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高速冲击下金属橡胶动态力学特性研究

兵器装备工程学报 2024年第3期45卷 265-273页

作者：李昕龙原霞王玉帅樊文欣陈燕尹飞中北大学太原030051 陆军装备部驻北京地区军事代表局某军事代表室太原030009 陆军装备部驻南京地区军事代表局某军事代表室山东烟台264000

为探讨金属橡胶在高速冲击环境下的动态力学性能,制备了圆柱实心金属橡胶试件,使用分离式霍普金森压杆(SHPB)开展了金属橡胶的动态压缩试验。分析了金属橡胶动态应力-应变规律,探讨应变速率和弹簧卷外径对金属橡胶的动态弹性模量、动态... 详细信息

为探讨金属橡胶在高速冲击环境下的动态力学性能,制备了圆柱实心金属橡胶试件,使用分离式霍普金森压杆(SHPB)开展了金属橡胶的动态压缩试验。分析了金属橡胶动态应力-应变规律,探讨应变速率和弹簧卷外径对金属橡胶的动态弹性模量、动态峰值应力、能量吸收和理想能量吸收效率的影响规律。结果表明,动态应力-应变曲线分为弹性形变阶段、局部塑性变形阶段和破坏阶段,动态弹性模量和动态峰值应力均表现出典型的应变速率效应,且均随弹簧卷外径的增大而减小。此外,随着应变增大,能量吸收性能随应变速率增大而逐渐变好,随弹簧卷外径的减小而逐渐变好。理想吸能效率受应变速率影响很小,但随应变增大而逐渐增高并趋于饱和,其饱和值均大于0.75,弹簧卷外径为3 mm时,金属橡胶的理想吸能效率最优,其饱和值达到0.88,表明金属橡胶材料在高速冲击下有良好的吸能抗冲击作用。

关键词：金属橡胶结构参数动态力学性能能量吸收特性分离式霍普金森杆

联合空间位置信息的陆基高光谱图像目标检测算法

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 2056-2065页

作者：赵佳乐王广龙周冰应家驹刘杰林超陈琪赵润泽陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050000 海军航空大学山东烟台264000 陆军装备部驻北京地区军事代表局驻石家庄地区第三军事代表室河北石家庄050000

受空间分辨率与探测器水平的限制,传统的高光谱图像目标检测算法更侧重于基于光谱分析的定量化处理。近年来,随着地面与近地面成像平台以及光谱成像技术的发展,陆基高光谱图像实现了高空间分辨率与高光谱分辨率的统一。相比于高光谱遥... 详细信息

受空间分辨率与探测器水平的限制,传统的高光谱图像目标检测算法更侧重于基于光谱分析的定量化处理。近年来,随着地面与近地面成像平台以及光谱成像技术的发展,陆基高光谱图像实现了高空间分辨率与高光谱分辨率的统一。相比于高光谱遥感图像,陆基高光谱图像的空间分辨率更高,其目标具有细节丰富、尺度较大的特点,在目标检测任务中能够同时利用目标的几何形状信息与精细光谱信息。约束能量最小化(CEM)是一种经典的高光谱图像目标检测算法,这种算法很适合特定的成分占图像总方差比例很小的情况,能突出某种待测目标信息,压制背景信息,从而达到从图像中分离出待测目标的效果。然而,CEM对目标的尺度比较敏感,随着目标像元数目的增加,该算法的探测效果显著下降。导致这一问题产生的原因在于CEM是基于统计背景时不包括目标光谱信息这一假设的,但实际情况中难以预先剔除目标光谱信息,而是直接统计全域图像的每个像元的光谱来近似代替背景光谱。为了解决CEM在较大目标的检测任务中效果不佳的问题,改进该算法在陆基高光谱图像中的目标检测能力,提出了一种基于空间检测指导的CEM方法(SIG-CEM)。该方法首先将获取到的待测高光谱图像进行主成分分析,将第一主成分图像送入空间目标检测模型,利用检测结果得到的坐标信息对目标进行框定。而后在求取CEM中的自相关矩阵时去除框定区域内包含目标的像元,从而有效减少了对目标的抑制。分别利用公开的遥感高光谱图像与实测的陆基高光谱图像进行实验,实验结果表明:SIG-CEM算法能够避免传统CEM算法中目标信号作为背景信号参与运算而对探测结果的影响。在公开数据集的实验中,相比于其他传统的目标检测算法,SIG-CEM算法的AUC值达到了0.9737,有效提升了目标检测的精度;在实测陆基高光谱图像数据的实验中,SIG-CEM比CEM的AUC值平均提升了0.055。同时,实验在一定程度上验证了SIG-CEM算法针对不同类型的高光谱图像具有较强的鲁棒性与适用性。该研究提出了一种专门针对陆基高光谱图像的目标检测方法,推进了今后陆基高光谱图像在目标定位与识别方面的发展与应用。

关键词：高光谱成像目标检测 CEM 空谱联合

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基于运动约束的航姿系统误差自主补偿方法

系统工程与电子技术 2024年第6期46卷 2099-2106页

作者：杨波刘枫薛亮刘云峰火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025 火箭军装备部驻成都地区第四军事代表室四川成都610052

为了提高车载捷联航姿系统的长航时定姿精度,提出利用载车的运动约束条件对航姿系统误差进行在线自主补偿。首先,对航姿系统的传感器误差、安装误差等进行分析与建模,选取航姿系统的各项误差作为误差补偿滤波的系统状态,建立系统状态方... 详细信息

为了提高车载捷联航姿系统的长航时定姿精度,提出利用载车的运动约束条件对航姿系统误差进行在线自主补偿。首先,对航姿系统的传感器误差、安装误差等进行分析与建模,选取航姿系统的各项误差作为误差补偿滤波的系统状态,建立系统状态方程。然后,根据发射车等特种车辆的运动特点,利用车辆运动约束条件,将载车行驶过程中航姿系统的速度输出在车体坐标系横向和垂向上的投影分量作为误差补偿滤波的量测,推导获得误差补偿滤波的量测方程。最后,采用卡尔曼滤波设计航姿系统误差在线估计算法。实验结果表明,所提方法能够自主有效地补偿航姿系统的积累误差,经过1200 s的跑车实验,系统的航姿误差始终保持有效收敛,其中航向精度优于3.4′,水平姿态精度优于0.4′。

关键词：车载航姿系统误差补偿运动约束卡尔曼滤波

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台阶型和斜锥型燃烧室对高强化柴油机燃烧过程影响的试验研究

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车用发动机 2024年第4期 24-30页

作者：臧建淋马强陈实张伟民陆军装备部驻北京地区军事代表局驻大同地区军事代表室山西大同037036

为了提高高强化单缸柴油机燃烧室内空气利用率、优化油气混合过程,设计了台阶型和斜锥型缩口燃烧室,通过试验方法得到喉口直径对燃烧过程的影响规律。口径为72 mm的台阶型缩口燃烧室能够在过量空气系数1.5~1.7条件下达到平均有效压力(BM... 详细信息

为了提高高强化单缸柴油机燃烧室内空气利用率、优化油气混合过程,设计了台阶型和斜锥型缩口燃烧室,通过试验方法得到喉口直径对燃烧过程的影响规律。口径为72 mm的台阶型缩口燃烧室能够在过量空气系数1.5~1.7条件下达到平均有效压力(BMEP)为2.6 MPa的目标,并具有较低的油耗、排温和烟度,燃烧持续期短;在相同BMEP(2.6 MPa)下,斜锥型缩口燃烧室比台阶型缩口燃烧室具有更低的油耗、排温和最高燃烧压力,放热速率更快、燃烧持续期更短。

关键词：高强化柴油机燃烧过程燃烧室结构设计

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含浮动花键的直升机超临界轴系自激振动实验研究

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推进技术 2024年第2期45卷 151-160页

作者：王迪高洁胡柏安李坚倪德曹鹏吴学深中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 陆军装备部航空军事代表局驻株洲地区航空军事代表室湖南株洲412002

为避免含浮动花键超临界轴系的研制及工程应用中出现的自激失稳问题,以某型直升机超临界尾水平轴系为研究对象,定性分析了短轴自激振动的产生机理,开展了浮动花键不同状态下的振动稳定性试验。研究表明:内摩擦阻尼力是短轴自激振动的根... 详细信息

为避免含浮动花键超临界轴系的研制及工程应用中出现的自激失稳问题,以某型直升机超临界尾水平轴系为研究对象,定性分析了短轴自激振动的产生机理,开展了浮动花键不同状态下的振动稳定性试验。研究表明:内摩擦阻尼力是短轴自激振动的根本原因,其特征频率为短轴一阶固有频率。正常安装状态下,轴系运转平稳,自激振动幅值均在0.1 mm以下。润滑状态越差齿面损伤越严重,无润滑状态自激振动最大幅值为0.9 mm。定位面配合间隙超限会导致自激振动和齿面损伤,花键侧隙一定程度超限仅有齿面损伤,二者均超限时自激振动最大幅值为4.77 mm,极易发生失稳,且自激振动多出现在小载荷状态。实际应用中应加强振动监控,细化花键检查步骤,控制尾轴同轴度,确保工作安全。

关键词：自激振动浮动花键超临界轴系内摩擦润滑状态配合间隙

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爆轰驱动陶瓷面背板碎裂行为研究

兵器装备工程学报 2024年第2期45卷 188-196页

作者：洪晓文史安顺秦超樊雪飞夏开朗尹飞中国兵器工业第五二研究所山东烟台264003 陆军装备部驻南京地区军事代表局驻烟台地区军事代表室山东烟台264009

为研究陶瓷平板在爆轰载荷下的碎裂行为,采用AUTODYN软件对其爆轰驱动过程进行了数值计算,通过爆轰波与陶瓷平板的作用过程分析及陶瓷破片的特征尺寸统计,得到了陶瓷平板的裂纹拓展规律及陶瓷破片尺度分布规律。结果表明:不同陶瓷平板... 详细信息

为研究陶瓷平板在爆轰载荷下的碎裂行为,采用AUTODYN软件对其爆轰驱动过程进行了数值计算,通过爆轰波与陶瓷平板的作用过程分析及陶瓷破片的特征尺寸统计,得到了陶瓷平板的裂纹拓展规律及陶瓷破片尺度分布规律。结果表明:不同陶瓷平板药室中爆轰波的传播及其与陶瓷平板的作用过程类似,但陶瓷裂纹拓展及形态不同,无拼接陶瓷平板形成网格化裂纹,而拼接陶瓷平板则呈现环向裂纹及径向裂纹;爆轰载荷下陶瓷平板药室形成的陶瓷破片尺度满足Rosin-Rammler分布模型;不同尺度陶瓷破片质量分布的比重由幂指数系数k决定,陶瓷平板的整体损伤程度可用平均特征尺寸系数λ评判,考虑到陶瓷平板药室的低附带损伤特性,选择小尺寸的陶瓷片进行陶瓷平板拼接较合适,研究结果可为陶瓷平板药室在轻型装甲车辆上的应用提供参考。

关键词：陶瓷平板爆轰驱动裂纹破片尺度特征尺寸

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复合固体推进剂损伤行为的多尺度研究进展

含能材料 2024年第4期32卷 435-464页

作者：王哲君强洪夫王稼祥裴书帝李世奇耿挺京韩永恒火箭军工程大学陕西西安710025 海军装备部驻北京地区军事代表局北京100071

从微观、细观、宏观尺度和跨尺度4个方面,对复合固体推进剂损伤行为的研究进展进行了梳理,重点综述了不同尺度下损伤的观测和表征方法、损伤阈值的确定方法、损伤演化模型的构建方法、损伤数值模拟方法及宏细观跨尺度分析方法,并在此基... 详细信息

从微观、细观、宏观尺度和跨尺度4个方面,对复合固体推进剂损伤行为的研究进展进行了梳理,重点综述了不同尺度下损伤的观测和表征方法、损伤阈值的确定方法、损伤演化模型的构建方法、损伤数值模拟方法及宏细观跨尺度分析方法,并在此基础上针对当前研究中存在的若干不足,展望了需进一步重点开展研究的方向:拓宽微观尺度上开展复合固体推进剂损伤行为数值模拟时考虑的影响因素的范围,并从多个方面加强与试验研究结论的验证;提高细观尺度上损伤观测试验的能力、损伤演化模型的表征水平和损伤数值模拟的计算精度;提高宏观尺度上损伤识别测试试验的检测精度、损伤阈值确定方法的精确性和损伤演化模型的预测能力;在形成微细宏观单一尺度上复合固体推进剂损伤行为研究的标准规范的基础上,进一步建立推进剂损伤行为跨尺度研究的理论方法体系。

关键词：复合固体推进剂损伤观测损伤表征损伤模型数值模拟多尺度

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远距离脉冲激光测距发射与接收系统设计

激光杂志 2024年

作者：张建君谢剑锋李莉禹烨黄富瑜陆军工程大学(石家庄校区) 陆军装备部驻南京地区军事代表局驻扬州地区军事代表室北京遥感设备研究所

脉冲激光测距设备在各种遥感、测绘、控制与导航以及军事目标探测、识别与跟踪等领域广泛应用，而其中的激光发射与接收系统直接决定了设备的测距能力。瞄准远距离、高精度、人眼安全等现实需求，本文基于人眼安全1.535μm铒玻璃激光器... 详细信息

脉冲激光测距设备在各种遥感、测绘、控制与导航以及军事目标探测、识别与跟踪等领域广泛应用，而其中的激光发射与接收系统直接决定了设备的测距能力。瞄准远距离、高精度、人眼安全等现实需求，本文基于人眼安全1.535μm铒玻璃激光器设计了满足远距离测距要求的激光发射光学系统和接收光学系统。发射光学系统采用非球面以减少镜片数量，经设计优化使激光发散角小于0.4mard。接收光学系统采用摄远型式，减少球差的同时缩短系统的总长度，耦合效率大于90%。系统设计从理论计算上可实现6.7km远距离测距，且结构极为紧凑，具有较高的工程应用价值。

关键词：人眼安全激光测距激光发射系统激光接收系统光学设计

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基于有限元的制导火箭弹空气舵裂纹成因分析

兵工自动化 2024年第4期43卷 68-71,90页

作者：李雅楠薄大伟魏福华陆军装备部驻北京地区军事代表局驻北京地区第一军事代表室北京100071

针对制导火箭弹中空气舵表面出现裂纹的问题,进行有限元仿真分析。通过模拟固化过程的边界约束及固化压力载荷,得出的剪切应力较大位置与实际出现裂纹位置一致;复合材料成型过程中外部施加压力过大会导致空气舵金属芯网格位置与复合材... 详细信息

针对制导火箭弹中空气舵表面出现裂纹的问题,进行有限元仿真分析。通过模拟固化过程的边界约束及固化压力载荷,得出的剪切应力较大位置与实际出现裂纹位置一致;复合材料成型过程中外部施加压力过大会导致空气舵金属芯网格位置与复合材料产生剪切压溃效应,增加结构残余应力,特别是舵芯根部等较薄的复合材料区域出现较大的剪切力时会导致在相应位置的舵面处出现穿透性裂纹;通过优化控制工艺参数能有效改进施压过大以及降温速率过快的情况进而预防表面裂纹的产生。结果表明,该分析为后续空气舵结构设计以及生产制造提供了指导参考。

关键词：仿真裂纹空气舵制导火箭弹