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  • 2013年, 第34卷, 第2期      刊出日期:2013-02-01
      
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    研究论文

  • 韩恺,朱振夏,张付军,李云龙,付耿,章振宇
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    为解决增压柴油机高原功率下降的问题,讨论了几种增压方式。在此基础上提出了可调复合增压方案(CASP)并开展了相应的仿真研究。以某V型八缸增压柴油机为原型建立了数值模型,在海拔3000m的条件下比较了两种高原策略与复合增压方案的效果。计算结果表明:采用复合增压方案可以明显地改善柴油机低速特性并抑制喘振倾向。标定功率恢复至平原的89.7%,最大扭矩值下降了3.7%,转速适应性系数提高为1.56,可调复合增压方案可以在高原环境下有效地恢复发动机功率。

  • 王尔烈,陶刚,陈亮,陈慧岩
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    对越野车辆大功率自动变速器(AT)换挡液控系统进行了分析,研究了离合器充油过程,建立了离合器滑摩阶段充油油压数学模型,得出无油压传感器下换挡过程离合器油压控制规律。在实际换挡过程中,根据油门开度修改比例阀的控制占空比,以适应不同负荷下离合器结合油压的需要;根据离合器摩擦片转速差引入参数反馈,对比例阀占空比进行调节,以提高车辆换挡品质。最后进行实车试验,通过对缓冲油压的控制能实现良好换挡。

  • 缪玲娟, 高伟熙, 沈军, 郭子伟
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    介绍了惯性系中基于重力加速度信息进行粗对准的实现方法。在此基础上通过推导以地心惯性坐标系为导航系的捷联惯性导航系统(SINS)误差方程,建立了与惯性系对准算法相匹配的状态模型,提出了一种采用Kalman滤波实现基于惯性系的SINS行进间精对准方法。计算机仿真实验结果表明,文中所提出的基于惯性系的采用Kalman滤波的车辆行进间精对准方法,可有效地降低干扰噪声的影响,提高初始对准的精度。此外,该方法相对于基于地理坐标系进行滤波的方法,简化了滤波模型,较大的降低了计算量。

  • 郭锦炎1, 王浩2, 黄明2, 张丁山3, 王岗罡4
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    为了保证子弹在低过载抛撒环境下能得到较高的子弹抛撒速度,设计了一种新型的活塞式中心抛撒机构,对这种抛撒机构的工作过程进行了研究。这种新型活塞式中心抛撒机构通过带有斜面的弹托来传递活塞对子弹的推力,高压室燃烧低压室做功等方式,降低了初始的推力峰值,实现抛撒过程的低过载。根据此种抛撒机构的工作原理,对活塞、弹托及子弹等进行受力分析,建立了此种抛撒机构的内弹道模型,采用此模型对其内弹道性能进行仿真研究。计算得出,该种新型抛撒机构能提供大于50m/s的抛撒速度并将子弹过载控制在1000g以下。所建立的内弹道模型对此种新型活塞中心抛撒机构的设计具有参考意义。

  • 刘馨心1,2, 褚福磊1, 徐宏斌2
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    为研究缓冲装置对导弹系统初始扰动的影响,将接触变形碰撞模型应用于某导弹弹筒间隙中,基于拉格朗日方法建立了安装后坐缓冲装置的导弹发射系统运动耦合的多刚体动力学模型。通过数值仿真得到了系统的动力学响应,结果与实测参数基本一致。通过对比无缓冲装置的系统响应,说明安装后坐缓冲装置能够减小系统初始扰动,对推力偏心和弹筒间隙的影响具有调节作用。

  • 窦燕蒙1, 李国平1, 罗运军1, 葛震1, 仪建华2, 赵凤起2
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    利用单幅照相、微热电偶测温、扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(EDS)以及X射线衍射(XRD)研究了Al/AP/HTPB推进剂(P-A0)、Al/储氢合金/AP/HTPB推进剂(P-A10)和储氢合金/AP/HTPB推进剂(P-A17)的火焰结构、燃烧表面温度、熄火表面形貌、熄火表面残留元素以及熄火表面残留化合物。结果表明,相对于P-A0,P-A10和P-A17燃面上方有更加猛烈的喷射现象;P-A10和P-A17的燃面温度分别提高了5.92℃和7.45℃,凝聚相反应区域分别扩大了13.13%和4730%;P-A17熄火表面相对平整,突起的合金团表面大部分被氧化;P-A10和P.A17熄火表面残碳量相对P-A0分别减少了15.81%和27.61%,说明储氢合金可以提高AP/HTPB推进剂有机组分在燃面处的燃烧效率;P-A0,P-A10和P-A17熄火表面Al含量依次减少,而Al2O3含量依次增多,说明储氢合金的燃烧效率高于Al。储氢合金替代Al作为燃烧剂,可以明显改善AP/HTPB推进剂的燃烧性能。

  • 胡少青, 鞠玉涛, 常武军, 周长省
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    为了准确描述NEPE固体推进剂在有限变形下的力学特性,本文针对NEPE推进剂在有限变形下的粘超弹本构模型进行研究。模型由超弹部分与粘弹部分并联构成:超弹部分采用Yeoh模型,粘弹部分采用非线性粘弹性本构模型。进行NEPE推进剂单轴拉伸试验及拉伸松弛试验,并用试验结果拟合超弹及粘弹两部分的材料参数。所建本构模型与实验结果进行了对比,模型能较好的预测30%应变内的NEPE推进剂的力学性能。

  • 刘杰, 姜炜, 李凤生, 王毅, 周赛, 鲍克伟
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    研究了使用HLG-50型粉碎机制备纳米奥克托今(HMX),以及应用纳米激光粒度仪跟踪其粒度分布,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察其颗粒大小;采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman spectra)、X射线衍射(XRD)以及电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)检测其成分,研究其纯度;使用热
    重(TG)和差示扫描量热法(DSC)分析其热分解特性;同时表征了纳米HMX的摩擦感度、撞击感度和冲击波感度。结果表明,制备获得的纳米HMX产品其颗粒粒径大部分在100nm以下,并且引入的杂质极少;纳米HMX的热分解峰温度较原料HMX稍有提前,其摩擦感度与原料相比有较大幅度下降,撞击感度和冲击波感度分别降低132.6%和60.0%,安全性能明显提高,具有良好的应用前景,并对纳米HMX的降感机理进行了分析。
  • 吕少一1, 邵自强1, 赵明1, 张云华1, 王文俊1, 王飞俊1, 赵凤起2
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    分别制备了以气相二氧化硅(SiO2)和羧甲基纤维素硝酸酯(CMCN)为胶凝剂的硝基甲烷(NM)凝胶推进剂,研究了两类凝胶的形成机理及胶凝剂类型对凝胶体系流变性的影响规律。采用线性的流变学方法研究了凝胶体系的屈服性、触变性、蠕变性与温敏性等动态粘弹性,分别利用PowerLaw模型、HerschelBulkley模型、Burger模型对凝胶的流动曲线、蠕变曲线进行了数据拟合。研究发现,NM/SiO2凝胶是SiO2粒子间通过氢键形成的小分子聚集体团聚而成堆积型网路结构凝胶,而NM/CMCN凝胶是由CMCN大分子链上两亲性基团与有机小分子基团间通过分子链间疏水键、氢键等非共价键相互作用形成的一种交联网络型凝胶。两类凝胶的非牛顿系数n≤0.60. 与NM/CMCN凝胶相比,NM/SiO2凝胶具有较高的屈服应力、剪切稀化性和弹性柔量与弹性响应性,具有较差的触变恢复性和较小的内耗,且其凝胶强度在高温与低温下反而有一定的增强。
  • 张新明, 吴艳青, 黄风雷
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    对一维两相流模型进行简化,引入热点模型和阿伦尼乌斯反应速率方程,考虑炸药颗粒的可压缩性以及固液相变的影响,建立了炸药颗粒床冲击加热的多尺度计算模型,对活塞冲击颗粒药床进行数值模拟。研究了致密波区内的固相体积分数、压力、密度、整体平均温度和颗粒尺度的温度分布。结果表明:对于亚音速致密波,固相体积分数、压力、密度和整体平均温度光滑地从初始值过渡到平衡状态;相同的加载条件下,颗粒尺度的热点温度明显高于整体平均温度,并超过了熔点,可以观察到相变的发生。在颗粒接触面附近,化学反应发生,温度出现突跳。并研究了活塞速度、初始体积分数和颗粒半径等模型参数对颗粒药床压缩性能的影响。

  • 董文1,方向1,范磊1,杨力1,雷志刚
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    战场环境下预先设定的智能雷场网络易受到敌方攻击而导致大面积损坏,雷场网络被分割成数个互不相连的部分从而丧失了通讯功能。通过将问题映射到斯坦纳最小树问题,提出了一种新颖的雷场网络修复策略。首先采用雷场区域网格模型限制算法的搜索空间,随后引入蛙跳和离散量子粒子群混合优化(JFQDPSO)算法确定中续节点位置,修复受损网络。仿真实验表明该策略能够有效的恢复网络拓扑结构,算法计算较快,与其它算法相比,重建后的网络通信能耗小,网络生存周期长。

  • 王鹏1,许金余1,2,刘石1,陈腾飞1
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    为研究高温下岩石的动态力学特性,组建了高温霍普金森压杆(SHPB)试验系统。并对处于不同温度等级(室温25~1 000 ℃)下的砂岩试件进行单轴动态压缩试验,研究了不同等级高温作用下砂岩峰值应力、峰值应变和弹性模量的变化规律。研究表明:砂岩动态力学特性的变化规律在100 ℃和200 ℃前后均发生了明显变化;200 ℃后砂岩峰值应力、弹性模量降低、峰值应变迅速增大;在高于600℃温度作用下砂岩动态力学特性较室温状态发生显著劣化。从材料的微观结构特征角度对高温下砂岩动态力学特性进行分析发现,不同温度等级高温对砂岩破坏的微观机理并不相同。研究成果可以为分析地下工程围岩在高温下的动态力学响应提供参考。

  • 姚冰洁1,2,金韶华1,陈树森1,史彦山1,李丽洁1,范洪毅1
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    生产奥克托今(HMX)的过程中,醋酸是回收循环利用的,其中可能含有HNO3和H2O等杂质,因此醋酸与乌洛托品(HA)的反应会影响HMX生产工艺稳定性。采用在线红外光谱技术针对HA和醋酸体系的反应进行研究,结果表明:HA加入醋酸中后,在2700~2300cm-1处有新〖JP2〗的N—H键吸收峰出现,在1557cm-1处有—CO-2的吸收峰出现,HA C—N键在671cm-1和809cm-1〖JP〗处的吸收峰发生了红移,HAc的O—H键在3026cm-1处的吸收峰发生了红移,HA和醋酸反应生成了盐。同时利用高斯软件包对HA、醋酸以及HA醋酸盐进行了结构优化,结果显示HA醋酸盐能稳定存在。高斯模拟计算的结果与试验分析结果一致。

  • 胡坤, 张孝芳, 刘常波
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    根据无人水下航行器(UUV)操纵控制过程的特点,设计了一种基于遗传算法的UUV深度自抗扰控制器(ADRC)。针对ADRC控制器控制参数较多的问题,将其参数设计转化为一种辨识问题。借助遗传算法,对UUV深度控制系统中的ADRC控制参数进行了辨识,并对其在无外界干扰和近水面航行受波浪力干扰两种情况下的深度控制进行了仿真。数值仿真结果表明,ADRC控制可以获得较好的深度保持性能,并且具有较强的抗干扰能力。与PID控制相比,ADRC控制的操舵幅度和操舵频率有了明显降低,其控制品质有了明显提高。

  • 王鹏,宁腾飞,杜晓旭,孟鹏
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    自主式水下航行器(AUV)携带复杂外形附体(设备)时,其流体动力参数的精确计算是一个技术难点。利用通用流体动力学仿真软件CFX,采用SST湍流模型,对带有盐温深传感器(CTD)和GPS/北斗天线的AUV流体动力进行了数值计算,得到了3种模型下AUV流体动力的变化规律,分析了不同附体对AUV流体动力的影响。结果表明,带有附体后AUV水平面不对称,在附体处压力及速度变化剧烈,导致AUV流体动力参数及流场有了很大的变化。数值计算结果为AUV工程设计提供了参考依据。

  • 梁国龙,马巍,范展,王逸林
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    提出了一种基于单矢量水听器的信号处理新技术。方法通过对单矢量水听器各通道时域采样数据进行分解,将单矢量水听器等效虚拟为具有空间孔径的半波均匀直线阵。与单矢量水听器相比,虚拟后的阵列具有更窄的空域指向性波束。利用虚拟阵列的快拍数据可完成对空间目标方位估计,且可对宽带和窄带信号在频率或时域进行处理。新方法无需进行阵列流型的校正,因而具有更强的鲁棒性。理论分析和计算机仿真表明,在各向同性噪声场中,对于窄带或宽带目标,新方法具有比单矢量水听器MUSIC算法更好的方位估计性能。湖上试验验证了算法的有效性。

  • 付占达1,王阳1,李金山2, 陈甫雪1
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    3-硝基-5-胍基-1,2,4-噁二唑(NOG)与叔丁胺,甲醛进行曼尼希反应,其缩合产物在不同的硝化条件下硝化,制备了2-(3-硝基-1,2,4-噁二唑)亚胺基-5-硝基-六氢化1,3,5-三嗪(NONHT),2-(3-硝基-1,2,4-噁二唑)亚胺基-5-亚硝〖JP9〗基-〖JP〗六氢化-1,3,5-三嗪(NONsHT),并通过IR,ESI-MS, -1-H NMR,-13-C NMR,元素分析等手段进行了表征。利用多重升温速率示差扫描量热法(DSC),并结合Kissinger法和Ozawa法及相关方程估算了NONHT、NONsHT的热动力学参数。结果表明,硝基取代化合物(NONHT)的热稳定性要明显高于亚硝基取代化合物(NONsHT),二者的热分解温度也远高于类似物NNHT的分解温度。3-硝基-1,2,4-噁二唑环的引入有助于提高化合物的热稳定性能。

  • 谢爱元1, 武晓松1, 夏强1,2
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    为研究聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)在固体燃料冲压发动机(SFRJ)中的燃烧特性,开展了不同装药通道直径、补燃室压强、来流空气质量流率等工况下的SFRJ直连式实验研究。成功获得了不同工况下压强、温度的变化规律、燃面平均退移速率、局部燃面退移速率。实验结果表明:装药通道直径增大,燃面平均退移速率降低,但补燃室压强和温度随之增大;在低压(<0.8 MPa)条件下,补燃室压强越低,燃面平均退移速率、补燃室温度均随之降低,但影响是有限的。同时,当装药通道直径较小(Dp<=30 mm)时,首次发现了SFRJ的侵蚀效应现象。

  • 向梅1,黄毅民2,饶国宁1,彭金华1
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    为得到钝感炸药(IHE)和高能炸药(HE)复合装药结构对冲击波感度的响应情况,对不同结构的复合装药进行隔板实验,得到了其冲击波感度与药柱高度比值的一阶指数关系。利用显式有限元程序对复合装药结构进行隔板实验的数值模拟,计算结果与实验结果吻合。通过数值模拟计算并比较了铝、有机玻璃、钢隔板和未反应JB-9014炸药的爆轰反应边界值。

  • 吴凯,刘玉存,刘登程,袁俊明,王建华
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    针对起爆逻辑网络,探索采用奥克托今(HMX)基塑性粘结炸药作挤注型传爆药,运用分段挤压注入沟槽的工艺方式对直线微通道装药。通过正交试验研究了HMX粒度、Viton A含量、增塑剂种类及用量对装药与传爆性能的影响。结果表明,实验塑性炸药挤注工艺用于小尺寸传爆沟槽装药可行,装药致密、均匀;细化HMX含量为97%的传爆药不适于挤注装药;粘结剂低于3%时,挤注药体成型变差;增塑剂用C2与C3的塑性炸药表面更平滑,柔韧性更强;达到可传爆密度的前提下,HMX中小粒度颗粒维持相当含量是沟槽传爆药可靠传爆的必要条件;E级HMX 47.5%、细化HMX 47.5%、Viton A 5%、增塑剂C3 2%(外加)为最优挤注型传爆药装药配方,装药平均密度1.44g/cm3,1mm×1mm沟槽内平均爆速达6959m/s,直线传爆临界直径0.5mm.