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4mm厚TC4-M钛合金激光切割工艺优化研究

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中国激光 2025年

作者：张雅徐文涛王春雨张献逢卿华谈敦铭王帅郑州大学力学与安全工程学院空军工程大学航空机务士官学校桂林电子科技大学材料科学与工程学院

随钛合金在航空领域的应用越来越广泛，为优化钛合金激光切割工艺，针对广泛使用的4mm厚TC4钛合金，选取了激光功率、离焦量、切割速度和辅助气体压力四个工艺参数，设计了单因素试验和四因素、五水平正交的激光切割试验，基于切缝宽度... 详细信息

随钛合金在航空领域的应用越来越广泛，为优化钛合金激光切割工艺，针对广泛使用的4mm厚TC4钛合金，选取了激光功率、离焦量、切割速度和辅助气体压力四个工艺参数，设计了单因素试验和四因素、五水平正交的激光切割试验，基于切缝宽度、挂渣高度和异常组织区宽度三个质量评价指标，研究了工艺参数对切割质量的影响规律，并建立回归方程，预测并验证了最优切割工艺。试验结果表明，对切缝宽度影响最显著的工艺参数为激光功率和离焦量，对挂渣高度影响最显著的参数为气体压力和激光功率，对异常组织区影响最显著的因素是切割速度和离焦量，建立的回归方程预测结果与验证试验结果吻合性好。

关键词：激光技术激光切割钛合金工艺参数显微组织

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含碳颗粒的凝胶推进剂雾化特性实验研究

兵工学报 2018年第1期39卷 71-82页

作者：石超强洪夫刘虎火箭军工程大学动力工程系陕西西安710025 火箭军工程大学青州士官学院山东青州262500

固体含能颗粒对提高凝胶推进剂的能量特性具有重要作用,是凝胶推进剂的重要组成部分。雾化问题是凝胶推进技术的关键问题之一,为了研究添加固体含能颗粒对凝胶推进剂雾化的影响,选择碳颗粒作为固体添加剂,开展了含碳颗粒凝胶推进剂雾化... 详细信息

固体含能颗粒对提高凝胶推进剂的能量特性具有重要作用,是凝胶推进剂的重要组成部分。雾化问题是凝胶推进技术的关键问题之一,为了研究添加固体含能颗粒对凝胶推进剂雾化的影响,选择碳颗粒作为固体添加剂,开展了含碳颗粒凝胶推进剂雾化的实验研究。制备了3种不同含碳颗粒凝胶推进剂模拟液,并对它们的流变和触变特性进行了测量;分析了不同射流速度、不同撞击角度下的雾化场特点和形成机理,以及撞击速度对雾化模式,撞击角度对雾化场基本形状,碳颗粒质量分数、平均粒径等因素对模拟液流变特性和雾化效果的影响;提出了一种基于尺度不变特征变换关键点匹配的雾化场速度计算方法,定量分析了含碳颗粒凝胶推进剂的雾化场速度;以雾化场速度分析为基础提出了一种新的液膜厚度估算方法。研究结果表明:雾化效果随着射流速度和撞击角度的增大而显著改善;碳颗粒的添加对雾化效果有着重要影响,雾化效果随着碳颗粒质量分数的增大而降低,适当增大碳颗粒的粒径可以改善雾化效果;雾化场平均速度与射流速度的比值v_a/v_j可以用于表征雾化效果,v_a/v_j越小,能量转换效率越高,雾化效果越好。

关键词：凝胶推进剂碳颗粒雾化特性实验研究

联合行稀疏与l1/2-范数稀疏表示的红外小目标检测算法

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中国惯性技术学报 2019年第3期27卷 406-414页

作者：孙大为荣长军信东高明邱瑞学杨东方火箭军士官学校青州262500 火箭军工程大学西安710025

针对红外图像的小目标检测问题,提出了一种联合行稀疏与l1/2 -范数稀疏表示的小目标检测算法。首先采用滑动窗口对原始红外图像进行分块,构建分块图像矩阵;然后,根据稀疏与低秩表示理论建立行稀疏与l1/2 -范数稀疏表示的模型,并利用交... 详细信息

针对红外图像的小目标检测问题,提出了一种联合行稀疏与l1/2 -范数稀疏表示的小目标检测算法。首先采用滑动窗口对原始红外图像进行分块,构建分块图像矩阵;然后,根据稀疏与低秩表示理论建立行稀疏与l1/2 -范数稀疏表示的模型,并利用交替方向乘子算法求解得到稀疏矩阵和低秩矩阵;最后,通过图像重构,得到小目标的图像,并采用阈值分割的方法确定小目标的真实位置。实验结果表明,算法可以实现对不同背景红外图像中的小目标准确检测,与红外块图像建模算法相比,检测后的图像信杂比接近的情况下,检测速度提升了约1倍。

关键词：小目标检测稀疏表示目标检测红外图像低秩表示

低温动态准双轴拉伸加载下HTPB推进剂的热老化性能

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宇航学报 2020年第3期41卷 353-361页

作者：刘畅王哲君强洪夫徐卫昌韩奎侠火箭军士官学校青州262500 火箭军工程大学西安710025

为分析热老化后三组元端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂在低温动态准双轴加载下的性能,开展了不同热加速老化时间、不同温度和应变率条件下推进剂的准双轴拉伸力学性能试验及扫描电镜(SEM)观察试验。试验结果表明:热加速老化前后,推进剂的拉... 详细信息

为分析热老化后三组元端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂在低温动态准双轴加载下的性能,开展了不同热加速老化时间、不同温度和应变率条件下推进剂的准双轴拉伸力学性能试验及扫描电镜(SEM)观察试验。试验结果表明:热加速老化前后,推进剂的拉伸曲线趋势、力学性能变化规律及细观损伤形式保持一致,改进型非线性模型能够更好地描述1~100 s-1应变率范围内典型力学性能参数随热老化时间的非线性变化关系。随温度降低,老化后推进剂的断面形貌由"脱湿"变为AP颗粒断裂,热老化、低温以及高应变率载荷的叠加使得推进剂的细观损伤变得更加严重,但准双轴拉伸时损伤程度相比单轴拉伸时有所减弱。热老化32 d、74 d和98 d后-50℃、14.29 s-1加载条件下的最大伸长率分别为未老化时室温、0.40 s-1条件下数值的28.79%、27.58%和25.63%,该参数定义可为分析长期贮存后战术导弹SRM药柱在低温点火条件下结构完整性失效的准则提供数据支持。

关键词：低温动态加载热加速老化固体推进剂准双轴拉伸

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激光角度欺骗干扰中自然地物假目标选择研究

光谱学与光谱分析 2022年第9期42卷 2963-2968页

作者：黄建鲁沈涛杨洋范博雄火箭军工程大学陕西西安710025 火箭军士官学校山东青州262500

针对激光角度欺骗干扰中自然地物假目标应用需求,在分析了干扰能量传输和干扰过程中武器威胁角、地物倾角以及入射角、反射角等角度关系的基础上,建立了自然地物假目标干扰能量分布模型。依据所建立的模型,对砂石类和建筑类地物反射干... 详细信息

针对激光角度欺骗干扰中自然地物假目标应用需求,在分析了干扰能量传输和干扰过程中武器威胁角、地物倾角以及入射角、反射角等角度关系的基础上,建立了自然地物假目标干扰能量分布模型。依据所建立的模型,对砂石类和建筑类地物反射干扰能量分布进行了仿真研究。仿真结果表明,在相同功率激光照射的条件下,地物倾角相同时对相同位置的激光制导武器,砂石类地物比建筑类地物干扰效果好,在实际防护中砂石类地物选择优先级要高于建筑类地物;同一种地物反射的干扰能量随地物倾角的增大而增大;对于漫反射特性较好的建筑类假目标,威胁角一定时,地物倾角在大致与威胁角互余时反射能量达到最大;对于砂石类目标,存在随入射角大小变化的镜像反射分量,使得导引头接收到地物反射能量达到最大值时威胁角和地物倾角不满足互余关系。进一步研究了在导引头接收到的砂石类地物反射能量最大值时地物倾角和武器威胁角的关系,通过数据分析,得到在实际防护过程中,砂石类自然地物的倾角选择要至少大于31°的结论。根据地物倾角和威胁角关系的散点图特征,分别采用一阶、二阶、三阶、四阶多项式对二者进行拟合,在充分考虑函数复杂度、拟合性能的前提下,确定三阶多项式为最佳拟合函数。在武器威胁角已知的情况下,可以通过三次多项式拟合得到最佳干扰效果时砂石类自然地物的倾角取值。研究结果对自然地物假目标的选择具有一定的指导意义。

关键词：激光角度欺骗干扰自然地物干扰能量威胁角地物倾角

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基于MPSC和CPN制导方法的协同制导律

北京航空航天大学学报 2016年第9期42卷 1857-1863页

作者：李新三汪立新王明建闫循良刘国辉丁邦平火箭军工程大学控制工程系西安710025 火箭军工程大学士官学院青州262500

针对带有末端攻击角度约束的多导弹协同制导问题,运用模型预测扩展控制(MPSC)和协同比例制导(CPN),设计了一种满足末端攻击角度约束的多导弹协同次优制导律。阐述了MPSC制导方法的基本理论,详细给出了控制量表达式以二次形式近似时MPSC... 详细信息

针对带有末端攻击角度约束的多导弹协同制导问题,运用模型预测扩展控制(MPSC)和协同比例制导(CPN),设计了一种满足末端攻击角度约束的多导弹协同次优制导律。阐述了MPSC制导方法的基本理论,详细给出了控制量表达式以二次形式近似时MPSC制导律的设计过程。采用CPN对MPSC制导方法的初始控制量进行猜测,并确定协同攻击时间。仿真时考虑两枚导弹对地面静止目标进行协同攻击。仿真结果表明,两枚导弹攻击时间偏差和末端攻击角度偏差均可控制在给定范围内,即本文所设计的制导律在实现多导弹协同攻击时,还可以很好地满足末端攻击角度约束。

关键词：制导协同制导模型预测扩展控制(MPSC) 攻击角度约束攻击时间约束

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基于非线性局部滤波的红外小目标检测方法

工程科学学报 2016年第11期38卷 1652-1658页

作者：赵爱罡王宏力杨小冈陆敬辉黄鹏杰火箭军工程大学士官学院青州262500 火箭军工程大学控制工程系西安710025

为提高复杂环境下红外小目标的检测效率,将图像分为平坦区域、边缘区域和小目标区域三种区域,并针对三种成分的特点,提出基于拉普拉斯金字塔的非线性局部滤波检测方法.首先将图像进行高斯金字塔分解,将高斯低通金字塔与原图像尺寸匹配后... 详细信息

为提高复杂环境下红外小目标的检测效率,将图像分为平坦区域、边缘区域和小目标区域三种区域,并针对三种成分的特点,提出基于拉普拉斯金字塔的非线性局部滤波检测方法.首先将图像进行高斯金字塔分解,将高斯低通金字塔与原图像尺寸匹配后,相减并进行阈值操作,抑制平坦区域;其次将标记像素灰度值与其周围环域均值的最小差作为指标,滤除边界区域;最后将非线性局部滤波结果生成相应的拉普拉斯金字塔各层系数,重构得到高对比度的检测图像,利用邻域特点剔除孤立噪声点并通过简单阈值标记红外小目标.实验结果表明:与现有其他算法相比,该检测算法能够对复杂背景有效抑制,检测速度快.

关键词：红外图像处理目标探测拉普拉斯金字塔非线性滤波局部滤波

稀疏差异先验信息支持的高光谱图像稀疏解混算法

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测绘学报 2020年第8期49卷 1032-1041页

作者：张作宇廖守亿孙大为张合新王仕成火箭军工程大学陕西西安710025 火箭军士官学校山东青州262500

基于光谱库的高光谱稀疏解混技术近年来得到了人们的关注,该技术利用光谱库中光谱样本作为端元,将解混问题转化为稀疏表示问题。然而,由于测量环境的差异,待解混图像的实际端元往往与光谱库中相应光谱信号存在差异。本文提出了一种光谱... 详细信息

基于光谱库的高光谱稀疏解混技术近年来得到了人们的关注,该技术利用光谱库中光谱样本作为端元,将解混问题转化为稀疏表示问题。然而,由于测量环境的差异,待解混图像的实际端元往往与光谱库中相应光谱信号存在差异。本文提出了一种光谱差异稀疏约束的联合稀疏回归解混算法。首先,假设光谱差异具有稀疏特性,建立了光谱库校正模型,使得在解混过程中可对光谱库进行自适应地调整;然后,将光谱库校正模型与联合稀疏回归解混模型结合,建立了考虑光谱差异的稀疏解混模型;最后,基于交替方向乘子法得到了迭代优化解决方案。分别利用仿真和真实高光谱数据进行了试验验证,结果表明,在光谱库不匹配的情形下,本文方法能够有效提高稀疏解混算法的解混性能。

关键词：高光谱图像解混稀疏回归光谱差异光谱库校正

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凝胶模拟液液滴碰撞的SPH数值仿真

固体火箭技术 2018年第4期41卷 446-449页

作者：石超强洪夫刘虎王广火箭军工程大学601室西安710025 火箭军工程大学青州士官学院青州262500

雾化问题是凝胶推进技术研究的关键问题,雾化过程中不可避免地会出现液滴的碰撞。通过SPH方法对凝胶推进剂模拟液液滴的碰撞过程进行了数值模拟。针对气-液交界面处存在较大的密度、粘度梯度,对传统SPH方法做出改进。在此基础上,对空气... 详细信息

雾化问题是凝胶推进技术研究的关键问题,雾化过程中不可避免地会出现液滴的碰撞。通过SPH方法对凝胶推进剂模拟液液滴的碰撞过程进行了数值模拟。针对气-液交界面处存在较大的密度、粘度梯度,对传统SPH方法做出改进。在此基础上,对空气中两个同尺寸的凝胶液滴碰撞过程进行了数值模拟,并与水滴的碰撞进行了对比,分析了凝胶推进剂的流变特性对于碰撞结果的影响。结果表明,凝胶液滴的碰撞动能在高粘度的作用下迅速耗散,液滴碰撞后,更易发生聚合,进一步增加了凝胶推进剂雾化的难度。

关键词：凝胶模拟液液滴碰撞光滑粒子流体动力学数值仿真