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2018, 38(6): .

摘要(617) PDF(381)

摘要:

2018, 38(6): .

摘要(616) PDF(480)

摘要:

热冲击下粘-弹塑性材料的热空化

吴沛飞, 尚新春

2018, 38(6): 551-556. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.001

摘要(867) PDF(577)

摘要:
理论分析了粘-弹塑性材料的热空化问题.引入对数应变描述塑性区域不可压理想大变形，在粘弹性区采用了小变形理论，由此给出了含单一微孔无限大粘-弹塑性介质中微孔增长问题的数学模型，通过积分方法得到了微孔增长问题的解析解，并推导出了动界面的非线性演化方程.数值算例分析了铝合金材料的热冲击温度、升温率、粘性等因素对于动界面移动规律和微孔动态增长的影响，并且得到了热空化临界温度.

适配器与收缩段对同心筒发射流场的影响

张英琦, 乐贵高, 马大为, 冯国铜

2018, 38(6): 557-564. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.002

摘要(998) PDF(433)

摘要:
针对引射式同心筒自力发射系统（CCL）发射过程热力学环境评估，基于3维雷诺平均守恒Navier-Stokes方程、组分运输模型及域动分层动网格技术，建立同心筒自力发射数值模型.通过1：1模拟样机发射试验验证数值仿真模型的有效性.对不同结构同心筒开展3维非定常燃气流场数值仿真计算，分析适配器（侧向减震支撑系统）与内筒尾部收缩段对流场热环境特性的影响.数值结果及试验结果揭示了燃气流对导流锥、内外筒以及导弹等结构的热力冲击效应和变化规律，表明适配器和内筒收缩段对发射流场环境有较大的影响.

弹体侵彻钢筋混凝土靶开坑深度研究

张爽, 武海军, 黄风雷

2018, 38(6): 565-571. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.003

摘要(1270) PDF(486)

摘要:
研究弹体侵彻靶板的开坑深度，有助于提升侵深和过载的计算精度.首先，通过总结对比现有的开坑深度模型以及试验数据的回归分析，建立了考虑弹体质量和初速度的开坑深度模型.然后，以此为基础给出了弹体侵彻钢筋混凝土靶开坑深度的计算方法.最后，结合作者早前建立的钢筋混凝土动态球形空腔膨胀理论，利用文献试验数据对开坑深度模型进行了应用对比分析.本文模型考虑了弹体质量、初速度以及首层钢筋网埋设深度等因素的影响，可用于分析不同质量、不同初速度弹体侵彻钢筋混凝土靶的开坑深度.

新型环形聚能射流形成机理研究

徐文龙, 王成, 徐斌

2018, 38(6): 572-578. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.004

摘要(1097) PDF(762)

摘要:
为了解决环形聚能射流稳定性差、速度低等缺点，提出了一种新型环形聚能装药结构，基于正交优化方法，采用Autodyn软件对新型环形聚能装药结构进行了优化设计，给出了药型罩壁厚、药型罩曲率半径、聚焦装置锥角、喷孔直径及壳体厚度对射流头部轴向及径向速度的影响，优化出了径向偏转速度低的新型环形聚能射流，并进行了实验验证，实验结果与数值模拟结果基本一致.数值模拟及实验结果均表明，文中提出的新型环形聚能装药结构能够形成环形破孔，在钢靶上破孔直径107 mm，深度28 mm.

延期时间对高台阶抛掷爆破效果的影响

李祥龙, 骆浩浩, 胡辉, 张松涛, 李克钢

2018, 38(6): 579-584. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.005

摘要(818) PDF(519)

摘要:
为了研究高台阶抛掷爆破合理的延期时间，基于相似材料模型试验，运用有限元软件ANSYS模拟不同排间毫秒延期的抛掷爆破模型.试验和计算结果表明：从增加最远抛距和减少大块率的角度出发，当排间毫秒延期时间小于或等于2 ms时，后排孔爆炸的一部分能量用来给第1排孔爆破的碎块做功，第1排孔碎块的抛距增加，且第1排炮孔的大块率也减少；从有利于改善单元在x、y、z三个方向的应力叠加效果来看，第2排炮孔的延期时间宜定于1.27~2.04 ms之间.由于确定模型尺寸和原型尺寸的几何相似比1：50，故推荐矿山高台阶抛掷爆破的排间延期时间为63.5~102.0 ms.

两种喷管气流反推装置建模与发射性能对比分析

宋杰, 邱明, 廖振强, 王涛

2018, 38(6): 585-592,605. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.006

摘要(816) PDF(771)

摘要:
针对单药室喷管气流反推装置减后坐效率低、弹丸速度衰减严重的问题，提出双药室喷管气流反推减后坐技术.建立包含膛内和喷管内部气流参数的大口径武器内弹道及后效期的数学模型.对喷管武器进行试验，验证文中建立的包含喷管气流问题的内弹道及后效期数学模型的正确性.对比分析采用两种减后坐装置武器的弹丸初速、喷管减后坐效率、自动机运动特征量、后坐力等发射性能参数.结果表明：采用双药室喷管气流反推减后坐技术的武器，在保证弹丸初速几乎不变的前提下可以显著提升武器减后坐效能、大幅降低武器后坐力.

分布式通信模式下的多导弹协同制导与控制律

王晓芳, 张艺伟, 田震

2018, 38(6): 593-599. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.007

摘要(997) PDF(509)

摘要:
针对基于分布式通信数据链的多枚侧滑转弯导弹采用领弹-从弹模式协同作战的问题，提出一种协同作战制导控制方法.假设领弹按照比例导引律攻击目标，设定领弹和从弹之间的通信拓扑并设领弹为唯一的根节点，将各导弹的弹目距离作为协调变量，在弹间通信拓扑固定和跳变的情况下，研究了能使各从弹的弹目距离与领弹的弹目距离达到协同一致的一致性协调策略，从而得到各从弹的期望弹目距离.基于反馈线性化方法，并考虑框架角等约束，推导了能够使从弹的实际弹目距离跟踪期望弹目距离的速度前置角指令.综合考虑侧滑转弯导弹的制导与控制问题，建立了其在水平面内运动的制导控制一体化模型，基于滑模动态面控制理论，设计了能够良好跟踪速度前置角指令的鲁棒控制器.仿真结果验证了所提出协同制导控制方法的有效性.

双端固支梯形梁压电俘能器机电耦合模型与试验分析

张广义, 金磊, 高世桥, 刘海鹏, 牛少华

2018, 38(6): 600-605. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.008

摘要(1123) PDF(452)

摘要:
针对环境中的低频振动能量，基于双端固支梁压电结构，建立了梯形梁压电俘能器的机电耦合振动模型，并通过试验对其进行了验证.结果显示，数学模型与试验结果相吻合.当梯形梁结构在1阶谐振（96.85 Hz）状态，且激励加速度2 m/s²时，结构单侧开路输出电压峰值可达44.43 V，最大输出功率为6.16 mW.另外，双端固支梯形梁结构与矩形梁结构的比较试验结果显示，双端固支梯形梁压电结构可以有效降低谐振频率，输出开路电压较矩形结构提高22.7%，输出最佳负载功率较矩形结构提高33.0%.

两轴平台式导引头伺服系统预设性能控制

雷虎民, 王业兴, 卜祥伟, 叶继坤

2018, 38(6): 606-611. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.009

摘要(1131) PDF(463)

摘要:
为了提高两轴平台式导引头伺服系统的动态跟踪性能和鲁棒性，提出一种不依赖初始误差的预设性能控制方法，通过设计一种新的性能函数，取消了对初始误差必须可知的限制，简化了控制器的设计.针对该系统面临的复杂干扰、参数摄动等问题，以及跟踪精度要求高的特点，本文采用的预设性能控制方法可以将角度以及角速度误差控制在设定的性能函数界之内，从而保证了系统响应的动态和稳态特性.文中对算法的稳定性进行了Lyapunov证明，保证了系统的稳定性.仿真实验表明，文中的方法鲁棒性强、精度高，进一步提升了系统的跟踪性能.同时，算法的结构简单，应用前景广阔.

作业型ROV推进器动力学建模与响应分析

李新飞, 袁利毫, 王宏伟

2018, 38(6): 612-618. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.010

摘要(1314) PDF(529)

摘要:
为研究深海作业型遥控水下机器人（remotely operated vehicle，ROV）液压推进器控制系统的动力学响应特性，建立了一种考虑螺旋桨动态负载影响的伺服阀控制液压推进器动力学系统的数学模型，提出一种伺服阀控制液压推进器的马达流量、压力、扭矩、转速、螺旋桨转矩和推力的求解方法.通过数值仿真，分析了不同控制电压下伺服阀、液压马达和螺旋桨的动态响应过程及特点，建立了推力分配方法中推力简化约束模型，并得到了期望推力和推进器控制电压之间函数关系的数学模型.与推进器水池试验结果相比，本文仿真结果准确可信.这种完整和准确的液压推进器动力学系统的数学模型，对实际水下机器人和动力定位船舶的运动控制方法、推力分配策略及推进器控制的研究，具有一定的指导意义和工程价值.

一种非刚性三维模型的尺度不变局部特征提取方法

曾慧, 刘文丽, 于海鹏, 刘冀伟

2018, 38(6): 619-624. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.011

摘要(850) PDF(406)

摘要:
提出了一种具有尺度不变性的非刚性三维模型局部特征提取方法，即基于局部多值模式的热核特征（local multilevel pattern based heat kernel signatures，LMP-HKS）.首先设计了一种适用于一维信号的基于局部多值模式的编码方法；然后通过对HKS特征的对数差分结果使用局部多值模式来计算特征直方图向量，以获得局部特征向量.该特征不仅保留了HKS特征的等距不变性、信息完备性及稳定性等优良特性，而且具有尺度不变性.与同样具有尺度不变性的SI-HKS特征相比，LMP-HKS特征对于非刚性三维模型的局部形状结构具有更强的描述能力.大量非刚性三维模型检索的实验结果验证了该局部特征的有效性.

一种SINS/GPS紧组合导航系统的改进自适应扩展卡尔曼滤波算法

孟秀云, 王语嫣

2018, 38(6): 625-630,636. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.012

摘要(1190) PDF(575)

摘要:
针对自适应扩展卡尔曼滤波算法中系统噪声协方差矩阵与量测噪声协方差矩阵不能同时被估计的问题，提出了一种改进的自适应扩展卡尔曼滤波算法.该算法基于残差，主要对滤波算法中的自适应估计器进行改进，改进后可以实时估计系统噪声.基于该算法，设计了新的滤波器并应用在SINS/GPS紧组合导航系统上，可随着系统中噪声的变化而自动地调节协方差矩阵.最后，分别用扩展卡尔曼滤波和改进的自适应扩展卡尔曼滤波对SINS/GPS紧组合模型进行仿真，结果表明改进的自适应的扩展卡尔曼滤波比扩展卡尔曼滤波的定位误差与测速误差更小，滤波的稳定性更好.

基于ICA变量分组的集成软测量方法研究

杨凯, 孙玉梅, 王莉, 杜妮, 陈祥光

2018, 38(6): 631-636. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.013

摘要(910) PDF(450)

摘要:
提出了一种基于独立主成分分析（independent component analysis，ICA）变量分组和集成学习的软测量建模方法.该方法首先运用ICA对输入过程变量进行分组，建立多个变量组子空间.然后在各变量组子空间内提取子样本集，降低变量和变量组之间的耦合性，并基于核偏最小二乘法（KPLS）建立预测子模型.最后，采用贝叶斯方法对子模型的输出进行集成，给出最终预测结果.运用该方法对工业橡胶密炼过程的数据进行了预测，并与其它软测量方法的结果进行比较分析，实验结果表明，本文提出的方法具有更好的预测性能.

带碰撞角约束的最优多项式制导律

赵曜, 杨书波, 莫锦鹤, 韩英宏, 刘向东

2018, 38(6): 637-640,646. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.014

摘要(951) PDF(427)

摘要:
针对导弹对地面静止目标的打击问题，基于非线性导弹运动学模型提出了一种二维多项式制导律.该制导律不仅能保证导弹以期望的碰撞角命中目标，而且能使特定的价值函数最小化.此外，制导律作用下系统状态的解析解可以求解得到，从而实现了对制导系统状态的定量分析.数值仿真验证了所提制导律的有效性.

基于改进活动轮廓模型的焊接接头缺陷分割

李晔, 吴志生, 刘翠荣

2018, 38(6): 641-646. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.015

摘要(670) PDF(462)

摘要:
针对焊接接头的X射线图像存在光照不均、对比度低、缺陷边缘模糊等特点，提出了一种改进活动轮廓模型的分割方法.在传统活动轮廓模型中，引入平均滑动直方图进行非参数概率密度估计，使模型的驱动按照梯度力和统计压力值进行，解决了初始化受限和对焊接接头缺陷边界难准确分割的问题.实验结果表明，应用本文所提改进算法，能够准确地从X射线图像中提取出焊接接头缺陷，图像分割精度得到显著提高.

纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体轴压力学模型及复合吸能机制

周晓松, 梅志远, 张焱冰

2018, 38(6): 647-654. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.016

摘要(983) PDF(596)

摘要:
为了从结构力学角度揭示纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体在轴向压缩载荷作用下的复合吸能机制，建立了该结构的轴压力学模型，在考虑静力学平衡条件以及表层和芯材间位移协调条件的基础上，建立了表层侧向约束应力和芯材轴向压缩变形间的关系，重点分析侧向约束应力对结构损伤吸能机制的影响，探讨了表层和芯材设计参数间的影响规律.进一步开展的试验研究和破坏模式分析结果表明，该力学模型有效揭示了纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体的复合吸能机制，指导了该结构的参数化设计.

玄武岩纤维布增强不同树脂基体复合材料的制备与力学性能

杨智明, 刘金旭, 冯新娅, 李树奎, 王鑫磊

2018, 38(6): 655-660. doi: 10.15918/j.tbit1001-0645.2018.06.017

摘要(1028) PDF(587)

摘要:
利用3种不同的制备工艺，成功制备了相同玄武岩纤维布含量但5种不同树脂基体的玄武岩纤维布增强树脂基复合材料.5种树脂基体包括热固性的环氧树脂、乙烯基酯、热塑性尼龙6、聚碳酸酯及ABS树脂.所制备的5种复合材料组织均匀致密，玄武岩纤维布分布特征相同.研究了玄武岩纤维布增强树脂基复合材料准静态拉伸和3点弯曲力学性能，探讨了树脂基体种类的变化对力学性能的影响规律.在此基础上，通过微观分析研究了玄武岩纤维布增强树脂基复合材料在准静态拉伸和3点弯曲加载条件下的破坏机制，并揭示了树脂基体种类的变化对力学性能影响的机理.

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2018年第38卷第6期

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