为了提出一种反映刚弹侵彻脆性材料主要特征物理实质的新侵彻模型，以土盘模型为基础，引入了靶材的应变率效应，得到了含应变率的浮动锁应变公式.提出了一种新的更能反映实际材料性质的侵彻工程分析模型，并给出了计算流程.通过与实验数据的对比，验证了模型的改进对计算结果的改善.通过理论分析和数值计算相结合的方法研究了各因素对子弹侵彻混凝土靶的影响，结果表明，弹的长径比越大侵彻能力越强，弹的初速越大最大侵彻深度增加得越快；摩擦角越大，最大侵彻深度越小.

为对纤维增强攻坚战斗部毁伤威力进行有效评估，对裸装药、复合材料壳体、钢质壳体装药在空气及混凝土靶中的爆炸破坏效应进行了对比试验研究.试验结果表明，同样装药情况下，复合材料壳体装药爆炸产生的冲击波超压大于钢壳体装药而低于裸装药，且不会产生破片对远距离目标的杀伤；而钢质壳体装药爆炸破片对远距离目标具有一定的杀伤效应.在混凝土靶中爆炸破坏效应方面，复合材料壳体装药阻抗匹配要比钢壳体装药好，更利于爆炸冲击波的传播.同样装药情况下，复合材料壳体装药爆炸对靶体爆炸驱动有效能量大于钢壳体装药.

为研究不同冲击载荷和不同性质岩石的动态力学性能，通过与实验结果的对比分析，验证了数值仿真冲击载荷下应力波在岩石介质中传播特性的可行性，利用显式非线性动力分析有限元程序LS DYNA，数值模拟了SHPB冲击岩石试件的过程，得到了不同冲击速度下人造岩石的应力应变曲线，获得了相同冲击速度下几种不同性质岩石的应力应变关系，结果表明，人造岩石的动态力学特性与应变率有很大关系，岩石的动态力学特性与岩性密切相关.

为研究陶瓷厚度与三维约束对陶瓷复合靶抗中等口径弹丸侵彻性能的影响，设计了3种陶瓷复合靶，采用30 mm模型弹进行侵彻试验，得到了靶体破坏与弹丸侵蚀特征以及侵彻过程高速摄像图像；基于数值模拟，分析了陶瓷厚度和约束对靶体极限速度和抗弹机制的影响.当复合靶平面尺寸不大时，陶瓷厚度和约束是影响抗弹性能的重要因素，增加陶瓷厚度与三维约束能有效提高抗弹能力.

为实现内弹道装药结构的优化设计方案，提出将改进型遗传算法应用于内弹道优化数学模型.在基本遗传算法的基础上采用实数编码方式并对遗传操作进行改进，引入最优保留策略，使其更适合内弹道优化模型的复杂非线性.建立了具有代表性的某高炮内弹道装药优化设计模型，通过计算机仿真得到优化方案，并与采用模式搜索法和基本遗传算法得到的优化方案进行对比，结果表明，采用改进遗传算法进行内弹道优化是有效可行的.

为避免火箭发动机推力偏心测试中不合理的试验台结构方案给测试带来较大的误差，研究了用于测试火箭发动机推力偏心量的六分力试验系统的力学和误差特性.对于给定的方案，根据力学原理按理想状态得到推力偏心与各分力之间的关系，确定了传感器的量程并计算该结构方案中由传感器的精度所引起推力偏心的误差值.对该方案进行了评价.该分析方法为设计合理的六分力试验系统提供了帮助.

针对固冲发动机补燃室结构，建立了不同构型条件下补燃室三维流场带化学反应流场模型与不同构型条件下补燃室内二维绝热层传热烧蚀模型.运用FLUENT软件模拟了补燃室内燃气的流动与燃烧.运用ANSYS软件对补燃室内绝热层进行了热分析数值计算，求解了绝热层的温度场.根据材料的热解温度范围，判断出材料的烧蚀分层.针对2种不同结构构型的凹坑，进行了冲压发动机地面联管试验，计算结果与试验结果基本吻合.结果表明，文中所建立的绝热层传热烧蚀计算方法可以较好地模拟出材料的传热烧蚀过程.

为了解决短靶室轻气炮实验中的弹托分离问题，设计了新型弹托结构和弹托气动分离装置.采用实验和数值模拟相结合的方法研究了弹丸速度和弹托分离范围与分离容器充气压力、筒长及弹丸初始速度的关系.研究结果表明，分离容器中充氮气压力0.2～0.5 MPa，弹速为1～2.5 km/s，在分离装置内能够实现弹托完全分离，弹丸飞行和击靶的姿态和稳定性较好，能够满足短靶室轻气炮实验的使用要求；充气压力增加，弹托分离角增大；弹速越高，分离效果越明显；短的分离容器更有利于降低由气动力造成的弹道偏差.

为研究双自动机并联发射时膛口气流对弹丸出膛口后飞行姿态的影响，设计了新型炮口装置.对某双自动机并联发射时膛口流场进行数值模拟，结合膛口流场模拟结果分析了带炮口装置前后膛口流场对弹丸出膛口后运动姿态的影响.未装炮口装置时因膛口流场影响弹丸产生的偏移速度为2.586 m/s，安装新型炮口装置后弹丸偏移速度为1.564 m/s.新膛口装置可显著减小膛口气流对弹丸出膛口后运动姿态的影响，有利于提高武器系统的射击精度.

为研究某单管高射机枪枪管寿命趋势，进行了枪管综合寿命试验和数据采集，获得了一套完整的性能衰减数据.对采集的数据进行整理，结合历年来生产验收的试验数据，分析了初速下降率、散布精度、枪管烧蚀和膛口尺寸随射弹数的变化规律及产生的原因，获得了关于该大口径机枪枪管寿命变化趋势及其影响枪管寿命因素的新认识，为该大口径机枪的验收、使用与维护规范的修改及改型设计提供了试验依据.

提出了一种火炮身管强度设计的新方法和基于该方法的安全系数选择方案，分析了身管强度失效过程.运用弹塑性变形的基本理论提出了一种允许小塑性变形发生在身管内膛公差范围内的强度设计方法，给出了其理论依据和具体操作方法.通过分析已有的身管强度数据资料，确定了安全系数选择的初步方案.该设计方法基本反映了目前我国制式火炮身管的现状，为火炮身管设计更新提供了参考.

为研究水弹射击条件下火炮复进机的实际工作特性，采用分段处理气体多变指数的方法，将火炮后坐瞬变过程分为2个压缩子过程和2个膨胀子过程；运用热力学理论分析了实弹和水弹射击条件下各子过程中气体的实际特性与火炮内弹道特性之间的内在关系；利用压力传感器反复测试了2种射击条件下复进机内气体的状态变化.理论分析与实验结果均表明，水弹射击过程中，其内弹道特性通过影响复进机气体系统的内摩擦作用与传热过程，会间接对气体多变指数及复进机工作特性产生影响，使火炮复进速度低于实弹射击.

为了研究自行高炮系统固有能力的计算方法与模型，构建了较为完备、独立的自行高炮系统固有能力评估参数体系，将系统固有能力表述为信息能力、火力控制能力、火力能力、机动能力、防护能力和持续作战能力6项.将层次分析方法和幂指数方法相结合，建立了基于该参数体系的自行高炮系统固有能力计算幂指数模型.应用该模型对国内外4种典型的自行高炮火力固有能力进行了计算，得出的定量计算结果表明这4种自行高炮固有能力的排序与专家定性分析和相关文献的计算结果基本一致.该方法可以为自行高炮和相关武器系统固有能力计算和系统效能分析提供参考.

为研究子母弹内燃式气囊抛撒的内弹道过程, 探讨了内燃式气囊抛撒系统的结构和工作原理；根据内燃式气囊膨胀过程的特点，提出了气囊容积和有效推力面积的计算方法，建立了内燃式抛撒机构的抛撒内弹道模型.利用数值计算方法，获得了燃气压力、子弹速度和子弹加速度等内弹道性能曲线，并对计算结果进行了分析.数值仿真及地面试验结果验证了模型的合理性,为子母弹内燃式抛撒系统结构设计提供了理论研究方法.

为研究等离子体点火与传统点火方式在点燃发射药机理方面的主要差别，利用等离子体点火中止燃烧装置，分别在等离子体点火和常规点火(黑火药及2/1樟)条件下，测得了太根药、单基药及硝胺药等发射药的燃烧中止压力时间曲线.研究了等离子体点火方式下电能的输出曲线和作用过程特点；计算了不同点火方式下的点火能量；分析了发射药的点火方式对点火延迟时间的影响.结果表明，等离子体高能粒子射流的温度、能量、压力及速度等相关参数在喷孔的轴向和径向呈衰减分布.与传统的点火方式相比，等离子体点火方式能在较低的点火能量下缩短点火延迟时间.

为准确地评定火炮剩余寿命，通过研究火炮内膛径向磨损量和初速下降量的相关关系，提出了基于最小二乘支持向量机的火炮特性模型，引入量子粒子群算法进行模型反演分析，确定最优参数，建立了火炮剩余寿命评定模型.对实弹射击测得的25组试样的实例应用分析表明，预测模型相对误差在±5%以下，显示了最小二乘支持向量机是一种较为有效的非线性建模方法，量子粒子群算法进行模型参数优化能够保证全局最优.验证结果表明，模型的精度较高，有一定的实用价值.

为了使防空导弹更高效地拦截目标，要求导弹在中制导段到末制导段的交班点上具有最优的性能.针对不同的性能指标构建了相应的最优控制模型，扩展了拟勒让德谱变换法，使其能有效地将已建的含有间断点的模型转换成非线性规划(NLP)问题，采用序列二次规化(SQP)算法优化得到最优解.分析了不同指标下最优弹道之间各参数的差异，选择终端速度最大作为目标函数再次优化，得到了终端速度在交班点上的分布规律.优化结果表明，转化成NLP问题的模型具有较高的精度，且易于优化求解；导弹终端速度在弹道倾角和偏航角等于零的附近达到最大值.

为了解决Bayes方法对导弹武器最大射程进行评估时先验信息的来源不确定且可信度不高的问题，对弹道导弹推力偏差进行了分析.在考虑影响导弹射击精度主要误差源的基础上，利用干扰弹道仿真产生了导弹最大射程.在考虑先验信息可信度的情况下，对导弹武器的最大射程进行了评估，提高了Bayes估计的可信度.仿真结果表明，该方法用于先验信息样本容量较大或先验信息可靠性较低的情况，可增强Bayes评估的稳健性.

为评定单兵自动武器作战效能，通过分析单兵自动武器作战任务，建立了单兵自动武器对不同射击目标的命中概率、杀伤概率数学模型以及杀伤面积计算模型.编制了计算、仿真程序，实现了武器射击效率的计算及仿真.通过实例模拟，分别针对不同射击目标，在不同射程情况下，对命中概率与毁伤概率进行了计算与评估，结果表明该模型计算简便、精度高.

为研究鱼雷深度弹道的非线性控制方法，在深度非线性模型中，以鱼雷姿态角速度作为升降速度的虚拟控制量，得到新的输入输出动态和稳定的零动态.改写输入输出动态为严反馈形式，针对模型中各级未知参数向量，分别设计自适应调节律.引入非线性阻尼项消除不确定性，使跟踪误差收敛到零的小邻域内.仿真表明，各级预设参数自适应调整，鱼雷的深度弹道控制性能良好.给出的自适应反演鲁棒控制律能够处理模型不确定性和各级未知参数，深度非线性分层控制策略体现了鱼雷的非线性特征.

为分析鱼雷从无人水下航行器发射后的航行安全性，建立了鱼雷发射后的初始弹道模型并进行了仿真，分析了鱼雷发射参数对初始弹道的影响，确定无人水下航行器发射某型鱼雷的合理参数，并进一步分析了初始弹道中鱼雷的航行姿态以确保结论的正确性.仿真结果表明在合理设置发射参数的前提下，鱼雷从无人航行器发射后初始弹道符合战场环境的要求，无人水下航行器发射鱼雷是完全可行的.

为提高外弹道测试中外弹道参数估计的精度，研究了利用非遥测和非弹道程序器数据的跟踪部位不一致的修正方法，阐述了利用GPS载波相位进行跟踪部位不一致修正的基本思想，结合外弹道测量的实际情况建立了以GPS载波相位双差数据为参数的修正模型，设计了相应的数据处理流程.仿真结果表明该模型和流程可行，该方法提高了外测系统数据的自处理和自鉴定能力.

天基对地打击动能武器(SGKW)用于从太空对地面高价值战略目标进行快速、准确的打击.针对燃料最省要求，研究了SGKW共面打击轨道优化设计方法，建立了SGKW的无量纲化平面运动模型，利用庞特里亚金极大值原理将燃料最省共面打击轨道的最优控制问题转化为两点边值问题.由于约束条件中存在优化参数，一种基于“遗传算法＋序列二次规划”的组合优化算法被用于求解未知参数.仿真结果表明，该方法可有效克服传统优化方法的初值敏感问题，且在过渡段轨道中加入无动力滑行段可以有效降低飞行器的燃料消耗.

针对制导炸弹在大空域飞行过程中受到不确定外界干扰和未建模摄动影响，就人工鱼群算法对精确解获取能力不够和后期收敛较慢的问题，提出了一种引入饥饿因子以自适应调整视野、步长和拥挤度因子的改进方法.采用改进算法对混合灵敏度问题中的权函数进行了优化选取，设计了制导炸弹鲁棒控制器.Matlab仿真结果表明，改进的人工鱼群算法具有更快的寻优速度和更高的寻优精度，应用该方法设计的控制器具有较好的设计性能指标，对大空域、强外界干扰和较大模型摄动的适应性强、鲁棒性好.

为探索电感储能脉冲电源用于电磁发射的可行性，研究了电感电容混合型meatgrinder脉冲电源电路.分析了带轨道炮负载的这种混合储能型脉冲电源系统的工作原理，结合仿真，研究了电源模块中电感、耦合系数和电容等参数对系统性能的影响，讨论了多个电源模块的并联运行问题.通过合理设计电源电路参数，这种脉冲电源电路用于轨道炮的发射是可行的，并且通过多模块的并联运行可以获得理想的脉冲电流波形和更高的系统能量转换效率.

为评定子弹撞击火炸药的感度，针对火炸药易损性子弹撞击响应试验的要求，设计了由可编程逻辑控制器(PLC)、固态继电器、电磁铁及击发装置组成的发射时序控制器，基于Labview编写了上位机程序，控制3支12.7 mm弹道枪的顺序发射，实现了子弹的稳定发射以及发射时序的控制.设计了基于虚拟仪器的光电测频、测速系统，能对连发弹丸的射频及速度进行实时测量，为子弹撞击试验提供了试验手段和测试平台.