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活性弹丸超高速撞击蜂窝夹芯板双层结构的损伤特性研究

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爆炸与冲击 2024年

作者：任思远武强张品亮宋光明陈川龚自正李正宇北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术国防科技重点实验室

为了研究蜂窝夹芯板双层结构在活性弹超高速撞击下的损伤特性，制备了PTFE/Al/Cu柱形活性弹丸，利用二级轻气炮对蜂窝夹芯板双层结构靶开展超高速撞击实验。利用超高速摄像机记录撞击过程，获得了活性弹撞击蜂窝板的碎片云演化过程；通... 详细信息

为了研究蜂窝夹芯板双层结构在活性弹超高速撞击下的损伤特性，制备了PTFE/Al/Cu柱形活性弹丸，利用二级轻气炮对蜂窝夹芯板双层结构靶开展超高速撞击实验。利用超高速摄像机记录撞击过程，获得了活性弹撞击蜂窝板的碎片云演化过程；通过回收靶板，分析了蜂窝板的穿孔特性，获得了结构内部各组件的损伤特征；对撞击过程进行了数值模拟，结合实验与数值模拟结果，分析了活性弹丸的超高速侵爆效应，获得了碎片云膨胀运动规律，揭示了活性弹丸冲击-爆轰耦合效应对靶板的损伤机理。结果表明：活性弹丸的冲击起爆特性可以对蜂窝板形成较小的入射孔和较大的出射孔，出射孔直径随着撞击速度的提高而增大；在活性弹撞击下，蜂窝夹芯板入射孔、出射孔和蜂窝芯穿孔直径随着活性弹体质量的增加而增大，入射孔直径不受蜂窝板厚度影响，出射孔直径和蜂窝芯穿孔直径随着蜂窝板厚度的增大先增大后减小，入射孔不随蜂窝芯胞格直径增大而变化，出射孔和蜂窝芯穿孔随着蜂窝芯胞格直径增大而增大；活性弹可以产生具有较高膨胀速度的高温碎片云，且碎片云膨胀速度随着撞击速度的提高而提高。活性弹的冲击-爆轰耦合效应增大了对结构内部组件的毁伤面积。在2～6km/s速度范围内，活性弹对蜂窝夹芯板形成的出射孔直径约为铝合金弹的1.3～1.8倍，碎片云的膨胀速度是铝合金弹的1.8～3.2倍。相比于铝合金弹丸，活性弹丸增加了碎片云对蜂窝夹芯板双层结构内部和后板的毁伤面积，提高了毁伤效能。

关键词：活性弹丸超高速撞击碎片云损伤特征冲击-爆轰耦合效应

双有源桥DC-DC变换器三移相调制及其死区效应分析和补偿

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1907-1922页

作者：康薇肖飞任强王瑞田张新生海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

针对双有源桥(DAB)变换器宽电压范围应用,该文研究一种全工况连续、表达形式统一、计算量小的三移相(TPS)调制策略,并分析其功率传输特性及软开关性能。结合工程应用中的非理想因素,对TPS调制不同开关模式下的死区效应及其边界进行研究... 详细信息

针对双有源桥(DAB)变换器宽电压范围应用,该文研究一种全工况连续、表达形式统一、计算量小的三移相(TPS)调制策略,并分析其功率传输特性及软开关性能。结合工程应用中的非理想因素,对TPS调制不同开关模式下的死区效应及其边界进行研究,给出DAB宽电压范围运行时避免电压跌落和极性反转的约束条件。针对死区引入的移相比损失、软开关范围减小等问题,提出一种基于开关脉冲调整的死区补偿策略以补偿移相比损失,重新获取全工况软开关范围,降低死区引入的附加电流应力及损耗、提升效率。最后通过仿真和实验验证所提策略的有效性。

关键词：双有源桥变换器宽电压范围运行三移相(TPS)调制死区效应死区补偿

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基于被动声呐音频信号的水中目标识别综述

自动化学报 2024年第4期50卷 649-673页

作者：徐齐胜许可乐窦勇高彩丽乔鹏冯大为朱博青国防科技大学计算机学院长沙410073 并行与分布处理国防科技重点实验室长沙410073

基于被动声呐音频信号的水中目标识别是当前水下无人探测领域的重要技术难题,在军事和民用领域都应用广泛.本文从数据处理和识别方法两个层面系统阐述基于被动声呐信号进行水中目标识别的方法和流程.在数据处理方面,从基于被动声呐信号... 详细信息

基于被动声呐音频信号的水中目标识别是当前水下无人探测领域的重要技术难题,在军事和民用领域都应用广泛.本文从数据处理和识别方法两个层面系统阐述基于被动声呐信号进行水中目标识别的方法和流程.在数据处理方面,从基于被动声呐信号的水中目标识别基本流程、被动声呐音频信号分析的数理基础及其特征提取三个方面概述被动声呐信号处理的基本原理.在识别方法层面,全面分析基于机器学习算法的水中目标识别方法,并聚焦以深度学习算法为核心的水中目标识别研究.本文从有监督学习、无监督学习、自监督学习等多种学习范式对当前研究进展进行系统性的总结分析,并从算法的标签数据需求、鲁棒性、可扩展性与适应性等多个维度分析这些方法的优缺点.同时,还总结该领域中较为广泛使用的公开数据集,并分析公开数据集应具备的基本要素.最后,通过对水中目标识别过程的论述,总结目前基于被动声呐音频信号的水中目标自动识别算法存在的困难与挑战,并对该领域未来的发展方向进行展望.

关键词：被动声呐信号水中目标自动识别深度学习有监督学习自监督学习

CPS-SPWM级联H桥激励的变压器铁耗快速计算方法

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西南交通大学学报 2024年第3期59卷 581-589,599页

作者：张新生王瑞田肖飞任强谢沁园海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033

针对载波移相(CPS)正弦脉宽调制(SPWM)级联H桥激励的变压器,提出一种基于经典损耗分离模型的铁耗快速计算方法.首先,结合SPWM电压波形特征定义集总占空比,并推导其关于调制比的解析模型;其次,基于经典损耗分离模型和集总占空比,构建CPS-... 详细信息

针对载波移相(CPS)正弦脉宽调制(SPWM)级联H桥激励的变压器,提出一种基于经典损耗分离模型的铁耗快速计算方法.首先,结合SPWM电压波形特征定义集总占空比,并推导其关于调制比的解析模型;其次,基于经典损耗分离模型和集总占空比,构建CPS-SPWM级联H桥的铁耗计算模型,该方法可以直接使用调制比、直流母线电压等参数对铁耗进行计算,从而避免传统方法中的谐波分析或者数值积分过程;再次,基于本文铁耗计算模型,提出了一种针对SPWM电压激励的有限元(FEM)仿真等效方法,最后,通过实验验证了本文计算方法的有效性.研究结果表明:等效仿真铁耗误差小于3.6%、仿真用时减少74.5%;最大铁耗计算误差为7.6%.

关键词：载波移相正弦脉宽调制级联H桥变压器硅钢片铁耗

超材料梁的双阶耦合带隙调控设计与宽带减振特性

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物理学报 2024年第15期73卷 106-122页

作者：刘权兴何哲星李永强温激鸿肖勇国防科技大学智能科学学院装备综合保障技术重点实验室长沙410073

局域共振带隙和Bragg带隙可同时存在于超材料梁中,利用两种带隙之间的相互耦合效应可以实现超宽耦合带隙设计,在宽带减振领域极具应用潜力.以往研究通常考虑单振子超材料梁的单阶耦合带隙设计,因而只能实现单阶的超宽耦合带隙,无法满足... 详细信息

局域共振带隙和Bragg带隙可同时存在于超材料梁中,利用两种带隙之间的相互耦合效应可以实现超宽耦合带隙设计,在宽带减振领域极具应用潜力.以往研究通常考虑单振子超材料梁的单阶耦合带隙设计,因而只能实现单阶的超宽耦合带隙,无法满足双目标或多目标频带的宽带减振需求.为此,本文开展了双振子超材料梁的双阶耦合带隙调控设计研究,提出了一种实现双阶耦合宽带隙的设计方法,分析了所设计双阶耦合带隙相比传统单阶耦合带隙的带宽优势,并探究了双振子质量分配比对双阶耦合带隙总宽度的影响,进一步设计出最优的质量分配比,使得实现的双阶耦合带隙的总宽度最宽.此外,还采用谱元法研究了基于双阶耦合带隙设计的双振子超材料梁的减振特性,通过与有限元法进行对比,验证了谱元法的准确性,研究表明基于双阶耦合带隙设计可以实现两个宽频带范围的高效减振.

关键词：超材料梁弯曲波带隙耦合带隙宽带减振

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增材制造成形件中位错的研究进展

材料导报 2024年第1期38卷 160-170页

作者：田根王文宇王晓明赵阳韩国峰任智强朱胜陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072

增材制造是通过逐层堆积的方法制造实体零件的一种革命性技术,其成形性能受成形工艺、微观结构、沉积路径等影响,其中,位错作为晶体微观结构中广泛存在的一种线缺陷,是决定金属性能的一个重要因素。为深层次理解增材制造性能影响的本质... 详细信息

增材制造是通过逐层堆积的方法制造实体零件的一种革命性技术,其成形性能受成形工艺、微观结构、沉积路径等影响,其中,位错作为晶体微观结构中广泛存在的一种线缺陷,是决定金属性能的一个重要因素。为深层次理解增材制造性能影响的本质机制,需进一步了解增材制造成形件中的位错特点。本文基于近年来增材制造成形件中位错的研究成果,梳理了位错的起源、特征和密度,分析了位错对强度等性能的影响。与传统制造相比,增材制造成形过程中因固有的循环加热-冷却而造成的压缩-拉伸应力循环使得增材制造成形件中的位错具有独特的结构和性质。在塑性变形中,位错随应变变化明显,不同的初始位错影响成形件对应变的响应;增材制造成形件中测量的位错密度高于锻件或铸件,不同位置、不同形状的位错密度也存在一定的差异;位错强化是增材制造成形件中的主要强化作用,与此同时,在钢的成形件中,位错还可诱发马氏体相变,促使再结晶,另外还影响成形件的腐蚀、蠕变和氢脆等。

关键词：增材制造位错结构位错特性位错密度位错强化

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基于光子波形恢复的高通量面阵激光成像

激光与光电子学进展 2024年

作者：胡以华侯阿慧国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室国防科技大学电子制约技术安徽省重点实验室国防科技大学先进激光技术安徽省实验室合肥综合性国家科学中心信息安全研究中心

单光子激光雷达受限于首光子偏置效应，为避免探测信号失真，传统方法要求信号处于低通量状态，使得探测时间较长，无法满足快速探测成像的需求。本文从高通量光子信号失真原理出发，结合高通量光子探测概率模型，提出了一种基于光子波... 详细信息

单光子激光雷达受限于首光子偏置效应，为避免探测信号失真，传统方法要求信号处于低通量状态，使得探测时间较长，无法满足快速探测成像的需求。本文从高通量光子信号失真原理出发，结合高通量光子探测概率模型，提出了一种基于光子波形恢复的单光子面阵成像重构算法，有效缓解了高通量下面阵成像失真问题。仿真演示了算法提取高精度距离和强度信息的作用过程，分析表明，信号通量由传统的0.05光子拓展至7光子时，距离误差仍小于1cm，强度误差小于0.13。最后，开展了高通量面阵成像实验，信号通量为3时，平均距离误差为0.476cm，强度误差为0.081，强度动态范围提升了5倍。本文提出的方法打破了光子成像对低通量的依赖，有效实现了单光子激光雷达在多反射率多层次目标等复杂场景中的准确成像。

关键词：光子成像波形恢复高通量光子探测激光成像

面向存算联调的跨云纠删码自适应数据访问方法

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计算机研究与发展 2024年第3期61卷 571-588页

作者：张凯鑫王意洁包涵阚浚晖并行与分布计算全国重点实验室(国防科技大学) 长沙410073 国防科技大学计算机学院长沙410073

日益旺盛的跨云存算联调需求对跨云数据访问速度提出较高要求.因此,跨云数据访问速度较高的基于数据冗余技术(纠删码和多副本)的跨云数据访问方法逐渐受到关注.其中,基于纠删码的跨云数据访问方法因其存储开销较低、容错性较高而成为当... 详细信息

日益旺盛的跨云存算联调需求对跨云数据访问速度提出较高要求.因此,跨云数据访问速度较高的基于数据冗余技术(纠删码和多副本)的跨云数据访问方法逐渐受到关注.其中,基于纠删码的跨云数据访问方法因其存储开销较低、容错性较高而成为当前研究热点.为通过缩短编码块传输用时以提高数据访问速度,现有基于纠删码的跨云数据访问方法尝试引入缓存技术并优化编码数据访问方案.然而,由于现有方法的缓存管理粒度较粗且未协同优化缓存管理与编码数据访问方案,导致其存在缓存命中量低、缓存命中增效低、低传输速度编码块访问量大等问题,使得其编码块传输用时仍较长.为此,首先提出了一种基于星际文件系统(interplanetary file system,IPFS)的跨云存储系统框架(IPFS-based cross-cloud storage system framework,IBCS),可基于IPFS数据分片管理机制实现细粒度的缓存管理,从而可提高缓存命中量.然后,提出一种面向存算联调的跨云纠删码自适应数据访问方法(adaptive erasure-coded data access method for cross-cloud collaborative scheduling of storage and computation,AECAM).AECAM以编码块(含缓存编码块)与数据访问节点的分布为依据评估数据访问过程中各编码块的传输速度,并据此制定可避免访问低传输速度编码块的编码数据访问方案.此外,AECAM可识别出其制定编码数据访问方案时易选中且实际传输速度较低的编码块,并将其缓存在数据访问节点附近,从而可同时提高缓存命中量和命中增效.最后,基于IBCS和AECAM构建了面向跨云存算联调的存储系统(cross-cloud storage system for collaborative scheduling of storage and computation,C2S2).跨云环境下的实验表明,相较于现有引入缓存的基于纠删码的存储系统,C2S2可以将数据访问速度提高75.22%~81.29%.

关键词：跨云存算联调纠删码数据访问技术星际文件系统缓存

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生物材料消光特性研究进展

中国激光 2024年第3期51卷 189-206页

作者：顾有林张熙胡以华孟凡昊陈国龙丁婉莹王思雨国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国防科技大学安徽合肥230037

生物材料作为一种有别于传统无机消光材料的新型烟幕介质,悬浮于空气中,以烟幕的形式存在,通过对光的吸收和散射作用改变光波的传输特性。本文根据生物材料的复折射率特点,介绍了生物材料的吸收和散射特性,概括了生物材料单粒子、单分... 详细信息

生物材料作为一种有别于传统无机消光材料的新型烟幕介质,悬浮于空气中,以烟幕的形式存在,通过对光的吸收和散射作用改变光波的传输特性。本文根据生物材料的复折射率特点,介绍了生物材料的吸收和散射特性,概括了生物材料单粒子、单分散凝聚粒子和多分散凝聚粒子的消光特性的表征方式,分析了影响生物材料消光特性的因素,总结了生物材料消光性能的测试方法。最后,本文提出了生物材料在复杂空间结构模拟精确化、消光特性影响因素分析多元性、消光特性测试标准化方面的发展趋势,以期为新型消光材料的制备和改进等提供有益参考。

关键词：材料烟幕消光特性凝聚粒子复折射率