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双轴地磁传感器的参数标定与误差补偿

振动．测试与诊断 2023年第1期43卷 159-163,204页

作者：张平安汪伟高敏王毅陆军工程大学石家庄校区火炮工程系石家庄050003 陆军工程大学石家庄校区导弹工程系石家庄050003

针对在双轴地磁传感器与卫星组合测量弹丸姿态的系统中双轴地磁传感器容易受外界误差因子干扰的问题,通过分析影响地磁传感器测量精度的误差因子,提出了一种参数标定和基于椭圆旋转的误差补偿算法。首先,假设双轴地磁传感器存在虚拟x轴... 详细信息

针对在双轴地磁传感器与卫星组合测量弹丸姿态的系统中双轴地磁传感器容易受外界误差因子干扰的问题,通过分析影响地磁传感器测量精度的误差因子,提出了一种参数标定和基于椭圆旋转的误差补偿算法。首先,假设双轴地磁传感器存在虚拟x轴,对传感器的误差因子进行建模,得到误差补偿模型;其次,对传感器双轴输出表达式中的参数进行标定;对双轴的测量值集合形成的椭圆进行旋转;最后,计算误差补偿模型中的6个参数。三轴无磁转台实验数据分析表明,该方法可以将双轴地磁传感器测量滚转角的误差精度控制在±2°之间,基本满足了弹丸姿态测量的要求。

关键词：兵器科学与技术双轴地磁传感器参数标定椭圆旋转误差补偿

成形角度对选区激光熔化4Cr5MoSiV1钢组织和性能的影响

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材料工程 2022年第3期50卷 122-130页

作者：陈帅陶凤和贾长治孙河洋陆军工程大学石家庄校区火炮工程系石家庄050003

选区激光熔化(SLM)成形4Cr5MoSiV1钢具有良好的强/硬度以及耐磨性是提高其使用寿命的重要保证,为优化SLM成形4Cr5MoSiV1钢的组织和性能,研究不同成形角度下4Cr5MoSiV1钢试样的显微组织、显微硬度、拉伸性能和耐磨性。结果表明:随成形角... 详细信息

选区激光熔化(SLM)成形4Cr5MoSiV1钢具有良好的强/硬度以及耐磨性是提高其使用寿命的重要保证,为优化SLM成形4Cr5MoSiV1钢的组织和性能,研究不同成形角度下4Cr5MoSiV1钢试样的显微组织、显微硬度、拉伸性能和耐磨性。结果表明:随成形角度的增加,试样熔道间的热量累积程度降低,晶粒尺寸减小,细晶强化作用增强,故试样的显微硬度升高。随成形角度的增加,拉伸试样的滑移搭接面数量增多,滑移程度增加,且熔道边界处分正应力值降低,故试样的抗拉强度和断裂伸长率均升高。磨损试样的磨损机制以黏着磨损和氧化磨损为主,且随成形角度增加,试样的耐磨性升高。同一成形角度下,试样底层表面经多次热量累积后,其细晶强化和固溶强化作用减弱,显微硬度和耐磨性均降低。SLM成形4Cr5MoSiV1钢试样的显微硬度、耐磨性和拉伸性能呈正相关,45°成形角度下试样的力学性能最高,抗拉强度最高为1576.5 MPa,断裂伸长率最高为17%,顶层表面的显微硬度最高为608.4HV,顶层表面的磨损率最低为4.95×10^(-9)kg·N^(-1)·m^(-1)。

关键词：选区激光熔化 4Cr5MoSiV1钢成形角度显微组织力学性能

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SR-CH∞KF用于弹丸飞行姿态测量研究

系统工程与电子技术 2022年第1期44卷 262-269页

作者：张平安汪伟高敏王毅陆军工程大学石家庄校区火炮工程系河北石家庄050084 陆军工程大学石家庄校区导弹工程系河北石家庄050084

为提高弹丸姿态测量精度,提出一种基于H∞滤波的平方根容积卡尔曼滤波。该方法通过三轴地磁传感器和陀螺仪组合测量模型,采用欧拉角算法模型减少状态维数并使状态方程呈现线性化,可以减少计算量。该方法可以适用于量测噪声不确定的情况... 详细信息

为提高弹丸姿态测量精度,提出一种基于H∞滤波的平方根容积卡尔曼滤波。该方法通过三轴地磁传感器和陀螺仪组合测量模型,采用欧拉角算法模型减少状态维数并使状态方程呈现线性化,可以减少计算量。该方法可以适用于量测噪声不确定的情况,引入新息序列不断修正误差限定参数来更新量测噪声估计值,可以提高滤波的精度和鲁棒性。奇异值分解能够保证误差协方差矩阵的正定性,平方根形式能够提高容积卡尔曼滤波的数值稳定性和鲁棒性。利用地磁传感器与陀螺仪组合测量弹丸姿态的仿真实验来验证算法有效性,并与容积卡尔曼滤波和平方根容积卡尔曼滤波的效果进行对比,证明了所提算法的有效性与优越性。

关键词： H∞滤波平方根容积卡尔曼滤波地磁传感器陀螺仪姿态估计

层状复合结构的应力波传播规律及能量耗散机制研究

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振动与冲击 2022年第15期41卷 209-216页

作者：邹有纯熊超殷军辉邓辉咏崔凯波陆军工程大学(石家庄校区)火炮工程系河北050003

为研究层状复合结构的应力波特性和能量耗散机制,设计了碳化硅陶瓷/超高分子量聚乙烯/钛合金(SiC/UHMWPE/TC4)和SiC/TC4/UHMWPE两种复合结构,并进行了SHPB(split-Hopkinson pressure bar)试验和数值模拟。基于金属丝缠绕材料(entangled ... 详细信息

为研究层状复合结构的应力波特性和能量耗散机制,设计了碳化硅陶瓷/超高分子量聚乙烯/钛合金(SiC/UHMWPE/TC4)和SiC/TC4/UHMWPE两种复合结构,并进行了SHPB(split-Hopkinson pressure bar)试验和数值模拟。基于金属丝缠绕材料(entangled metallic wire material,EMWM)出色的能量耗散性能,设计了SiC/UHMWPE/EMWM/TC4和SiC/TC4/EMWM/UHMWPE复合结构,并进行了SHPB试验。结果表明,复合结构中的EMWM对应力波的透射传播具有延迟和阻碍效应。EMWM复合结构主要通过反射大部分入射能量来耗散冲击能量,相比于其他复合结构主要通过SiC的破坏来耗散冲击能量相比,EMWM复合结构的能量耗散机制更合理,抗冲击性能更好。UHMWPE置于SiC的背部可以充分发挥UHMWPE和EMWM的缓冲性能,减小SiC的损伤。而TC4置于SiC的背部会加剧SiC的损伤。

关键词：金属丝缠绕材料(EMWM) 动态冲击能量耗散机制复合结构

基于精确板理论的复合材料格栅/波纹夹芯结构屈曲特性

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复合材料学报 2022年第1期39卷 399-411页

作者：朱秀杰郑坚熊超殷军辉邓辉咏邹有纯陆军工程大学火炮工程系石家庄050003

提供了一种分析全复合材料格栅/波纹夹芯板屈曲特性的解析模型。将格栅、波纹芯子视为连续性单层,基于精确板理论推导了全复合材料波纹/格栅夹芯板的内力-应变关系;在考虑复合材料芯子壁板各向异性和横向剪切变形的基础上,基于均质化理... 详细信息

提供了一种分析全复合材料格栅/波纹夹芯板屈曲特性的解析模型。将格栅、波纹芯子视为连续性单层,基于精确板理论推导了全复合材料波纹/格栅夹芯板的内力-应变关系;在考虑复合材料芯子壁板各向异性和横向剪切变形的基础上,基于均质化理论分别推导了复合材料正交格栅和梯形波纹芯子的等效弹性常数;利用最小势能原理得到了全复合材料格栅/波纹夹芯板屈曲平衡微分方程,求解了3种边界条件下的屈曲临界载荷,解析计算的结果与有限元仿真结果进行对比的误差在5%以内,验证了解析模型的正确性和有效性。基于验证过的模型对比分析了铺层角度、铺层数等铺层参数以及芯子高度、波纹倾角和格栅间距等结构参数对全复合材料格栅/波纹夹芯板屈曲临界载荷、比屈曲临界载荷的影响规律,为该类型结构的屈曲特性分析和优化设计提供理论指导。

关键词：精确板理论复合材料波纹夹芯板格栅夹芯板屈曲

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无人靶车在不同车速下的路径规划方法

电子测量与仪器学报 2023年第2期37卷 39-47页

作者：谢高杨房立清苏续军李亚男陆军工程大学石家庄校区火炮工程系石家庄050003

无人靶车是各类精确制导武器在实验和测试阶段的打击目标,为测试制导武器对不同速度车辆的打击能力,无人靶车应具有在不同车速下完成路径选择和路径规划的能力。针对这一问题,提出一种可以适用于不同车速条件的无人靶车路径规划算法。... 详细信息

无人靶车是各类精确制导武器在实验和测试阶段的打击目标,为测试制导武器对不同速度车辆的打击能力,无人靶车应具有在不同车速下完成路径选择和路径规划的能力。针对这一问题,提出一种可以适用于不同车速条件的无人靶车路径规划算法。该算法在传统A^(*)搜索算法的基础上进行了改进,将航向角约束与圆弧形搜索方法相结合,同时将车辆的速度特性与搜索步长建立对应关系,得到一种更符合车辆行驶规律的A^(*)搜索算法。为验证该算法优化的有效性,使用MATLAB进行仿真验证,结果表明,本文改进的A^(*)算法,能够解决不同速度(30、45、60 km/h)要求下的路径规划问题,并在某地区遥感地图上进行了验证,最后证明能够为无人靶车不同车速下的路径规划问题提供一种新的解决方案。

关键词：无人靶车路径规划 A^(*)算法扇形搜索速度差异

基于复合材料层合箱梁改进解析模型计算等效刚度

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复合材料学报 2020年第6期37卷 1483-1495页

作者：朱秀杰熊超殷军辉尹德军邓辉咏李宝晨陆军工程大学石家庄校区火炮工程系石家庄050003

提出了基于复合材料层合箱梁改进解析模型的等效刚度计算方法。在考虑三维应变效应的同时用复合材料单层的二维折算模量分量来表示三维折算模量分量,简化了复合材料层合箱梁等效刚度系数的计算,得到了由梁横截面几何尺寸和层合板刚度系... 详细信息

提出了基于复合材料层合箱梁改进解析模型的等效刚度计算方法。在考虑三维应变效应的同时用复合材料单层的二维折算模量分量来表示三维折算模量分量,简化了复合材料层合箱梁等效刚度系数的计算,得到了由梁横截面几何尺寸和层合板刚度系数表达的等效抗弯刚度和等效抗扭刚度的解析式。该解析式适用于环向刚度一致的复合材料层合箱梁,并充分考虑了弯曲-剪切耦合和扭转-拉伸耦合效应对等效刚度的影响。通过三点弯试验和扭转试验,验证了解析式的正确性;通过与分层等效叠加法、有限元法进行对比,分析了解析式的计算精度。结合经典层合板理论,研究了铺层方式对等效刚度产生的影响及原因,预测了不同铺层复合材料层合箱梁等效刚度的变化规律。

关键词：复合材料层合箱梁剪切变形梁理论等效抗弯刚度等效抗扭刚度层合板刚度系数

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小口径弹丸炮口无线装定系统设计

兵器装备工程学报 2023年第8期44卷 133-139页

作者：张明跃房立清郭爱强陆军工程大学火炮工程系石家庄050003 陆军工程大学弹药工程系石家庄050003

无线装定技术是实现弹丸炸点精准控制的基础.针对目前小口径弹丸智能化与信息化程度较低的问题,为将影响弹道的因素快速装定至小口径弹丸的电子引信,设计了基于DPSK调制的炮口无线装定系统.通过信息获取模块将采集的环境信息与输入的发... 详细信息

无线装定技术是实现弹丸炸点精准控制的基础.针对目前小口径弹丸智能化与信息化程度较低的问题,为将影响弹道的因素快速装定至小口径弹丸的电子引信,设计了基于DPSK调制的炮口无线装定系统.通过信息获取模块将采集的环境信息与输入的发射信息转化为二进制数据传输至FPGA,FPGA将二进制数据进行DPSK调制.调制后的信号经过电流放大,再通过发射线圈将电信号转化为磁场信号.为实现最大功率传输,对线圈参数进行设计.引信内部接收端解调通过AD采集实现非相干解调,减小了体积.进行轻气炮实验对系统进行验证,结果表明,系统能够实现小口径弹丸的炮口无线装定.

关键词：无线装定电子引信 DPSK调制非相干解调炮口装定

某型狙击榴弹发射器橡胶缓冲部件对其发射性能影响研究

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振动与冲击 2018年第23期37卷 241-246页

作者：赵排航王瑞林李永建贾云非康小勇陆军工程大学石家庄校区火炮工程系石家庄050003

为研究某型狙击榴弹发射器橡胶缓冲部件对其发射性能的影响。通过静载与动载实验研究了橡胶缓冲部件在静载和不同平均应变率下的本构关系,建立了动力学仿真模型;根据仿真结果,分析了自动机、机匣和导轨的运动曲线,对比分析了有无缓冲垫... 详细信息

为研究某型狙击榴弹发射器橡胶缓冲部件对其发射性能的影响。通过静载与动载实验研究了橡胶缓冲部件在静载和不同平均应变率下的本构关系,建立了动力学仿真模型;根据仿真结果,分析了自动机、机匣和导轨的运动曲线,对比分析了有无缓冲垫作用下的运动曲线和后坐力曲线。结果表明:该橡胶材料本构模型具有明显的非线性、迟滞特性和应变率效应,随着应变率的增大,材料强度逐渐增大;在橡胶缓冲垫缓冲作用下可有效减小刚性接触对系统造成的影响和后坐力幅值,缓冲垫有效提高了系统的平稳性和人机工效;研究为该武器系统进一步改进打下了良好基础。

关键词：狙击榴弹发射器虚拟样机橡胶缓冲垫本构模型应变率