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杜志明, 韩志跃, 姚谦, 王盟盟

2016, 36(4): 331-339. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.001

摘要(1156) PDF(1316)

摘要:
介绍了富氮化合物类新型烟火气体发生剂燃烧产生的主要有害气体,综述了目前国内外关于典型烟火药剂燃烧气体定性和定量检测的研究进展,阐述了富氮化合物类新型烟火气体发生剂燃烧气体的各种去毒化技术手段,最后对富氮化合物类烟火药剂燃烧气体的进一步环保排放做了展望.

基于代理模型的高超声速气动热模型降阶研究

陈鑫, 刘莉, 岳振江

2016, 36(4): 340-347. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.002

摘要(1274) PDF(1910)

摘要:
高超声速飞行器气动热的快速准确预测是当前高超声速气动热弹性分析的重要前提. 针对当前高超声速气动热工程计算、高精度数值计算和实验研究均不能很好适应工程应用的问题,结合代理模型的基本思想,提出了基于代理模型的高超声速气动热模型降阶方法,建立了一种高超声速气动热模型降阶框架. 以典型高超声速三维翼面为例,对比拉丁超立方采样方法lhsdesign函数和改进的逐次枚举的拉丁超立方方法SLE,利用相同的设计样本点和代理模型构造方法,SLE方法构造的降阶模型预测翼面温度平均误差、L_∞和e_NRSME均小于lhsdesign方法,SLE采样方法有助于提高降阶模型的精度;对比Kriging和RBF两种代理模型构造方法,Kriging方法构造降阶模型优于RBF方法. 针对典型的高超声速三维翼面气动热预测表明,本文高超声速气动热降阶方法具有较高的精度和效率.

钨合金球形破片侵彻DFRP靶板的试验研究

毛亮, 王华, 姜春兰, 李明

2016, 36(4): 348-353. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.003

摘要(1293) PDF(1382)

摘要:
为研究钨合金球形破片对DFRP靶板的侵彻规律,利用弹道枪动加载设备,研究了两种质量的钨合金球形破片对不同厚度DFRP靶板的侵彻. 根据弹道试验结果,获得了弹道极限速度和靶板面密度的关系,并利用量纲分析法得到了弹道极限速度的经验关系式,其预测值与试验结果吻合较好;分析了DFRP靶板在钨合金球体高速撞击下的主要破坏模式及细观吸能机制,并且获得靶板面密度和钨合金球形破片的初始撞击速度对弹道吸能的影响规律.

凝聚相炸药爆轰波冲击空穴塌陷过程的高精度数值模拟

刘新桥, 王成

2016, 36(4): 354-358. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.004

摘要(1005) PDF(1375)

摘要:
利用高精度数值格式对凝聚相炸药爆轰波冲击空穴塌陷过程进行了研究. 采用RGFM和Level-set相结合的物质界面处理方法,克服了爆炸流场中高密度比、高压强比的物质界面容易引起数值振荡这一问题. 采用5阶WENO高精度有限差分格式进行空间离散,采用3阶TVD Runger-Kutta法进行时间离散,开发了高精度动态并行程序,并运用该程序对凝聚相炸药爆轰波冲击空穴后的塌陷过程进行了数值模拟,给出了PBX-9404炸药在不同入射压力下的起爆距离及冲击起爆过程中的压力历史曲线图,并分别与实验结果对比后进行了验证. 对凝聚相炸药中的空穴塌陷过程进行了高精度数值计算,给出了不同时刻的密度、压力和粒子速度云图,研究结果表明由于空穴的存在,爆轰波的传播过程中会在空穴处形成射流现象以及密度和能量的汇聚,进一步产生高温高压的热点.

起爆方式对双聚焦战斗部性能的影响

荣吉利, 甘振坤, 覃光明, 蔚红建, 项大林

2016, 36(4): 359-364, 375. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.005

摘要(1439) PDF(1306)

摘要:
为了分析起爆点数量和位置对双聚焦式战斗部破片飞散特性的影响,对某型号的双聚焦式破片战斗部进行了数值仿真,仿真结果与试验值具有较好的一致性,对比分析了采用不同起爆方式时破片的飞散特性. 研究结果表明,轴向起爆时改变起爆点的位置和数量对破片初速影响小,对聚焦效果影响大;采用偏心起爆时,破片初速与起爆半径成正比关系,起爆点的周向夹角对破片飞散特性影响小,偏心轴向上起爆点数量和位置影响较大. 适当改变起爆点位置和数量能优化破片飞散,增强聚焦带对目标的毁伤作用.

一种反应材料制备及准静态力学特性研究

刘晓俊, 任会兰

2016, 36(4): 365-369. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.006

摘要(1244) PDF(1198)

摘要:
采用热压烧结法制备Zr/W/PTFE反应材料,利用扫描电镜和材料试验机研究其在常态下的微观组织和准静态压缩力学性能;研究结果表明烧结温度过高或过低都会导致Zr/W/PTFE材料密度和强度降低;静态压缩曲线呈现出明显的弹性变形、非弹性变形和应变软化阶段,并具有应变率效应;试件的压缩破坏有劈裂、剪切和劈裂/剪切3种破坏形态. 该材料呈现出黏弹塑性,采用修正的Sargin模型唯象地建立了材料在低应变率范围内的本构模型,模拟结果与实验曲线符合较好.

涂层材料特性对滚动轴承接触性能的影响

王志坚, 沈雪瑾, 陈晓阳, 张涛

2016, 36(4): 370-375. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.007

摘要(898) PDF(1180)

摘要:
使用半解析法求解涂层材料的接触问题. 对于接触压力的求解采用共轭梯度法;而表面弹性变形以及次表层应力,通过解析法得到影响系数,并采用离散卷积-快速傅里叶变换加速求解. 结果表明,薄涂层对表面压力的改变很小,主要由基体承受载荷,对于滚子轴承而言,涂层不能消除边缘压力集中;最大Von-Mises应力的大小和位置与涂层材料、涂层厚度以及摩擦因数有关;与软涂层相比,硬涂层具有较大的界面剪切应力,涂层剥落、黏着失效更易发生,随着涂层厚度的增加,最大界面剪切应力先增加后减小.

基于稀疏表示的轴承早期故障特征提取

余发军, 周凤星, 严保康

2016, 36(4): 376-381,398. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.008

摘要(1081) PDF(1441)

摘要:
低速重载机械设备中的滚动轴承由于承受巨大载荷,极易出现内外环故障. 在故障早期阶段,反映故障特征的冲击成分很微弱,极易被噪声覆盖而难以识别. 为准确诊断轴承早期故障,提出基于稀疏表示的故障特征提取方法. 该方法利用K-SVD字典训练算法构造出能准确匹配冲击成分的字典,克服了参数化字典缺乏自适应性的问题;稀疏编码过程中,采用批处理正交匹配追踪算法(batch orthogonal matching pursuit,Batch-OMP)对振动信号进行分解,以逼近信号的峭度值最大原则作为分解结束条件,自适应确定出分解次数;最后,通过对重构的特征成分进行包络谱分析得出故障类型. 对仿真信号和轴承振动信号进行故障特征提取,结果表明所提方法能准确提取出冲击成分,验证了其有效性和实用性.

目标字符串频率变化对WCNB分类器精度的影响

崔超, 黄德海, 崔连和, 申利民

2016, 36(4): 382-386. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.009

摘要(822) PDF(830)

摘要:
为解决MNB分类器在测试样本变化时分类精度误差较大的问题,采用权重标准补集分类器(WCNB)代替MNB分类器,并研究WCNB分类器对不同测试样本分类精度的变化,针对WCNB技术存在目标字符串变化所产生的权重计数问题,采用目标字符串频率转换技术,建立一种有误差补偿功能的WCNB分类器数学模型并进行了实验仿真. 实验仿真结果验证了WCNB数学模型的可行性.

激光半主动末修弹目标定位方法研究

李兴隆, 姚文进, 王晓鸣, 于纪言, 朱立坤

2016, 36(4): 387-392. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.010

摘要(1054) PDF(1004)

摘要:
在激光半主动末修弹实施弹道修正前,为实时精确得到地面目标相对弹丸的位置,提出利用激光探测器测角信息结合先验弹道的弹丸姿态角和弹道高信息得到目标相对位置的定位算法. 建立了目标定位模型,并利用蒙特卡洛法仿真,分析了弹丸在不同发射角下视角误差、弹丸姿态角误差和弹道高误差对定位精度的影响. 仿真结果表明,弹道高误差对定位精度影响最大,但单项误差因素引起的最大定位误差不超过12 m;弹丸发射角越大,其定位精度相对越高. 提出的目标定位方法简单易行,满足精度和实时性要求.

复杂光照环境下的车辆检测方法

裴明涛, 沈家峻, 杨敏, 贾云得

2016, 36(4): 393-398. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.011

摘要(872) PDF(1418)

摘要:
提出一种用于复杂光照环境下的车辆检测方法,该方法在传统的假设验证框架下充分利用了先验知识和复杂光照背景下的车辆特征. 在假设生成阶段,利用车辆边缘信息与车辆前部形状特征进行拟合来生成假设;在假设验证阶段,使用HOG特征作为描述子,结合SVM分类器完成假设车辆目标的验证识别. 实验结果表明在复杂的光照环境中,本文方法能够有效检测出传统方法无法检测的目标,是对正常光照环境下车辆检测方法的有效补充.

基于对角步态下的液压4足机器人能耗研究

汪首坤, 宗晓艳, 陈光荣

2016, 36(4): 399-404,416. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.012

摘要(1083) PDF(795)

摘要:
移动能耗是液压4足机器人的一项重要性能指标,因此,对不同步态参数下液压4足机器人的移动能耗分析研究具有重要意义. 文中对液压4足机器人进行运动学和动力学建模,利用运动学和动力学模型,根据机构的几何关系得到液压缸运动状态. 规划了摆线函数和三次曲线函数在对角步态下的足端轨迹,对比分析了两种足端轨迹的能量消耗,着重研究了不同步幅、步高、入地角度、周期大小、约束角度以及斜坡角度对移动能耗的影响. 研究结果表明,综合考虑系统的稳定性、冲击力以及速度要求,应选择相对较大的步幅、较大的周期以及较小的入地角度,在满足跨越障碍的情况下,应选择低步高,对整个周期能耗进行考虑,应选择约束入地角度.

SLAM中融合形状上下文和随机步进的图匹配数据关联算法

华承昊, 窦丽华, 方浩, 付浩

2016, 36(4): 405-411. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.013

摘要(1325) PDF(1675)

摘要:
提出了一种在非确定环境下求解SLAM数据关联问题的图匹配算法. 算法建立了SLAM中数据关联的图论模型,对图模型节点提取了不依赖位置信息的形状上下文特征(shape context,SC),最后通过二次加权随机步进算法(reweighted random walks,RRW)得到图匹配问题的优化解. RRW&SC图匹配算法充分利用了路标间的拓扑结构关系以及路标间的形状结构,极大地扩展了数据关联时所依据的几何信息量. 仿真实验结果表明,与传统算法相比,该算法能有效处理SLAM中噪声干扰增加、机器人迷失、路标被动态遮挡等不确定程度高、歧义性大环境中的数据关联.

一种迟滞Hammerstein系统的规定性能自适应控制

高学辉, 任雪梅, 郑锋, 王巧芝

2016, 36(4): 412-416. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.014

摘要(1100) PDF(971)

摘要:
为提高基于PI模型的迟滞Hammerstein系统自适应控制的控制精度,提出了一种新的规定性能函数. 根据规定性能函数将误差转化为收敛在预设邻域内的转换误差,设计规定性能自适应控制器并给出自适应率,选取合适Lyapunov函数保证所提出控制策略的收敛与稳定. 理论分析和仿真结果表明,本文所提出的规定性能函数在有效抑制迟滞影响的同时实现高精度控制.

基于PSPICE建模仿真方法研究传输线网络时域响应

杨清熙, 王庆国, 周星, 赵敏, 刘加凯

2016, 36(4): 417-422. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.015

摘要(1074) PDF(1531)

摘要:
为研究注入式电磁脉冲对端接负载的传输线网络的耦合规律,以典型的环形网络和树形网络为研究对象,基于PSPICE建模仿真方法,研究方波脉冲在传输线网络中的时域响应. 对端接电阻负载的同轴线网络瞬态响应的实验结果、BLT方程求解结果、PSPICE仿真结果进行了对比分析,表明了PSPICE方法与BLT方程求解结果及实验结果具有很好的一致性. 针对BLT方程方法在求解电容、电感负载及非线性负载上存在计算复杂、较难求解的问题,利用PSPICE建模仿真方法对端接电容负载的环形同轴线网络、端接瞬态抑制二极管的树形同轴线网络和多芯线缆网络的方波脉冲瞬态响应进行了仿真,与实验结果具有较好的一致性. 这些结果验证了PSPICE建模仿真方法在解决电磁脉冲对端接线性、频变及非线性负载的传输线网络时域响应的有效性.

多阶段金霉素发酵过程产品质量控制

杨建文, 陈祥光, 金怀平

2016, 36(4): 423-428. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.016

摘要(1039) PDF(1065)

摘要:
为提高金霉素产品质量和产量,提出了一种基于动态阶段划分的多阶段质量预测控制系统. 对训练数据进行主元分析得到的负载矩阵进行聚类,结合先验知识得到各阶段聚类中心;通过计算实时数据的负载矩阵与各阶段聚类中心值间的欧式距离,动态划定各阶段间的界限. 同时基于关联向量机算法,为发酵过程每个阶段建立相应的质量预测模型. 在金霉素间歇生产过程中,根据发酵进程所处的阶段和质量变量的实时预测值,对发酵生产过程实施相应控制策略. 通过实际应用表明,采用多阶段质量预测控制方法可改善生产过程的稳定性,提高产品质量.

添加氯离子对Ni/CeO₂催化剂CO选择甲烷化反应催化性能的促进

高志明, 代倩子, 马宏伟

2016, 36(4): 429-434,440. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.017

摘要(1056) PDF(1216)

摘要:
采用浸渍方法制备NiO(Cl_x)/CeO₂系列样品,经还原后得到Ni(Cl_x)/CeO₂催化剂,用于富氢气体中CO的选择甲烷化反应,考察Cl/Ce原子比(x)对CO选择甲烷化反应活性的影响. 结果表明,添加氯离子能够显著抑制CO₂甲烷化反应,因而可使富氢气体中CO浓度降至10^-5以下并且CO甲烷化反应选择性不低于50%,满足质子交换膜燃料电池对燃料的要求. 通过CO和CO₂吸附实验、程序升温还原(TPR)测定以及物相组成和晶粒尺寸分析,揭示添加氯离子的作用.

软、硬段共改性无卤阻燃水性聚氨酯的热分析及阻燃性能

顾丽敏, 罗运军

2016, 36(4): 435-440. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2016.04.018

摘要(1175) PDF(1479)

摘要:
以甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、聚醚(N-210) 为预聚体单体,以N'N-双(2-羟甲基)氨基乙基膦酸二甲酯(Fyrol-6) 和含磷多元醇OP550作为硬、软段阻燃扩链剂,合成了硬、软段共改性含磷水性聚氨酯(FOWPU). TG分析发现,含磷阻燃剂的加入,使得聚氨酯材料各阶段热分解温度降低,但残炭率随OP550质量分数的增加而大幅升高;TG-IR测试结果表明磷氮协效阻燃剂使得聚氨酯材料热分解时气相不燃气体浓度增大;通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)测试考察了FOWPU的阻燃性能. 研究表明:FOWPU具有良好的阻燃性,当Fyrol-6质量分数为15%、OP550质量分数为15%时,材料的氧指数LOI达到30.4%,残炭率为15.10%,垂直燃烧(UL-94)测试达到V-0级(最优级).

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2016年第36卷第4期

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