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装甲技术
装甲技术是在军事装备、设施上,由固态金属或非金属材料组成的,能够防御一定能量物理攻击(包括动能,热能,电磁辐射等)、减轻受保护目标伤害的结构。可以分为被动装甲和主动装甲两种。
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  • 刘懿;任济寰;吴祥;薄煜明
    兵工学报. 2023, 44(8): 2319-2328.

    在复杂的陆战环境中,图像分类技术是快速区分装甲车辆目标的一种重要手段。针对现有基于卷积神经网络(CNN)的主流分类算法对于训练样本的数量及质量有较高要求,在新装备装甲车辆图像分类任务中精度不足的问题,提出一种集成了两个基于不同学习策略的CNN的迁移学习方法。一个CNN在图像样本较易获取、数量充足的老式装甲车辆图像数据集上进行预训练,学习局部细节特征;另一个CNN在图像质量较低的新装备装甲车辆的虚拟图像数据集上进行预训练,学习全局特征。对预训练好的CNN均利用数量有限的新装备装甲车辆真实样本按照不同策略微调,提升表征能力。设计基于Optuna超参数优化框架的自学习模型集成机制,可对两个CNN的输出进行自主加权优化,进一步提高算法的分类准确率。实验结果表明,与随机初始化训练的同一模型相比,所提方法在新装备装甲车辆图像分类任务中准确率提高7%,有效缓解了训练样本偏少的问题。

  • 孙晓东;金晓萍;解芳;孙厚杰;郑思涓
    兵工学报. 2023, 44(4): 972-981.

    为探究敌车方向的多模态告警对不同认知负荷水平下装甲车辆乘员反应的影响,招募20名成年男性开展告警类型和认知负荷水平双因素工效学实验。基于装甲车辆乘员任务虚拟仿真实验平台,面向装甲车辆乘员某一假定作业任务,针对敌车方向对不同认知负荷水平下的乘员进行告警。实验结果表明:相比视觉告警,包含触觉的多模态告警更容易使乘员理解且更符合乘员的认知状态,显著减少了乘员的反应时间、歼敌时间和反应错误率;相比低认知负荷水平,高认知负荷水平下乘员的信息理解能力显著下降,反应时间、歼敌时间和反应错误率显著增加;在视觉通道信息量过载或认知负荷增大时,可采用多模态告警来加快乘员的反应时间,提升作战绩效。该研究可为装甲车辆舱室多模态人机交互告警设计提供理论依据。

  • 徐浩轩;马晓军;刘春光
    兵工学报. 2023, 44(1): 108-116.

    混合动力装甲车直流微电网的电能质量与稳定性关系到车内所有用电设备是否能够安全可靠运行。针对混合动力装甲车辆车载微电网在大扰动下母线电压震荡乃至失稳的现象,建立计及恒功率负载与发电机组的车载微电网的大扰动模型;基于混合势函数理论得到车载微电网稳定性判据,解决了现有大扰动分析方法不适应混合动力装甲车辆车载微电网的问题,并分析了微电网重要参数与响应速度及稳定性之间的关系。通过硬件在环仿真及台架试验验证了稳定性判据及分析结果的可靠性。结果表明:在大扰动下,满足该判据的系统能够稳定运行。

  • 赵健;张亮;李岙然;冯宇;张宇;刘锐;李毅;李鑫勇;朱振雷
    兵工学报. 2022, 43(S1): 196-202.
    针对装甲装备基本可靠性指标的分配问题,采用系统工程中的系统评价方法解决。以某特征参数测试系统为例,建立了系统层次分析模型,确定单元产品在系统中的分配权重,计算过程通过验算,结果表明系统工程方法可对装甲装备基本可靠性指标进行合理分配, 可以为装甲装备可靠性设计提供依据,并可在解决其他类似工程问题上推广应用。
  • 杜志岐;唐镜
    兵工学报. 2022, 43(S1): 1-10.
    为系统性梳理装甲车辆总体设计的规范和流程,基于系统工程国际委员会发布的系统工程手册中的相关逻辑,对装甲车辆总体设计进行概念性提炼,提出5个工作对象层级、6个设计 范畴、四层次任务分解准则和部件确型方法等总体设计的技术内涵,界定了从用户到部件的总体设计过程以及V模式工作流程,把基于多方案的总体设计理念引入装甲车辆总体设计领域,并归纳整理了总体技术管理的相关工作原则。
  • 孙厚杰;金晓萍;解芳;孙晓东;郑思涓
    兵工学报. 2022, 43(11): 2749-2760.
    装甲车辆乘员的情景意识水平显著影响车辆的作战效能,而乘员的情景意识又受到工作记忆、注意力分配等因素的影响。为探究乘员的长时工作记忆及注意力分配对其情景意识的影响,共招募24名被试开展了乘员情景意识评价实验。实验针对装甲车辆中车长某一假定作业任务,基于某乘员任务虚拟仿真实验系统进行。结果显示,在长时工作记忆方面,熟练者的情景意识水平显著高于初学者;在注意力分配方面,高凸显性条件下的情景意识水平显著高于低凸显性条件,而异常信息出现频率对情景意识的影响较小。进一步分析表明,3D-SART、SAGAT、异常信息响应时间、眼睑开度、仪表区注视时间占比、SDNN以及PNN50等指标对情景意识水平变化较为敏感。该研究可为装甲车辆人机交互界面的设计方面提供设计依据。
  • 董香龙;郑雷;韦文东;吕冬明;朱卓志;徐苏柏;秦鹏
    兵工学报. 2022, 43(10): 2631-2639.
    SiC/GFRP叠层复合装甲成型后具有高强度、高硬度、高韧性、高黏性等特点,孔加工极为困难,易出现叠层界面失效、陶瓷崩边、纤维撕裂等损伤。采用新型烧结/钎焊复合工艺薄壁金刚石套料钻,结合旋转超声振动辅助孔加工技术,建立了单颗磨粒的运动学模型,超声振动套孔加工时套料钻与工件周期性地接触分离,其断续切削特性有利于减小轴向力。对SiC/GFRP叠层复合装甲进行制孔试验,分析常规加工和超声辅助加工轴向力的变化规律和制孔质量。研究结果表明,相比于常规套磨加工,超声辅助套磨加工轴向力显著减小,降幅最大达31.8%;超声加工入孔叠层界面处粘结紧密,未出现陶瓷崩碎严重的现象;有效避免了常规加工出孔处不规则隆起和隆起高度较大的缺陷,隆起高度降幅最大达61.03%,显著改善了钻削出孔表面质量,降低了出孔损伤程度,为SiC/GFRP叠层复合装甲的高效低损伤连续孔加工提供了理论参考。
  • 司鹏;白帆;刘彦;闫俊伯;黄风雷
    兵工学报. 2022, 43(9): 2318-2329.
    为支撑陶瓷复合装甲的结构设计,研究不同厚度比陶瓷/金属复合装甲的弹道防护性能。通过陶瓷/金属复合结构抗侵彻性能弹道实验及数值模拟研究,完成有限元-光滑粒子流体动力学耦合计算模型的校验;模拟长杆弹撞击陶瓷复合装甲过程,分析装甲陶瓷与金属背板厚度比对界面击溃效应影响,获取不同厚度比陶瓷/金属复合装甲抗弹性能。研究结果表明:陶瓷复合装甲存在两种主要防护机制;当弹体速度小于1 000 m/s,随着陶瓷厚度从15 mm增加至25 mm,复合装甲的界面击溃驻留时间能够提高一倍以上,期间弹体耗能最高可达50%;当弹体速度大于1 000 m/s时,侵彻阶段的耗能占据弹体动能损失的主导,期间最高耗能可达85%;当金属与陶瓷的厚度比为2∶1时,复合结构使弹体具有较长的界面驻留时间,并实现较高的弹道防护效能。
  • 张林;陈斌;谭清华;张炜;高颂
    兵工学报. 2022, 43(4): 758-767.
    CSCD(2)
    大口径反装甲杀伤武器在战场上发挥着越来越重要的作用,对装甲材料和结构设计提出了更高要求。为探究陶瓷复合装甲在14.5 mm穿燃弹侵彻作用下的抗弹机理与抗弹性能,设计一种铺层顺序为陶瓷/纤维/金属/柔性芯材/金属的复合装甲结构,采用试验研究方法分析厚度匹配、底板材料和柔性芯材3个因素对其抗弹性能的影响。结果表明:陶瓷面板厚度对抗弹性能影响显著,抗14.5 mm穿燃弹打击时,陶瓷面板厚度为1.38倍弹芯直径,抗弹性能较优;面密度相近、陶瓷厚度一定时,复合背板的厚度配置在一定程度上的变化对抗弹性能影响甚微;面密度相近、底板选用装甲铝时,厚度较大,抗侵彻性能更好;柔性芯材的设置既可以降低损伤面积,又可以发挥偏转功能,改变子弹侵彻底板的入射角,从而提高复合装甲的防护能力。
  • 熊瑛;李小健;周伟;李楠;焦美;李燕;杜晓琳;聂秀丽;纪相普
    兵工学报. 2022, 43(7): 1467-1477.
    电驱动系统在工作过程中会产生宽频高强度电磁干扰,对自身及其他电子电气设备构成不可忽视的威胁,针对电驱动系统中的重要组成部分和干扰耦合媒介——三相同步电机,提出考虑寄生效应的宽频建模方法,支撑设计人员完成电磁干扰风险分析及改进优化。基于测试获得电机三相端口共模及差摸阻抗频域特性;通过数学推导得到电机的单相共模及差模阻抗特性,并借助矢量拟合技术构建等效电路方法构建电机单相端口共模及差模高频等效电路模型;最终将单相等效电路按星形连接构建出完整的电机三相电路模型。基于该方法构建某140 kW永磁同步电机等效模型,通过比对试验验证模型的准确性。研究结果表明:新方法能够快速、精确地完成三相同步电机的等效建模,且具有频率范围宽、收敛性好等特点,可与其他电子电气模块级联构成完整的电驱动系统模型,有效支撑系统级电磁干扰与电磁敏感问题的快速分析与预测,具备创新性及实用性。
  • 张杜江;赵振宇;贺良;任建伟;强鹭升;周贻来
    兵工学报. 2022, 43(8): 1966-1976.
    CSCD(3)
    具有高屈服强度的某装甲钢广泛应用于我国装甲车辆。为准确模拟该装甲钢的动态力学行为,开展基于Johnson-Cook(J-C)本构模型的动态本构参数标定及验证。采用万能材料试验机对该装甲钢进行不同温度下的准静态拉伸试验,同时采用分离式霍普金森压杆开展不同应变率下的压缩性能测试。基于实验数据和J-C本构模型,拟合得到该装甲钢的本构参数。基于轻气炮开展泡沫铝弹丸冲击均质梁的实验研究,分别采用J-C本构模型和理想弹塑性模型进行有限元仿真计算,并将冲击实验与数值结果进行对比分析。结果表明:该装甲钢具有应变率强化效应,且温度软化效应显著;采用J-C本构模型仿真的均质梁峰值挠度与试验结果的相对误差为1.7%~6.1%,残余挠度相对误差为0.6%~7.6%。
  • 张磊;李世民;康淑瑰;王铁宁;郭猛超
    兵工学报. 2022, 43(3): 720-728.
    为解决小样本条件下运用大数据驱动模型预测装备维修器材需求效果不理想的问题,提出一种新的数据模拟扩充算法。通过将不同时间段的器材累积消耗值作为相似度量改进了AP聚 类算法,并对数据进行迭代聚类。结合改进后聚类算法的特点,将聚类为同一类别数据的各报告期器材相对消耗值考虑为正态分布数据,进而确定待预测数据各分量的正态分布数字特征。运用数学软件生成大量随机模拟样本构建训练集并进行预测。数值算例结果表明,通过本文方法生成的模拟样本可有效提升大数据驱动预测模型用于小样本器材需求预测的效果。随着模拟样本数据数量的增多,不同预测模型的预测结果稳定于同一预测值附近,有效提高大数据驱动模型预测结果的可信性。
  • 宋承天;焦永晖;刘向;赵宏宇
    兵工学报. 2021, 42(11): 2310-2320.
    CSCD(2)
    针对低伸弹道复杂环境下对坦克反应装甲的精准定距问题,提出基于电容与磁复合的坦克目标探测方法,其中,电容探测进行精确定距,磁探测进行坦克铁磁目标识别,复合体制解决低伸弹道复杂背景环境的干扰问题。理论分析电容探测原理,通过COMSOL仿真对双电极电容探测模型的电极分布进行优化,有效提高了作用精度。理论推导坦克磁场计算式,对坦克目标周围磁场强度特性进行仿真,基于隧道磁阻设计磁探测电路并进行了实验验证;设计基于状态机的电容与磁复合目标探测识别方法,利用多特征量提高了对目标的识别准确性。开展样机实验验证,结果表明,该复合探测方法可实现对坦克目标的准确识别,达到了1 m±0.2 m的定距要求。同时针对对抗四代以上反应装甲探测距离不足的问题,设计单电极自电容探测模型及电路,进行仿真分析,结果表明,探测距离可提高至2 m以上。
  • 唐辉;焦志刚;赵东志;赵丽俊;朱小平
    兵工学报. 2021, 42(11): 2321-2326.
    CSCD(1)
    为有效毁伤装甲目标,有必要考虑如何尽可能规避爆炸反应装甲作用场。针对爆炸反应装甲和破甲弹结构特性及作用机理,建立一种基于坦克炮低伸弹道的近炸引信作用距离计算模型。根据模型几何关系确定出破甲弹与爆炸反应装甲的极限交会距离,进而推出一级近炸引信作用的合理距离。运用该模型以某型破甲弹为例,推出极限交会距离的理论值以及一级近炸引信作用距离与弹丸速度的关系。爆炸反应装甲威力场试验表明,极限交会距离的安全临界值与其理论计算值基本吻合,由此计算模型推导出的引信作用距离具有较高精度,对工程设计具有一定的指导意义。
  • 廖自力;疏歆;高强;李嘉麒
    兵工学报. 2021, 42(10): 2082-2091.
    CSCD(1)
    针对电传动装甲车辆突然加速或减速瞬间和加速过程中出现的母线电压波动现象,开展母线电压控制策略研究。基于某型8×8轮式装甲车电力系统拓扑结构,建立计及超级电容和电机负载在内的DC/DC小信号模型,剖析以上两种工况下母线电压波动现象诱因。根据功率前馈控制策略并结合电机驱动器-轮毂电机负载“负阻抗”特性分析,提出一种双通道补偿控制策略并通过硬件在环仿真和样车试验对其有效性进行验证。研究结果表明:功率前馈控制对车辆突然加速或减速诱发的母线电压波动具有较好的抑制作用,但对于加速过程中电机负载“负阻抗”特性导致的母线电压波动基本无作用;采用双通道补偿控制能够有效抑制两种母线电压波动现象,提高系统抗干扰能力。
  • 刘春光;陈路明;张运银;张征;徐浩轩
    兵工学报. 2021, 42(10): 2130-2144.
    CSCD(1)
    为解决电传动装甲车辆负载需求功率预测精度偏低的问题,提出一种基于改进灰色马尔可夫链的组合功率预测方法。采用改进灰色预测方法和马尔可夫链预测方法对负载需求功率中的主体功率和残差功率进行预测,并在每个预测时刻将两种功率预测结果进行代数相加,建立改进灰色马尔可夫链组合预测方法。仿真结果表明:该负载需求功率组合预测方法相对于传统单一预测方法,能够较好地预测负载功率的强随机性变化特征,准确预测负载需求功率的变化趋势,预测精度最高提升了16.49%,可为后续能量管理策略提供有效参考信息。
  • 蔡立春;廖自力;李嘉麒;张运银;王科淯
    兵工学报. 2021, 42(10): 2196-2205.
    CSCD(3)
    为提高车辆的行驶稳定性,发挥轮毂电机驱动的优势,提出一种8×8分布式电驱动轮式装甲车辆直接横摆力矩与转矩矢量控制方法。建立车辆的线性二自由度模型,求得期望横摆角速度和质心侧偏角。设计一种分层控制器:上层控制器为协调横摆角速度和质心侧偏角,采用滑模控制对两个变量的控制输出分别进行计算,并设计加权函数,得到横摆力矩输出;下层控制器将8个车 轮按轴分为4组矢量,根据横摆力矩和纵向力需求,按照转矩矢量合成的方法得到各轮转矩。实时仿真实验结果表明,该控制方法能合理分配车轮转矩,有效控制横摆角速度,提高车辆的行驶稳定性。
  • 刘越;席军强;田真;张欣
    兵工学报. 2021, 42(10): 2260-2267.
    为获取轮式装甲车辆电驱动轮机电动力学特性,提出考虑轮毂电机和行星齿轮机构耦合影响的动力学建模与分析方法。基于轮毂电机空间电磁力模型,计算得到电机径向力、切向力和转矩脉动,作为电驱动轮机械系统动态激励;建立考虑柔性壳体的行星齿轮机构动力学模型,实现了轮毂电机及行星齿轮机构机电耦合动力学仿真。结果表明:轮式装甲车辆电驱动轮低阶模态主要是全局模态,高阶模态主要是行星传动系统的局部模态;对于系统振动响应,在低转速区电磁激励的高阶次占主因,而在高转速区低阶次激励占主因。
  • 杜明刚;张金乐;张喜明;孙亚东;毛飞鸿
    兵工学报. 2021, 42(7): 1564-1568.
    针对高速履带车辆空气阻力系数不准确、影响机动性能计算的问题,开展了履带装甲车辆空气阻力系数测试研究。利用相似性理论,对多种履带装甲车辆微缩比例模型开展风洞试验,获得不同类型履带装甲车辆的空气阻力系数值。结果表明:履带装甲车辆空气动力学设计中,主战坦克空气阻力系数可选择0.92,自行火炮类型车辆空气阻力系数可选择0.99,步兵战车等类型车辆空气阻力系数可选择0.83;试验结果为车辆机动性精确计算提供了工程指导。
  • 张永梅;赖裕平;马健喆;冯超;束颉
    兵工学报. 2021, 42(3): 545-554.
    CSCD(8)
    针对当前视频目标跟踪算法跟踪多目标容易跟丢的问题,以视频中的装甲车、飞机为研究对象,研究一种改进跟踪学习检测(TLD)的视频多目标检测跟踪算法。对于跟丢的目标,利用Kalman滤波算法的预测功能跟踪视频中典型目标的轨迹,并采用Kalman滤波算法跟踪的轨迹来弥补TLD算法丢失的部分,从而获得视频中典型目标的完整轨迹,以提高视频多目标跟踪的准确率。由于现有轨迹预测算法存在准确性较差的局限性,提出一种基于社交长短时记忆(Social-LSTM)网络的视频典型目标轨迹预测算法,将上下文环境信息和多个目标轨迹之间的相互影响关系融入Social-LSTM网络,预测待检测典型目标的轨迹序列。仿真实验结果表明,所提轨迹预测算法优于传统的LSTM算法、隐马尔可夫模型算法以及混合高斯模型算法,有利于提高视频典型目标轨迹预测的准确率。
  • 郭司南;完颜笑如;刘双;梁超然;陈浩
    兵工学报. 2021, 42(2): 234-241.
    CSCD(2)
    合理的装甲车辆智能化与信息化设计对于降低乘员脑力负荷水平、提高乘员综合作战效能具有重要意义。为探讨智能化设计与信息加工通道复杂度对装甲车乘员脑力负荷的影响,基于某新型装甲车仿真平台,面向装甲车指挥员典型作业任务,选择20名被试人员开展了乘员脑力负荷影响因素综合实验。实验结果显示:高智能化任务相较于低智能化任务具有更低的美国国家航空航天局任务负荷指数量表得分、alpha波段的绝对功率、任务误操作率以及更高的平均扫视峰值速度;视听双通道任务相较于视觉单通道任务具有更高的美国国家航空航天局任务负荷指数量表得分、theta波段的绝对功率和平均瞳孔直径。研究结果表明:高智能化设计条件下乘员的脑力负荷显著低于低智能化设计条件,人机系统的自动化操作与智能人机交互模式可有效降低高信息需求下乘员的工作负荷;视听双通道加工条件下乘员的脑力负荷显著高于视觉单通道加工条件,但使用视听双通道信息加工模式在多任务需求下有利于维持乘员作业绩效;不同生理测量指标对于脑力负荷影响因素具有差异化的敏感性和诊断性。
  • 门建兵;聂源;蒋建伟;王树有;冯高鹏
    兵工学报. 2020, 41(12): 2369-2378.
    针对反爆炸反应装甲(ERA)串联爆炸成型弹丸(EFP)成型设计问题,建立串联EFP引爆能力、分离时序和侵彻能力的理论条件。采用ERA引爆判据、EFP速度衰减理论和侵彻理论,分析形状、质量比和速度差对引爆能力、分离时序和侵彻能力影响规律。基于作用场时间τe≤1 500 μs的 典型ERA,在飞行距离H≤1 000(为装药口径)时,获得串联EFP成型特征的必要条件,其中:球-杆组合型,前后EFP直径比df/dr≤1.09,前EFP质量与总质量之比0.17f/m≤0.40,前后EFP速度差Δv≥150 m/s;杆-杆组合型,df/dr≤1.09,0.20≤mf/m≤0.65,Δv≥166 m/s. 对一种球-杆形串联EFP开展反ERA联动实验,采用高速摄影系统观测得到前后EFP分离飞行、前EFP击爆ERA以及后EFP侵彻靶板过程,验证了该设计方法和必要条件的正确性。
  • 王超;汪国胜;李睿;刘青峰;曹宇
    兵工学报. 2020, 41(12): 2579-2592.
    阐述了坦克装甲车辆主动悬挂的需求和技术进展,详细介绍了电力-液压(简称电液)主动悬挂和机械-电力(简称机电)主动悬挂的结构及特点;结合电液主动悬挂和机电主动悬挂两种典型主动悬挂的试验验证情况,分析了现有坦克装甲车辆主动悬挂结构技术的瓶颈问题;归纳了坦克装甲车辆主动悬挂对结构性能的要求和关键技术,即高功率密度、高可靠性、低迟滞作动器技术;针对性地提出了新型主动悬挂结构研究思路:引入机电液复合作动器,规避了电液主动悬挂的时滞大和机电主动悬挂的惯性冲击问题,可实现悬挂的主动控制,为“十四五”坦克装甲车辆主动悬挂技术研究提供了方向性参考。
  • 钱润华;王桥;洪乃斌;付磊;陶治
    兵工学报. 2020, 41(11): 2362-2368.
    目前列装部队的装甲装备在铁路输送时普遍存在下部宽度超限问题,为此采用配套装置的加高方案,把装甲装备装载位置加高到我国铁路下部宽度限界以上,充分利用我国铁路中部最大限界宽度,达到使装备在铁路输送时不超限的目的。建立坐标系,推导出计算点是否超限的判定表达式,并进行计算点超限判定;根据超限装备加高后装载轮廓尺寸、限界基本轮廓和重车重心高等约束条件,计算出装备不超限时加高高度的取值范围;通过分析装备加高装载后列车的倾覆稳定性,验证了加高方案解决装甲装备在铁路输送时超限问题的可行性。
  • 邢柏阳;侯云辉;李泰华;张东江;刘荣忠;郭锐
    兵工学报. 2019, 40(10): 2014-2021.
    CSCD(1)
    为获得具有较大动能的靶后破片来源以及轴向位置,开展了爆炸成型弹丸(EFP)垂直侵彻装甲钢的试验和仿真研究。借助经过试验验证的仿真方法,分析不同靶板厚度(30~70 mm)、不同EFP着靶速度(1 650~1 860 m/s)下,某典型EFP垂直侵彻装甲钢板后靶板和EFP产生的靶后破片速度、质量沿轴向的分布规律。结果表明:靶板和EFP产生的靶后破片速度随轴向位置近似呈线性增加,当靶板厚度或EFP着靶速度二者之一固定时其斜率固定,并且破片来源(由靶板或EFP产生)对包络线截距的影响也很小;靶板产生的大质量(>10 g) 破片均分布在破片云中间或者靠近靶板的位置,EFP产生的大质量(>10 g)破片均分布在远离靶板的位置;具有较大动能的靶后破片主要由EFP产生,并位于远离靶板的位置。
  • 傅斌贺;刘维平;刘西侠;宋海军
    兵工学报. 2019, 40(7): 1537-1545.
    CSCD(1)
    为满足装甲车辆乘员信息作业人机工效试验需求,设计开发了装甲车辆信息系统人机工效试验平台。分析了试验平台的系统方案,包括主控系统、模拟测试系统和数据处理系统;依据实车环境设计了试验座舱及控制台、操作模拟装置和综合测试装置;采用嵌入式测试方法,将绩效测试功能嵌入到作业模拟过程中,开发了主控软件、信息终端软件和射击模拟软件;通过具体实例对试验平台的有效性和实用性进行了验证。研究结果表明,试验平台能够实现乘员信息作业绩效的全程测试,以及乘员认知能力、脑力负荷和生理参数的综合测试,有效甄别相关因素对乘员信息作业绩效的影响,为准确测量乘员信息作业绩效提供技术手段。
  • 乔新勇;刘春华;谢晓阳;张小明
    兵工学报. 2011, 32(8): 945-949.
    为了分析发动机失缸时转速的变化,研究了发动机瞬时转速信号的测取方法,在某型装甲车为了分析发动机失缸时转速的变化,研究了发动机瞬时转速信号的测取方法,在某型装甲车辆上采用断缸法模拟了失缸故障,测取了发动机正常工作、燃烧不良及失缸工况下的瞬时转速信号。对原始转速脉冲信号进行了“0-1”转换,以消除外界噪声干扰。对转速进行了频谱分析,分析了发动机失缸时转速的不规则变化。对转速进行了复杂度分析,提取了K[C]复杂度特征。分析结果表明,通过转速复杂度分析可以对发动机失缸现象进行判别。
  • 陈文英;张兵志;史力晨;赵青松
    兵工学报. 2018, 39(9): 1841-1849.
    CSCD(14)
    针对装备体系贡献率评估关联因素复杂、评估难度大的问题,剖析装备体系贡献率概念和内涵,提出装备体系贡献率评估研究框架。以新型智能装甲作战系统体系贡献率评估为研究对象,从体系功能完备、体系结构优化、作战能力提升、体系技术进步等多视角构建了立体多层的评估指标体系。采用基于信度规则库的证据推理方法,开展新型智能装甲作战系统体系贡献率评估研究。结果表明:体系贡献率是装备系统地位作用的综合性表征,宜从多视角、多层次开展综合研究;基于信度规则库的证据推理方法是一种有效、科学、实用的装备体系贡献率评估方法。
  • 高华;熊超;殷军辉
    兵工学报. 2018, 39(8): 1565-1575.
    CSCD(5)
    为研究多层异质复合靶板中装甲钢排布位置,对其塑性变形微观机理及受力状态的影响规律,开展了不同结构方式复合靶板抗侵彻试验。基于金属材料学理论,对复合靶板中装甲钢弹孔塑性变形微观机理进行研究,分析了装甲钢弹坑表面硬度分布及组织演变规律,利用数值模拟研究弹丸侵彻装甲钢过程力学行为与变形机理的内在联系。研究结果表明:波阻抗匹配由高至低,弹丸冲击应力波在层间界面反射形成拉伸波,产生裂纹扩展,降低弹丸侵彻阻力;绝热剪切带内部受温度以及挤压载荷影响,产生高硬度细化马氏体晶粒,抑制塑性变形向内延伸;装甲钢背板强度及刚度越高,对装甲钢塑性变形产生位错运动的阻碍作用越强,有利于提高弹丸开坑阻力。
  • 聂源;蒋建伟;王树有;刘瀚
    兵工学报. 2018, 39(8): 1576-1581.
    CSCD(3)
    为揭示三明治结构爆炸反应装甲(ERA)对爆炸成型弹丸(EFP)侵彻效应的影响,开展了铜质杆式EFP对披挂典型斜置角ERA主靶板的侵彻效应实验。采用脉冲X光摄影方法拍摄了EFP与ERA相互作用的图像,并获得了EFP对主靶板的剩余侵彻深度(RDOP)。实验结果表明,EFP对披挂ERA主靶板的RDOP随着ERA斜置角的增大而呈非线性下降,相对无ERA时的侵彻深度下降百分比呈指数增长的变化趋势。ERA炸药层厚度为0.027D(D为装药口径)时,当斜置角为0°和30°时,EFP的RDOP和相对侵彻深度下降百分比变化较小;当斜置角从30°增大到60°时,EFP的RDOP从0.50D减小至0.19D,相对侵彻深度下降百分比则从41%迅速增大到77%. 随着ERA炸药层厚度的增大,EFP的RDOP减小、相对侵彻深度下降百分比增大。其中, ERA炸药层厚度为0.027D时的相对侵彻深度下降百分比比ERA炸药层厚度为0.018D时平均增大8%.
  • 徐保荣;刘学工;吴延威;胡伟锋
    兵工学报. 2018, 39(6): 1066-1073.
    CSCD(2)
    由于外场试验自然故障样本量不足、实验室试验评估结果优于装备测试性真实水平,装甲车辆定型阶段缺乏科学的测试性评估方法。从条件概率定义出发修正了测试性预测模型,研究得到了测试性评估结果与试验评价方式关系,提出了基于外场试验、实验室试验、分析评价的测试性综合试验方法,构建了试验结果可信度计算模型和按照可信度确定不同试验结果权重的测试性综合评估模型。案例应用结果表明:基于试验结果可信度的测试性综合评估方法既解决了外场试验样本量不充分问题,又提高了试验操作的可行性和评估结论的科学性,为装甲车辆测试性试验提供了方法支持。
  • 廖自力;项宇;刘春光;李嘉麒
    兵工学报. 2017, 38(12): 2289-2300.
    CSCD(7)
    针对一种串联式电传动装甲车辆混合动力系统,制定了多算法联合的多动力源系统功率流控制策略,由不同的控制算法实现不同的控制目标。利用小波变换算法分离负载需求功率中的高频分量和低频分量,分别分配给超级电容和具有较低输出截止频率的动力源,实现负载频率特性与动力源输出特性相匹配。采用模糊控制算法实现了电池的荷电状态工作范围的优化控制,设计了基于系统效率最优的负载需求功率低频分量的二次分配策略,实现了负载需求功率低频分量在发动机-发电机组和电池间分流时的系统瞬时效率最优控制。仿真分析和实车试验结果表明:所设计的功率流控制算法实现了对多动力源系统的多目标优化控制,达到了预期的控制目标,可应用于电传动装甲车辆混合动力系统的功率流控制。
  • 冯君;孙巍巍;刘志林;王晓鸣
    兵工学报. 2017, 38(6): 1041-1051.
    CSCD(2)
    为了研究钢纤维混凝土抗侵彻性能,对带装甲钢背板的高强度钢纤维混凝土靶进行12.7 mm 穿甲弹、长杆弹高速撞击侵彻试验。根据背靶侵彻深度试验结果,采用防护系数评估复合靶的抗侵彻性能。采用细观离散元模型Lattice Discrete Particle Model、弹塑性模型和Johnson-Cook屈服准则分别描述钢纤维混凝土、弹体和装甲钢靶的材料力学响应,建立了混凝土侵彻问题的有限元-离散元耦合数值仿真模型。通过对比钢纤维混凝土破坏形态和背靶侵彻深度,验证仿真模型对于钢纤维混凝土侵彻问题的适用性。针对3种代表性侵彻工况,模拟分析复合靶间隙以及钢纤维含量对于侵彻响应的影响。仿真结果表明:相比含间隙的复合靶,无间隙的约束条件能够明显减小背靶侵彻深度;钢纤维含量对于背靶侵彻深度几乎没有影响而对混凝土靶破坏形态有较大影响。进一步仿真分析12.7 mm穿甲弹贯穿钢纤维混凝土靶板响应影响因素,得到:圆柱靶直径大于30倍弹径时, 弹体贯穿出靶速度趋于收敛;随着靶体厚度增小,剩余速度与撞击速度趋近于线性关系。
  • 毛明;刘勇;胡建军
    兵工学报. 2017, 38(6): 1192-1202.
    Baidu(1) CSCD(5)
    车辆综合电子信息系统(简称车电)是坦克装甲车辆平台信息化的基础和核心,直接影响坦克装甲车辆信息化水平和战术性能。由于对其兼具信息化总体和车电功能系统双重角色的内涵认识不清晰,车电发展受到一定制约。阐明了车电系统本质内涵,得出“坦克装甲车辆综合电子信息系统的关键在于综合”的结论,并通过梳理、分析车电技术的发展进程,凝炼了传感综合、显控综合、席位综合、处理综合与信息综合等重点,提出车电系统的关键技术、总体设计流程及仿真建模方法,为坦克装甲车辆综合电子信息系统发展提供借鉴。
  • 孙皓泽;常天庆;王全东;孔德鹏;戴文君
    兵工学报. 2017, 38(9): 1681-1691.
    Baidu(3) CSCD(14)
    针对坦克装甲目标的图像检测任务,提出一种基于分层多尺度卷积特征提取的目标检测方法。采用迁移学习的设计思路,在VGG-16网络的基础上针对目标检测任务对网络的结构和参数进行修改和微调,结合建议区域提取网络和目标检测子网络来实现对目标的精确检测。对于建议区域提取网络,在多个不同分辨率的卷积特征图上分层提取多种尺度的建议区域,增强对弱小目标的检测能力;对于目标检测子网络,选用分辨率更高的卷积特征图来提取目标,并额外增加了一个上采样层来提升特征图的分辨率。通过结合多尺度训练、困难负样本挖掘等多种设计和训练方法,所提出的方法在构建的坦克装甲目标数据集上取得了优异的检测效果,目标检测的精度和速度均优于目前主流的检测方法。
  • 李茂;侯海量;朱锡;黄晓明;李典;陈长海;胡年明
    兵工学报. 2017, 38(9): 1797-1805.
    CSCD(5)
    采用由5 mm厚的前置钢板、60 kg/m2面密度的芳纶纤维增强复合材料层合板抗弹芯层、10 mm厚的后置钢板构成的夹芯式复合装甲结构,模拟舰船舷侧复合夹芯舱壁结构。根据面板与芯层间有无50 mm的间隙,将复合装甲结构分为无间隙式、后间隙式、前后间隙式3种结构型式。开展了复合装甲结构在质量40 g、最高初速约为1 630 m/s的高速圆柱体弹丸冲击下的抗侵彻性能实验,提出了钢质面板和芳纶纤维增强复合材料层合板芯层的破坏模式,研究了复合装甲结构的抗侵彻机理,对比分析了同一穿甲载荷冲击下3种复合装甲结构的抗弹性能。结果表明:前置面板的破坏模式主要为剪切冲塞;面板与芯层之间的间隙对芳纶纤维增强复合材料板的破坏模式及钢质背板的变形量影响较大、对前置面板影响较小;同一穿甲载荷冲击下,间距的存在有利于复合装甲结构综合抗侵彻性能的提高。
  • 张雷雨;李剑锋;杨洋
    兵工学报. 2017, 38(5): 843-851.
    为分析输送链条的动力学特性和弹药的稳定性,将所有链节及弹架两侧双排滚子简化为弹簧阻尼单元,采用多体系统动力学和运动弹性动力学理论,建立输送链条的完整动力学模型和弹药的稳定性模型。借助Matlab软件,对输送链条的整体动力学模型进行数值仿真,并求解弹药的稳定性模型。通过数值仿真结果可知:在不同驱动功率下输送链条的速度、加速度均窄幅波动;轨迹线的形状特征决定了弹药离心力的动力学响应和突变特性,离心力的突变特性对弹药运动法线方向稳定性具有较大的影响,而弹药在运动切线方向上的稳定性主要受自身惯性和输送链条的动力学参数影响。根据弹药上部的摆动位移响应可知,弹药在运动法线方向和切线方向具有较好的动态稳定性。采用试验测量方法,得到输送链条的切线方向加速度与弹架的法线方向加速度值,测量数据与仿真结果较为吻合。
  • 孙玉杰;崔青春;韩璇璇;石春明
    兵工学报. 2017, 38(3): 540-548.
    CSCD(1)
    装甲钢焊接热循环过程中固态相变对焊接残余应力的演变及大小有着重要影响,而现有的有限元软件本构模型无法考虑固态相变的作用。在传热学、固态相变理论和连续介质力学的基础上,建立了温度-组织-应力耦合的本构模型,本构模型中综合考虑了固态相变引起的体积变化、力学性能变化和相变塑性对焊接残余应力的影响,采用ABAQUS子程序UMAT通过二次开发将该本构模型嵌入通用有限元软件中,对装甲钢平板对接焊进行研究,获得了装甲钢焊接热循环过程中温度、组织及残余应力变化规律。研究结果表明:装甲钢平板中断面表面宽度方向,在纵向残余应力表征上,耦合本构模型的模拟结果与X射线衍射测量结果具有较好的一致性,验证了耦合本构模型的正确性,并表明相变塑性对相变区的残余应力存在一定的松弛作用;对于装甲钢近缝区纵向残余应力大小:完全相变区<部分相变区<未发生相变区。
  • 聂俊峰;刘维平;傅斌贺;张征;杨波
    兵工学报. 2017, 38(2): 233-239.
    CSCD(2)
    作业时间的准确预测是装甲车辆乘员信息处理作业状态研究的关键,对提高人机系统的作战效能具有重要意义。针对乘员作业类型向信息处理作业转变的基本趋势,以信息录入典型信息处理作业为研究对象,对其信息处理作业操作元和认知过程进行了系统分析。基于乘员操纵特性和认知特性构建了信息录入作业时间预测模型,并面向任务对预测模型进行了实验验证,旨在为解决应急任务条件下乘员信息处理作业时间预测问题探索新的途径。结果表明,该模型能够清晰地描述乘员信息录入作业的认知过程,准确地预测作业时间,具有较好的预测精度和可重用性,是一种有效可行的信息处理作业时间预测模型。
  • 柯文;陈化良;张之暐;马林;门丽娟;王凤丹
    兵工学报. 2017, 38(2): 407-411.
    Baidu(1) CSCD(1)
    为研究先进装甲目标内乘员部位冲击波毁伤效应,建立了典型装甲车辆乘员舱室模拟等效目标靶,开展了破甲弹静爆射流穿透装甲钢舱壁及炸药在舱内静爆条件下舱内冲击波试验。试验结果表明:聚能射流穿透装甲舱室后,在舱室内具有一定的冲击波毁伤效应;受射流穿透舱壁时舱体振动、测试位置、壁面反射、传感器安装方式等因素影响,测试波形差异较大;与裸装药在模拟装甲舱内爆炸的试验结果相比,聚能装药爆炸射流穿透舱壁作用下产生的冲击波波形更复杂;若采取无模拟舱底钢板的等效舱试验方法,更加有利于获取有效的超压测试波形。