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基于两阶段自适应Wiener过程的剩余寿命预测方法

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自动化学报 2022年第2期48卷 539-553页

作者：董青郑建飞胡昌华李冰牟含笑火箭军工程大学导弹工程学院火箭军装备部驻西安地区第一军事代表室

针对退化过程呈现两阶段特征的一类随机退化设备,现有剩余寿命预测方法不适用于测量间隔分布不均匀、监测数据的测量频率与历史数据频率不一致的情况,并且忽略了自适应漂移的可变性.鉴于此,提出了一种新的考虑个体差异性的两阶段自适应W... 详细信息

针对退化过程呈现两阶段特征的一类随机退化设备,现有剩余寿命预测方法不适用于测量间隔分布不均匀、监测数据的测量频率与历史数据频率不一致的情况,并且忽略了自适应漂移的可变性.鉴于此,提出了一种新的考虑个体差异性的两阶段自适应Wiener过程剩余寿命预测模型与方法.首先,基于自适应Wiener过程分阶段构建随机退化模型,在首达时间意义下推导出寿命和剩余寿命解析式.然后,结合Kalman滤波技术和期望最大化算法进行参数自适应更新,同时利用赤池信息准则实现退化模型变点的辨识.最后,通过蒙特卡洛仿真和锂电池实例,验证了本文所提方法的有效性和实用价值.

关键词：剩余寿命两阶段自适应Wiener过程期望最大化算法赤池信息准则

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多状态切换下随机退化设备剩余寿命预测

电光与控制 2023年第7期30卷 111-118页

作者：幸元兴张建勋满谦胡昌华杜党波裴洪火箭军工程大学西安710000 火箭军装备部驻西安地区第二军事代表室西安710000

工业设备、武器装备等大型复杂系统在全寿命周期中通常会经历贮存、待机、测试、运转、维修等多个状态,且不同状态下设备内部损耗速率各不相同,这给设备的剩余寿命预测问题带来新的挑战。鉴于此,提出了基于维纳过程建立多状态切换设备... 详细信息

工业设备、武器装备等大型复杂系统在全寿命周期中通常会经历贮存、待机、测试、运转、维修等多个状态,且不同状态下设备内部损耗速率各不相同,这给设备的剩余寿命预测问题带来新的挑战。鉴于此,提出了基于维纳过程建立多状态切换设备的退化模型,结合半马尔可夫模型和离散马尔可夫链模型,推导得到了多状态切换设备的剩余寿命,并提出了一种蒙特卡罗仿真算法进行求解。此外,采用了期望最大化算法和极大似然算法辨识所提模型参数。最后,通过仿真实验和实际案例证明了所提算法的有效性。

关键词：多状态剩余寿命预测维纳过程半马尔可夫离散马尔可夫链

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燃油调节器壳体裂纹失效分析

航空发动机 2022年第1期48卷 103-109页

作者：侯玉峰高岩徐显亮空军装备部驻西安地区第九军事代表室西安710077 空军装备部驻青岛地区军事代表室山东青岛266111

针对某型燃油调节器壳体裂纹故障提出一种分析定位方法。通过实物质量分析、光谱分析和ANSYS结构强度仿真,排除材料缺陷和设计缺陷,将故障问题逐渐收敛定位于外部载荷环境的影响,结合断口和疲劳试验载荷谱利用裂纹疲劳弧线反推分析萌生... 详细信息

针对某型燃油调节器壳体裂纹故障提出一种分析定位方法。通过实物质量分析、光谱分析和ANSYS结构强度仿真,排除材料缺陷和设计缺陷,将故障问题逐渐收敛定位于外部载荷环境的影响,结合断口和疲劳试验载荷谱利用裂纹疲劳弧线反推分析萌生裂纹机理,采用列表梯形法计算出壳体裂纹萌生寿命,将故障分析定位在高周疲劳试验区间。根据高周疲劳寿命试验数据进行频谱扫描,分析高周疲劳试车中发动机转速频率特性、燃油调节器固有频率,并统计试车累计工作时间。结果表明:外部激励频率与燃油调节器的固有频率存在频率上的重合导致了共振失效。为燃油调节器裂纹故障的分析定位提供了思路和方法,可为航空发动机控制体系的发展与研究提供技术支持。

关键词：燃油调节器壳体失效分析共振裂纹断口定量分析高周疲劳试验航空发动机

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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 2023年

作者：杨波刘枫薛亮刘云峰火箭军工程大学导弹工程学院火箭军装备部驻成都地区第四军事代表室

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。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... 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。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；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；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，该方法能够自主有效地补偿航姿系统的积累误差，经过1 200 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

g-CN/TiONRAs的制备及光催化性能研究

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化工新型材料 2021年

作者：逯亚博刘祥萱杨玉雪李飞谢拯火箭军工程大学火箭军装备部驻武汉地区第二军事代表室

为了提高经典光催化剂TiO的可见光催化活性，以水热法和真空浸渍煅烧法制备了具有优异催化性能的g-CN/TiO纳米阵列薄膜(g-CN/TiONRAs)。通过XRD、SEM、XPS、UV-Vis和光电化学测试对样品进行表征，结果表明：g-CN成功地包裹在TiO纳米棒... 详细信息

为了提高经典光催化剂TiO的可见光催化活性，以水热法和真空浸渍煅烧法制备了具有优异催化性能的g-CN/TiO纳米阵列薄膜(g-CN/TiONRAs)。通过XRD、SEM、XPS、UV-Vis和光电化学测试对样品进行表征，结果表明：g-CN成功地包裹在TiO纳米棒表面，复合薄膜具有良好的可见光响应能力。在可见光照射180 min后，g-CN/TiONRAs降解偏二甲肼(UDMH)废水的效率是单纯TiO的2倍，其光催化性能的提高一方面是因为催化剂对可见光响应能力的提高，另一方面是因为异质结的形成有效地促进了光生电子和空穴的分离。此外，g-CN与TiONRAs的复合研究也为光催化降解UDMH废水提供了一种易回收且不易引起二次污染的新思路。

关键词： g-C N TiO 纳米棒阵列薄膜偏二甲肼

Mn变质的A380铝合金富铁相原位拉伸变形行为及断裂机理研究

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热加工工艺 2023年第24期52卷 38-44页

作者：周佳宇项肇张栗颖吴开阳海军装备部驻武汉地区军事代表局驻九江地区军事代表室江西瑞昌332209

铝合金中不同富铁相对力学性能的影响一直是研究热点,但原位分析不同富铁相在受力过程中的变形行为则较为空白。使用0.5wt%Mn变质了A380铝合金,得到了鱼骨状α-Fe、块状α-Fe以及针状β-Fe共存的A380-0.5Mn合金。通过原位拉伸结合DIC(... 详细信息

铝合金中不同富铁相对力学性能的影响一直是研究热点,但原位分析不同富铁相在受力过程中的变形行为则较为空白。使用0.5wt%Mn变质了A380铝合金,得到了鱼骨状α-Fe、块状α-Fe以及针状β-Fe共存的A380-0.5Mn合金。通过原位拉伸结合DIC(数字图像相关法)分析研究其受力过程中的组织变形行为,并结合断口分析总结了不同富铁相的变形机理。结果表明,鱼骨状α-Fe及周围基体均存在较小应变,位错运动为切过机制,可提高强塑性。块状α-Fe无明显应变,周围存在微应变,位错运动为绕过机制,可提高强度。平行拉伸方向的针状β-Fe及周围基体均存在较大应变,受力产生内部微裂纹,形成的新相界恶化性能;垂直拉伸方向的针状β-Fe应变较小,周围基体均存在较大应变,是由于位错塞积,产生应力集中导致开裂。

关键词：富铁相原位拉伸变形行为断裂机理

电火花沉积钨涂层的温度场和残余应力有限元模拟

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表面技术 2022年第1期51卷 140-149页

作者：陈海涛张晶丛大龙张敏宋凯强李忠盛谢兰川西南技术工程研究所重庆400039 陆军装备部驻重庆地区军事代表局驻重庆地区第六军事代表室重庆400039

目的通过模拟钢基体表面电火花沉积钨涂层过程中的熔池区域温度场变化及其残余应力分布,以便更好地理解电火花沉积钨涂层的工艺过程,得到钨涂层成膜过程中的温度场分布和残余应力形成机制。方法采用电极低速旋转与上下点动相结合的电火... 详细信息

目的通过模拟钢基体表面电火花沉积钨涂层过程中的熔池区域温度场变化及其残余应力分布,以便更好地理解电火花沉积钨涂层的工艺过程,得到钨涂层成膜过程中的温度场分布和残余应力形成机制。方法采用电极低速旋转与上下点动相结合的电火花沉积工艺,由点到线、再到面的沉积顺序,在钢基体表面均匀制备抗烧蚀钨涂层。同时,采用ANSYS仿真软件对该工艺制备的钨涂层的温度场和残余应力进行模拟与仿真。结果采用高斯热源模型较好地模拟出了电火花沉积钨涂层过程中熔池区域的温度场分布,并在此基础上,将温度场分布数据作为应力分析的载荷,导入到力学分析模型中,实现了温度场与应力场的耦合计算,得到了钨涂层沉积过程中熔池区域的应力变化状态和凝固后的残余应力大小。结论随着电火花沉积功率的增大,熔池直径和深度均会增加,熔池峰值温度增高,电火花沉积钨涂层的残余应力增大。单排钨涂层沉积过程中,除第一个熔池外,其余熔池都会受到前一个熔池的影响,相对于单点钨涂层,残余应力明显减小。多排熔池群形成的钨涂层残余应力大小主要与沉积速率有关,沉积速率越快,钨涂层的残余应力越大。

关键词：电火花沉积钨涂层温度场残余应力有限元模拟

一种面向综合射频效能的舰载共形天线优化设计方法

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中国舰船研究 2022年第4期17卷 121-125页

作者：舒亚海海军装备部驻上海地区第一军事代表室上海201913

[目的]为了兼顾新一代水面舰船射频舰载天线的高性能、低散射、与船体共形等综合要求,针对典型频段的嵌入式阵列天线,提出一种电磁仿真与智能优化算法相结合的设计方法。[方法]通过对传统粒子群优化算法(PSO)进行异步递进改进,实现离散... 详细信息

[目的]为了兼顾新一代水面舰船射频舰载天线的高性能、低散射、与船体共形等综合要求,针对典型频段的嵌入式阵列天线,提出一种电磁仿真与智能优化算法相结合的设计方法。[方法]通过对传统粒子群优化算法(PSO)进行异步递进改进,实现离散变量和连续变量的同时处理,并有效加快PSO的收敛速度;针对水面舰船某VHF天线,构建复杂天线结构多尺寸参数优化的目标函数,得到天线增益、驻波比、雷达波散射截面积等多目标特性同步优化的半嵌入安装形式。[结果]经多轮仿真迭代优化,天线增益提高了1 dB左右,天线驻波比略有改善,典型方位的RCS峰值点的最大减缩量为32 dB。[结论]该方法可为舰船射频天线的共形装舰设计以及复杂大系统一体化设计提供参考。

关键词：共形天线综合射频效能改进型异步递进粒子群优化算法多参数协同优化

表面处理剂对丁羟推进剂与包覆层粘接性能的影响实验研究

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固体火箭技术 2023年第4期46卷 594-599页

作者：李悦罗国勤薛光轩李东峰张纲要湖北航天化学技术研究所襄阳441003 火箭军装备部驻襄阳地区军事代表室襄阳441003

为提高丁羟(HTPB)推进剂药柱包覆效率,同时规避整形导致的燃烧风险,提出采用纱布擦拭推进剂后涂覆表面处理剂的方法,通过实验研究该方法对推进剂表面状态及与包覆层粘接性能的影响,并与整形表面处理方法进行比较。结果表明,相比不处理,... 详细信息

为提高丁羟(HTPB)推进剂药柱包覆效率,同时规避整形导致的燃烧风险,提出采用纱布擦拭推进剂后涂覆表面处理剂的方法,通过实验研究该方法对推进剂表面状态及与包覆层粘接性能的影响,并与整形表面处理方法进行比较。结果表明,相比不处理,推进剂表面擦拭或整形均能提高推进剂与包覆层的粘接剥离强度;使用两种表面处理剂(CLJ-1和CLJ-2)涂覆推进剂表面,均能提高HTPB推进剂的表面能;涂覆CLJ-1时,随着处理剂浓度增加,HTPB推进剂与包覆层的粘接剥离强度逐渐提高,当CLJ-1浓度为30%时,粘接剥离强度较不涂覆处理剂时提高74.7%;随着涂覆处理剂后晾置时间延长,HTPB推进剂与包覆层的粘接剥离强度降低,但晾置24 h时仍较未涂覆处理剂时高49.7%;涂覆CLJ-2时,随着处理剂浓度增加,粘接剥离强度略微增加,随着晾置时间延长,粘接剥离强度显著降低。发动机试车结果表明,采用先擦拭后涂覆CLJ-1的药柱表面处理方法,HTPB推进剂与包覆层界面粘接性能、限燃效果满足要求。

关键词：表面处理剂丁羟推进剂包覆层粘接性能表面处理