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端面薄膜法布里-珀罗腔光纤动态压力传感器仿真与实验研究

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光学学报 2024年第7期44卷 227-235页

作者：张雄星孙哲赵学庆高子皓冯晓军潘文陈海滨西安工业大学光电工程学院陕西西安710021 西北核技术研究所陕西西安710024 西安近代化学研究所陕西西安710065

为实现冲击波动态信号的测量,研制了一种光纤端面镀金-派瑞林-金三层结构的薄膜式光纤法布里-珀罗压力传感器。对该传感器进行了理论分析与仿真,搭建了静态和动态压力测量系统,并对其进行测试与分析。结果表明:在0~60 MPa的静态压力测... 详细信息

为实现冲击波动态信号的测量,研制了一种光纤端面镀金-派瑞林-金三层结构的薄膜式光纤法布里-珀罗压力传感器。对该传感器进行了理论分析与仿真,搭建了静态和动态压力测量系统,并对其进行测试与分析。结果表明:在0~60 MPa的静态压力测量范围内,传感器的波长灵敏度和腔长灵敏度分别为0.0809 nm/MPa和0.3200 nm/MPa,与仿真结果一致;在动态压力测量中,传感器成功捕捉到了压力峰值为7.41 MPa和上升时间为75 ns的冲击波信号。

关键词：光纤传感器法布里-珀罗腔薄膜压力测量

基于人工神经网络的固体推进剂细观损伤与宏观刚度映射关系

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4765-4777页

作者：张滔韬杨玉新张二晗校金友吕海宝文立华雷鸣侯晓西北工业大学航天学院西安航天动力技术研究所哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所中国航天科技集团公司

作为一种高夹杂比颗粒增强聚合物基复合材料，固体推进剂的宏观力学性能主要由其细观结构决定。外加载荷下，初始缺陷或细观颗粒团聚均可诱发局部应力集中，导致颗粒-基体细观界面脱粘，材料宏观力学性能劣化。如何构建细观损伤与宏观... 详细信息

作为一种高夹杂比颗粒增强聚合物基复合材料，固体推进剂的宏观力学性能主要由其细观结构决定。外加载荷下，初始缺陷或细观颗粒团聚均可诱发局部应力集中，导致颗粒-基体细观界面脱粘，材料宏观力学性能劣化。如何构建细观损伤与宏观性能间的映射关系，已成为推进剂细观实验结果合理运用、固体火箭发动机结构灾变准确预报的关键。为此，本文发展了基于连续介质力学框架的人工神经网络，以变形梯度的不变量为输入、自由能为输出，遴选现有自由能函数和损伤增长函数形式为神经网络设计激活函数，使神经网络先验地满足变形连续性、坐标不变性、热力学一致性等要求。基于上述物理相容性，神经网络能在稀疏训练数据条件下快速收敛，还能够自下而上地实现损伤状态的遗传映射。最后，采用有限元分析获取的数据集，验证了该网络模型对不同预损伤下的推进剂在单轴拉伸、等双轴拉伸、纯剪切3种加载条件下的宏观刚度预报能力。

关键词：固体推进剂力学本构关系人工神经网络细观损伤细-宏观映射

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转子系统的动力学"临界跟随"特征及其试验验证

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航空动力学报 2024年第7期39卷 45-55页

作者：周旋廖明夫侯理臻朱东华王瑞景琰婷西北工业大学动力与能源学院西安710129 中国航天科技集团有限公司西安航天动力研究所西安710100

为了深入探究转子系统"临界跟随"现象的机理,建立悬臂转子模型,分析"临界跟随"状态下的转子动力学特性,设计搭建了悬臂转子试验器,并在高速超转试验台上进行试验验证.研究结果表明:当直径转动惯量与极转动惯量相等时,从一定的转速开始,... 详细信息

为了深入探究转子系统"临界跟随"现象的机理,建立悬臂转子模型,分析"临界跟随"状态下的转子动力学特性,设计搭建了悬臂转子试验器,并在高速超转试验台上进行试验验证.研究结果表明:当直径转动惯量与极转动惯量相等时,从一定的转速开始,盘的振动摆角响应会随转速持续增大;具有"临界跟随"特征的模态振型表现为,直径转动惯量与极转动惯量相等的盘位于振型节点,在不平衡力矩作用下,盘心振动位移为零,但盘的摆角不为零且随转速增加而增大,其相位角维持不变;若转子结构并非简单的单盘,则需计算组件的直径转动惯量与极转动惯量,以此检验是否会出现"临界跟随";考虑转轴质量时,盘的惯量符合直径转动惯量与极转动惯量相等时,不会出现"临界跟随"现象,但会出现自振频率在较宽的范围与转子转速靠近,使"共振"区域变宽;"临界跟随"使得转子对不平衡激励非常敏感,应在转子动力学设计时予以避免.

关键词：临界跟随试验验证陀螺效应悬臂转子固有频率

瓦斯抽采钻孔变形塌孔规律及精准监测技术研究

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煤田地质与勘探 2024年第3期52卷 14-23页

作者：肖鹏黄晓昇刘潇潇李秉昆陈丽萍陈紫溪张超程仁辉赵亚婕西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 兵器工业卫生研究所陕西西安710065

为推进瓦斯抽采钻孔精准智能化发展水平,基于分布式光纤监测和布里渊光学时域分析技术(BOTDA),以山西某矿为工程背景,开展了不同粒径配比下的钻孔堵孔模拟实验;构建了试验矿井堵孔率计算数学模型,揭示了钻孔变形塌孔发育规律,提出了适... 详细信息

为推进瓦斯抽采钻孔精准智能化发展水平,基于分布式光纤监测和布里渊光学时域分析技术(BOTDA),以山西某矿为工程背景,开展了不同粒径配比下的钻孔堵孔模拟实验;构建了试验矿井堵孔率计算数学模型,揭示了钻孔变形塌孔发育规律,提出了适用于试验矿井的瓦斯抽采钻孔精准监测现场实施技术工艺,并通过现场试验对技术工艺的可行性和准确性进行了验证。结果表明:(1)光纤耦合体应变、模拟煤样堆积质量与钻孔变形塌孔间具有线性关系,随质量增加应变变化趋势相近,呈“陡-缓-陡”三阶段变化。通过分段拟合构建了适用于试验矿井的钻孔堵孔率计算数学模型。(2)通过误差分析,发现随着应变增加最大绝对误差先变大后变小再变大,中期最大绝对误差为19.48%,后期完全堵孔状态下的质量极值越接近不同配比煤样的平均质量极值误差越小。(3)基于上述数学模型解算,揭示了模拟堵孔过程中煤块首先在钻孔底部呈“凸”状堆积,随后滑向两侧,最后又在顶部聚集的塌孔演化规律,以应变值0、45.95×10^(-6)、72.19×10^(-6)为临界值区分塌孔前、中、后期,构建了适用于试验矿井的瓦斯抽采钻孔精准监测技术。通过现场应变监测结果分析,发现在孔周应力、扰动等因素作用下,失稳孔段孔周裂隙更易发育,塌孔程度随时间加剧。结合钻孔沿程堵孔率计算结果,对钻孔沿程变形塌孔情况进行了判断,对比钻孔窥视图可得,该精准监测技术判断结果基本符合实际观测情况。提出的以分布式光纤耦合体和BOTDA技术为基础的钻孔精准监测技术工艺可行、可靠,可为推进瓦斯抽采钻孔精准智能化发展水平提供参考。

关键词：分布式光纤监测塌孔数学模型钻孔精准监测瓦斯抽采

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双机器人协作轴孔装配力柔顺控制技术研究

机械工程学报 2024年第3期60卷 20-33页

作者：王战玺张益铭张邦海罗子彦史梦格西北工业大学机电学院西安710072 南京电子技术研究所南京210012

轴孔精密装配是加工制造业中常见的装配形式,其完成过程同时存在位置约束和力约束关系,因此采用工业机器人实现轴孔自动装配一直是具有挑战性的热点问题。首先分析了轴孔装配过程插孔阶段的典型的单点接触和双点接触受力模型,并针对不... 详细信息

轴孔精密装配是加工制造业中常见的装配形式,其完成过程同时存在位置约束和力约束关系,因此采用工业机器人实现轴孔自动装配一直是具有挑战性的热点问题。首先分析了轴孔装配过程插孔阶段的典型的单点接触和双点接触受力模型,并针对不同的接触状态提出了机器人整体力调控策略;其次在基于位置的阻抗模型基础上,建立对环境位置和刚度具有自适应效果的力柔顺控制模型,通过仿真验证了控制模型可以消除力跟踪过程的系统稳态误差;然后建立了主从式双机器人协作轴孔装配模型,并进行轴孔装配仿真实验,在不同的机器人位置和姿态误差下验证双机器人协作装配的力位控制效果;最后搭建主从式双机器人装配实验平台,验证自适应力柔顺控制模型和主从式协作模型的可行性。

关键词：轴孔装配力柔顺控制阻抗控制主从式协作

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辨色知危谨慎飞翔

中学科技 2024年第2期 24-25页

作者：杨越心刘梓豪崔田田(指导) 陕西省西安市新城区新知小学不详

我们的研究源于一则关于鸟撞的新闻,看到撞在窗户上死掉的鸟儿,我们非常难过。查阅更多新闻后,我们了解到鸟撞现象非常频繁。没想到,天空中飞翔的鸟儿这么脆弱。于是我们决定一起寻找鸟撞背后的原因,帮助鸟儿找到躲避危险的方法。

关键词：鸟撞新闻飞翔鸟儿

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小学道德与法治教育课程设计与实施的探讨

中文科技期刊数据库（文摘版）教育 2024年第10期 0027-0030页

作者：黄芳西安市新城区坤中巷小学陕西西安710005

小学道德与法治教育是培养学生良好道德品质和法律意识的重要途径。本文通过对现行小学道德与法治教育课程的设计与实施进行深入探讨,旨在为提升课程的有效性提供理论依据和实践指导。首先,本文分析了道德与法治教育在小学阶段的重要性... 详细信息

小学道德与法治教育是培养学生良好道德品质和法律意识的重要途径。本文通过对现行小学道德与法治教育课程的设计与实施进行深入探讨,旨在为提升课程的有效性提供理论依据和实践指导。首先,本文分析了道德与法治教育在小学阶段的重要性和当前课程设置的现状,指出其存在的主要问题。其次,基于教育学理论和具体教学实践,提出了一系列优化课程设计的方法,包括课程内容的选取、教学方式的改进和评估机制的完善。再次,本文结合案例分析,详细阐述了具体实施策略,如通过情景教学、角色扮演和小组讨论等方式增强学生的参与感和实践能力。研究结果表明,合理的课程设计与实施不仅能有效提升学生的道德认知和法律意识,还能促进其全面发展。最后,本文总结了研究的主要结论,并提出了进一步研究的方向,以期为小学道德与法治教育的持续改进提供参考。

关键词：小学教育道德教育法治教育课程设计实施策略

蠕变-疲劳耦合作用下推力室内壁结构损伤分析

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航空动力学报 2024年第7期39卷 29-35页

作者：王红建王超施蔚杜大华西北工业大学航空学院西安710072 中国航天科技集团有限公司西安航天动力研究所西安710100

可重复使用液体火箭发动机能大幅降低航天运输成本,其中推力室内壁结构的循环使用寿命是影响可重复使用性能的关键因素.基于Chaboche随动强化模型和Norton蠕变模型建立推力室内壁材料的本构方程;采用瞬态热-力耦合分析方法,获得推力室... 详细信息

可重复使用液体火箭发动机能大幅降低航天运输成本,其中推力室内壁结构的循环使用寿命是影响可重复使用性能的关键因素.基于Chaboche随动强化模型和Norton蠕变模型建立推力室内壁材料的本构方程;采用瞬态热-力耦合分析方法,获得推力室各工况下的温度场与应力-应变分布;通过Lagneborg累积损伤法建立损伤模型,其中考虑了蠕变-疲劳的耦合作用,以预测内壁结构损伤及循环寿命.研究结果表明:推力室内壁结构损伤形式以低周疲劳损伤和蠕变-疲劳耦合损伤为主,其中低周疲劳损伤占比65.8%,蠕变-疲劳交互作用损伤占比29.8%,因此为了准确预测推力室内壁结构的循环使用寿命,需考虑结构在蠕变-疲劳耦合损伤作用下的影响因素.

关键词：推力室低周疲劳高温蠕变交互损伤寿命预测

基于RANSAC和三维谱峰分析的全姿态散射中心建模

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雷达学报（中英文） 2024年第2期13卷 471-484页

作者：靳明振杨申吴中杰张会强刘盛启国防科技大学ATR重点实验室长沙410073 中国兵器工业集团第二〇六研究所西安710100

全姿态散射中心模型是一种性能优良的光学区复杂目标电磁散射参数化模型。针对传统的基于候选点筛选和聚类的全姿态散射中心建模方法易出现虚假散射中心和遗漏真实散射中心的问题,该文提出了一种基于目标三维空间电磁散射强度场谱峰分... 详细信息

全姿态散射中心模型是一种性能优良的光学区复杂目标电磁散射参数化模型。针对传统的基于候选点筛选和聚类的全姿态散射中心建模方法易出现虚假散射中心和遗漏真实散射中心的问题,该文提出了一种基于目标三维空间电磁散射强度场谱峰分析的建模方法。首先,基于目标多视一维散射中心参数,利用随机采样一致性(RANSAC)方法和Parzen窗函数方法估计目标在三维空间中的电磁散射强度场。然后,通过谱峰分析、散射中心关联和多视量测融合,得到全姿态三维散射中心的位置。最后,利用二值形态学处理修正全姿态散射中心的角度可见性,估计全姿态散射中心的散射系数和类型参数。仿真结果表明,该文方法所提取的全姿态散射中心与目标几何结构具有极强的关联性,相较传统方法,在缩减三维散射中心数量的同时提升了模型的表示精度。

关键词：宽带雷达目标雷达特性全姿态散射中心模型随机抽样一致谱峰搜索