生张合马少杰杨本强南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210094

为保证硬目标侵彻引信在战场上可靠作用,采用仿生学原理设计一种仿竹型侵彻引信防护微结构(Imitation bamboo type Penetration fuze protection Microstructure,IPM)。根据缓冲吸能机理,推导引信缓冲系统的动力学模型。采用Abaqus显式... 详细信息

为保证硬目标侵彻引信在战场上可靠作用,采用仿生学原理设计一种仿竹型侵彻引信防护微结构(Imitation bamboo type Penetration fuze protection Microstructure,IPM)。根据缓冲吸能机理,推导引信缓冲系统的动力学模型。采用Abaqus显式动力有限元方法对IPM和传统直边结构在典型侵彻工况下的力学性能进行数值模拟,对比分析两种结构的缓冲防护性能和抗压机理。结合金属材料(AlSi10Mg和GH4169)和3D打印的制造优势,采用激光选区融化技术制备两种结构,探究不同胞元几何形状的抗压强度和能量吸收特性,验证所建立的有限元模型的可靠性。仿真结果表明:IPM表现出明显的负泊松比效应和变形整体性,能够较好地消除应力集中,可使侵彻过载峰值平均衰减131%;3D打印结果表明,GH4169成型效果更好,特征完整,结构强度高,更适合作为细微结构的打印材料。准静态压缩结果表明,IPM的初始屈服应力高于传统直边结构,在平台区表现出明显的优势,总吸能量比传统直边结构高出72%。所得研究结果为硬目标侵彻引信防护方法提供了一种新的策略。

关键词：侵彻引信仿生缓冲防护 3D打印吸能

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不同组合式聚能战斗部对水下目标的毁伤研究

兵器装备工程学报 2024年第5期45卷 173-179页

作者：潘乾坤袁浩任凯付建平李文越王波陈智刚中北大学地下目标毁伤技术国防重点学科实验室太原030051 中北大学智能武器研究院太原030051 陆军装备部驻北京地区军事代表局某军代室太原030051 中国人民解放军32272部队51分队兰州730000

为研究不同组合药型罩聚能型鱼雷战斗部对含水复合结构的穿透性能,建立了聚能装药侵彻含水复合结构的数值计算模型,分析了射流成型过程和穿靶过程。结果表明:圆柱-球缺组合罩相比于其他2种组合药型罩对含水复合结构的穿透性能更好,对后... 详细信息

为研究不同组合药型罩聚能型鱼雷战斗部对含水复合结构的穿透性能,建立了聚能装药侵彻含水复合结构的数值计算模型,分析了射流成型过程和穿靶过程。结果表明:圆柱-球缺组合罩相比于其他2种组合药型罩对含水复合结构的穿透性能更好,对后效靶造成的穿深最大。圆柱-球缺组合罩形成的射流长度相比于其他2种组合药型罩分别长10.4%和28.9%,头部速度分别高20.6%和54.3%。侵彻含水复合结构时,圆柱-球缺组合罩形成的水下空腔、水介质径向扩展速度均最小,所以在侵彻含水复合结构后得以保留最大的剩余动能,从而对后效靶造成的穿深最大。合理匹配圆柱-球缺药型罩圆柱部直径d和高度h可提升其对含水复合结构的穿透能力,当d=22 mm、h=16 mm时,圆柱-球缺组合罩可对后效靶取得最大穿深411 mm。结论可为聚能型鱼雷战斗部的组合药型罩选择提供参考。

关键词：水中兵器聚能战斗部水下侵彻组合药型罩含水复合结构数值模拟

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遥感图像小样本舰船识别跨域迁移学习算法

遥感学报 2024年第3期28卷 793-804页

作者：陈华杰吕丹妮周枭刘俊杭州电子科技大学通信信息传输与融合技术国防重点学科实验室杭州310018

跨域迁移学习旨在利用现有公开数据集,突破源域和目标域样本类别空间须一致的约束,提升目标域样本的识别精度。针对现有跨域迁移学习算法应用于遥感图像小样本舰船目标识别时存在的迁移类别受限和负迁移问题,本文提出一种基于源域样本... 详细信息

跨域迁移学习旨在利用现有公开数据集,突破源域和目标域样本类别空间须一致的约束,提升目标域样本的识别精度。针对现有跨域迁移学习算法应用于遥感图像小样本舰船目标识别时存在的迁移类别受限和负迁移问题,本文提出一种基于源域样本相关性排序的跨域迁移学习算法:首先将目标域样本逆向加入源域分类任务中,根据加入前后各类别源域样本的识别精度变化情况,对源域样本进行相关性排序,将其划分为强/弱/负相关样本;然后采取自监督联合学习策略,在目标域分类网络中引入自监督角度预测辅助分支,筛选出的强相关源域样本仅参与该辅助分支的训练,不改变目标域主分类网络的结构。算法通过相关性排序去除了弱/负相关源域样本,有效避免了负迁移;引入自监督角度预测辅助分支,在保持主分类网络结构完整性的同时,充分利用了强相关源域样本的有效信息,学习到更具泛化能力的目标特征。实验结果显示:在遥感舰船小样本目标数据集上,提出的算法优于跨域迁移学习中广泛使用的Fine-tune (微调)算法;与仅使用主分类网络的目标域识别算法相比,遥感舰船目标识别精度提升了17.59%。

关键词：遥感舰船识别小样本学习跨域迁移学习相关性排序自监督学习

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激光在箔条云环境中的传输特性模拟

兵工学报 2024年

作者：谭钰然查冰婷郑震张合何芮南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室

针对激光引信作用时易受箔条云的影响，但箔条云对激光干扰特性研究尚不充分的问题，建立一种箔条云环境中的激光传输特性模型。建立无/有风条件下的箔条云的扩散模型，得到不同环境下箔条云稳定阶段的扩散模型，确定了无/有风情况下的... 详细信息

针对激光引信作用时易受箔条云的影响，但箔条云对激光干扰特性研究尚不充分的问题，建立一种箔条云环境中的激光传输特性模型。建立无/有风条件下的箔条云的扩散模型，得到不同环境下箔条云稳定阶段的扩散模型，确定了无/有风情况下的箔条云主干扰云团干扰作用的相似性；基于菲涅尔原理，研究单根箔条不同形态下的散射特性；对箔条云进行分割，采用连续场蒙特卡洛辐射传递模型，建立激光在箔条云环境中的传输模型，得到不同中心浓度箔条云环境中无/有目标时激光回波模型。将此模型与实测数据进行对比，验证了模型的正确性，并得出箔条云干扰回波具有脉宽窄、峰值高等特点，且箔条云干扰回波的连续次数与箔条云浓度呈正相关关系，模型可为激光引信抗箔条云干扰研究提供支持。

关键词：脉冲激光箔条云菲涅尔原理蒙特卡洛辐射传递模型回波模型

基于哈里斯鹰优化算法的引信装定系统参数优化方法

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兵工学报 2024年第8期45卷 2594-2606页

作者：原红伟李豪杰戴可人陈荷娟张合南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210094

为了满足坦克炮弹药作战实时性的需求,开展引信快速准确接收武器平台传输的敌方距离、方位等信息的研究,对提高作战毁伤效能十分重要。针对引信在武器平台实际环境约束下能量和信息无法快速可靠接收的问题,建立引信共击发通道装定系统... 详细信息

为了满足坦克炮弹药作战实时性的需求,开展引信快速准确接收武器平台传输的敌方距离、方位等信息的研究,对提高作战毁伤效能十分重要。针对引信在武器平台实际环境约束下能量和信息无法快速可靠接收的问题,建立引信共击发通道装定系统能量信息同步传输的数学模型,形成目标函数为通过优化系统设计参数使装定时间最小、约束条件为平台恶劣信道环境下能量信息可靠接收的优化模型,采用哈里斯鹰优化(Harris Hawk Optimization,HHO)算法求解装定系统设计参数的最优值。仿真结果表明,基于HHO算法的系统参数优化方法可以得到最优的系统设计参数,与参数未优化的系统对比,不同信道参数下,能量信息同步传输的时间平均减少了26.4%,信息的可靠接收比平均提高了40.4%,特别是在信道电容大于5 nF的恶劣信道环境下仍能保证信息可靠接收,能量信息接收的快速性和可靠性都大幅提高,作战效能得到优化,通过实验室实验验证该方法的有效性。

关键词：坦克炮弹药引信能量信息同步传输平台恶劣信道环境最小装定时间系统参数优化

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基于磁异探测的侵彻引信计层方法

兵工学报 2024年第3期45卷 695-704页

作者：王益利李长生王鑫张合王晓锋南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210094 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

针对侵彻弹药打击多层建筑物时传统加速度传感器探测方法存在信号振荡混叠、粘连严重、难以精确计层的问题,提出基于磁异探测的侵彻过程精确计层方法。楼层建筑结构中的钢筋会对周围地磁场分布产生扰动,引信随战斗部侵彻目标时,利用磁... 详细信息

针对侵彻弹药打击多层建筑物时传统加速度传感器探测方法存在信号振荡混叠、粘连严重、难以精确计层的问题,提出基于磁异探测的侵彻过程精确计层方法。楼层建筑结构中的钢筋会对周围地磁场分布产生扰动,引信随战斗部侵彻目标时,利用磁传感器探测楼层周围地磁场畸变产生的磁异信号,从而完成侵彻过程的状态识别。建立多层钢筋混凝土靶板磁场仿真模型与弹丸侵彻多层目标磁场仿真模型,得到楼层周围空间磁场分布特征与侵彻过程引信部位磁场强度变化规律,分析了斜侵、钢筋疏密、弹体材料等对侵彻过程磁信号变化的影响。发现侵彻过程中磁信号幅度与楼层位置存在明确的对应关系,信号特征明显,且弹体材料磁导率越低、靶板钢筋含量越高,越利于磁探测的信号处理。设计了磁异探测实验室实验,测试结果表明,穿靶过程磁异信号清晰易辩,原理可行。

关键词：侵彻弹药引信磁异探测计层仿真分析

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高过载快速弹载信号采集方法研究

兵器装备工程学报 2024年第S1期45卷 358-365页

作者：涂志远马少杰李飞胤唐通石慧发高帅龙南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室南京210094

针对高过载和瞬时尖脉冲的目标特性,设计了一款具有抗高过载能力的弹载快速测试系统;以Artix7 FPGA作为主控芯片,将经过调理及滤波处理后的加速度传感器输出信号传入高速模数转换器AD9226,转换完成后的数字量存入DDR3,并通过USB将数据... 详细信息

针对高过载和瞬时尖脉冲的目标特性,设计了一款具有抗高过载能力的弹载快速测试系统;以Artix7 FPGA作为主控芯片,将经过调理及滤波处理后的加速度传感器输出信号传入高速模数转换器AD9226,转换完成后的数字量存入DDR3,并通过USB将数据传输至上位机,完成采集、存储及处理等过程。实验室空气炮等效试验曲线表明:侵彻过载峰值-42617 g,脉宽139μs,峰值处曲线光滑连续,整体曲线符合侵彻过载信号特征,实现了对弹药侵彻过程中高过载尖脉冲信号的不失真采集。该研究方法对弹药研制过程中相关参数收集、缩短试验周期具有一定工程应用价值。

关键词：尖脉冲快速采集弹载 FPGA 高过载

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基于阴影解耦和重参的轻量级阴影检测算法

工程科学与技术 2024年第5期56卷 297-306页

作者：陈珏宇杨雨泓邢冠宇刘艳丽四川大学计算机学院四川成都610065 四川大学视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室四川成都610065

由于阴影边界上的像素数量往往远小于阴影内部区域的像素数量,准确检测阴影边界区域相比于检测阴影内部区域像素更困难。为了提高在阴影边界上的检测准确率,本文提出了一种新颖且高效的轻量级边界感知阴影检测算法RBNet。首先,将图像分... 详细信息

由于阴影边界上的像素数量往往远小于阴影内部区域的像素数量,准确检测阴影边界区域相比于检测阴影内部区域像素更困难。为了提高在阴影边界上的检测准确率,本文提出了一种新颖且高效的轻量级边界感知阴影检测算法RBNet。首先,将图像分为阴影区域和非阴影区域,并分别采用距离变换将图像的阴影区域、非阴影区域的边界部分和主体解耦。接着,提出RBNet的解码器通过学习阴影区域的边界特征,在监督学习中平衡阴影边界与区域内部像素的对阴影检测性能的影响。然后,在RBNet中设计了一种可多分支融合的结构化重参模块RepConv,通过重参进行多分支融合来减少模型参数量、降低模型计算量并提高模型推理速度。将提出的RB-Net和其他常见的阴影检测算法进行了一系列阴影检测对比实验和算法模型消融对比实验。实验结果表明,本文提出的阴影检测算法RBNet不仅模型最小,且具有最快的推理速度,同时,在性能上优于现有的阴影检测算法。RBNet可在小型移动端设备上进行广泛应用,结合阴影去除算法,显著提高目标检测或分割任务的准确性。

关键词：阴影检测深度学习图像解耦卷积网络重参

高频率分辨的金刚石氮-空位色心宽频谱成像技术

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物理学报 2024年第6期73卷 339-348页

作者：申圆圆王博柯冬倩郑斗斗李中豪温焕飞郭浩李鑫唐军马宗敏李艳君伊戈尔·费拉基米罗维奇·雅明斯基刘俊中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学半导体与物理学院太原030051 中北大学量子传感与精密测量山西省重点实验室太原030051 太原工业学院电子工程系太原030008 日本大阪大学工学研究科大阪5650871 俄罗斯国立莫斯科大学先进技术中心莫斯科119311

高分辨率宽频谱测量技术在天文学、无线通信、医学成像等领域具有重要应用价值.金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心因其高稳定性、高灵敏度、实时监测、单点探测以及适用于长时间测量等特性已成为频谱分析仪备受关注的选择.目前,基... 详细信息

高分辨率宽频谱测量技术在天文学、无线通信、医学成像等领域具有重要应用价值.金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心因其高稳定性、高灵敏度、实时监测、单点探测以及适用于长时间测量等特性已成为频谱分析仪备受关注的选择.目前,基于NV色心作为探测器的宽频谱分析仪能够在几十GHz频带内进行实时频谱分析,然而其频率分辨率仅达到MHz水平.本文通过搭建结合连续外差技术的量子金刚石微波频谱成像系统,利用磁场梯度对NV色心谐振频率进行空间编码,成功获取了900 MHz—6.0 GHz范围内完整的频谱数据.在可测频谱范围内,系统进一步采用连续外差的方法,同时施加谐振微波和轻微失谐的辅助微波对NV色心进行有效激发,增强了NV磁强计对微弱微波信号的响应.该方法使系统在可测频谱范围内实现了1 Hz的频率分辨率,并能够对间隔为1 MHz扫频步进的多个频点的频率分辨率进行单独测量.以上研究结果表明基于NV色心的宽频谱测量可实现Hz级频率分辨,为未来的频谱分析和应用提供了有力的技术支持.

关键词：氮-空位色心宽频谱测量高频率分辨率