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2019, 39(10): .

摘要(741) PDF(407)

摘要:

2019, 39(10): .

摘要(647) PDF(315)

摘要:

近场水下爆炸载荷对舰船结构的局部毁伤特性

李樱, 林鑫, 王诗平, 李松洁

2019, 39(10): 991-998. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.001

摘要(1205) PDF(483)

摘要:
主要采用任意的拉格朗日-欧拉（ALE）方法的LS-DYNA软件，对舱段结构在水下近场爆炸与水下接触爆炸情况下的毁伤特性进行研究.为验证该方法的有效性，首先运用该方法对TNT炸药在水下爆炸产生的冲击波峰值进行模拟，将模拟得到的仿真值与经验公式的计算值进行对比，从而验证该方法的有效性.运用该方法对平板水下接触爆炸实验进行验证，将模拟结果与试验结果进行对比，进一步验证ALE方法的有效性.最后，采用ALE方法分别对不同结构型式的舱段在水下近场爆炸与水下接触爆炸进行数值模拟，研究不同结构型式舱段结构在不同工况下的毁伤特性，定量分析破口大小与结构毁伤模式.

铝合金PLC效应与声发射特性的实验研究

任会兰, 安刚, 郝莉, 王宗炼

2019, 39(10): 999-1005. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.002

摘要(849) PDF(358)

摘要:
考虑退火温度和应变率对6063铝合金力学性能的影响，采用材料试验机和声发射测试系统对铝合金PLC效应和声发射特性开展实验研究，获得了不同应变率下材料的应力-应变曲线和不同退火温度下声发射参数的变化规律.结果表明，2×10^-3，2×10^-4，2×10^-5s^-1应变率加载时，6063铝合金的应力应变曲线表现出明显的PLC现象，降低加载应变率，PLC现象增强，并出现了从A型到C型的转化；加载应变率为2×10^-4s^-1时，PLC效应的临界应变随退火温度的升高而降低；由于细观结构上可动位错密度的增加，屈服阶段试件中产生的声发射振铃计数急剧增加，达到峰值；进入到塑性强化阶段，声发射活动减弱；弹性变形阶段和塑性强化阶段产生突发型信号，而屈服阶段为连续型信号，与试件的均匀变形以及剪切变形带的形成与传播相关.

退火及化学钢化硅酸盐玻璃的动态弯曲力学行为研究

王振, 索涛, 李玉龙, 王祥, 王银茂

2019, 39(10): 1006-1011. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.003

摘要(1132) PDF(378)

摘要:
利用电子万能试验机和改进的分离式Hopkinson压杆装置分别对退火硅酸盐玻璃及化学钢化硅酸盐玻璃试样进行了加载速率为1.67×10^-6m/s和2.5 m/s的三点弯曲实验，动态加载实验中验证了杆端的加载载荷平衡，确保实验结果的有效性，同时实验过程中利用高速摄像机记录了玻璃试样的动态破坏过程.实验结果表明：由于表面钢化层预压应力的存在，化学钢化玻璃弯曲强度较退火玻璃有较大提高，且强度分散性降低.随着加载速率的提高，玻璃试样的弯曲强度有明显提高，强度分散性有所下降，动态加载条件下试样表现出多裂纹成核扩展的破坏模式.

9自由度主动悬架平顺性研究

潘成龙, 荣吉利, 项大林, 郑育龙

2019, 39(10): 1012-1017. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.004

摘要(1215) PDF(397)

摘要:
基于汽车系统动力学理论，利用拉格朗日定理，推导设备-车-路耦合的9自由度主动悬架动力学方程，采用滤波白噪音作为左右车轮随机路面不平度激励，根据最优控制原理设计LQR控制器，建立主动悬架控制仿真模型.采用自适应粒子群算法优化加权系数Q，将主动悬架的设备加速度等性能参数均方根值与被动悬架进行对比分析.仿真结果表明：采用自适应粒子群算法优化LQR控制方法，能够显著改善车辆平顺性，保护车载设备可靠性.

基于塑性损伤理论的PBX圆拱结构变形破坏分析

李尚昆, 黄西成, 王鹏飞, 郝志明, 徐伟芳, 蓝林钢

2019, 39(10): 1018-1025. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.005

摘要(892) PDF(338)

摘要:
为研究PBX构件在复杂应力状态下的力学行为，采用塑性损伤模型对PBX圆拱结构在压缩条件下的变形与破坏过程进行模拟，分析了不同约束状态下PBX构件的承载能力、变形破坏过程与裂纹形貌，发现试件的承载能力随着端部摩擦的增强而提高，经过与实验结果的对比可知，当摩擦因数取0.2时模拟得到的失效载荷为908.9 N，与实验结果的平均值921.3 N最为接近.在约束状态下圆拱的承载能力有了较大提高，并且在裂纹出现后试件仍然能够继续承载.通过数值模拟可知端部约束条件抑制了试件的变形和裂纹的扩展.在强约束条件下试件发生了二次破坏，通过数值模拟再现了这一过程，通过与实验的对比发现数值模拟在描述裂纹形貌、载荷等方面有较好的结果.

CFRP/AA6061缠绕组合薄壁结构轴向压溃仿真方法

余海燕, 石慧茹, 陈思吉

2019, 39(10): 1026-1033,1038. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.006

摘要(922) PDF(360)

摘要:
采用LSDYNA软件建立碳纤维复合材料缠绕在铝合金管外壁组合而成的CFRP/AA6061组合管的模型，对压溃仿真方法进行研究.采用MAT54和MAT123材料模型分别模拟CFRP和AA6061的本构关系，采用参数校准的方法确定CFRP与AA6061的连接界面法向失效应力和切向失效应力，并采用tiebreak接触定义界面.对不同纤维铺层角度的组合结构进行了压溃试验和仿真模型验证.结果表明，该仿真模型精度较高，对[0/90]₃和[90]₆铺层组合管的峰值载荷仿真误差分别为8%和11.2%，均值载荷误差分别为8.7%和6.7%，仿真结果较准确地再现了压溃过程中的峰值载荷和均值载荷，该仿真模型可用于CFRP/金属组合薄壁结构的压溃试验与仿真研究.

路面时域模拟的谐波叠加组分中相位角的相干性研究

王汉平, 张哲, 李倩

2019, 39(10): 1034-1038. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.007

摘要(1706) PDF(293)

摘要:
基于谐波叠加法所生成的路面不平度特性反演了左右轮路面的自功率谱密度和互功率谱密度函数，并根据左右轮的相干函数推导出了谐波叠加法中左右轮路面不平度特性中对应谐波叠加组分相位角的解析相干关系，由此获得了考虑轮轨相干关系的3维路面不平度仿真模型.基于Matlab的3维路面模拟结果表明，自功率谱密度几乎重合，左右轮的相干函数也吻合较好，这验证了所推导的谐波叠加组分相位角的相干关系在计算仿真中具有较高的可信度，也为3维路面模拟提供了更加可信的仿真模型.

基于空中爆炸冲击波的动态爆心定位方法研究

吕中杰, 韩金良, 李浩阳, 黄风雷

2019, 39(10): 1039-1044. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.008

摘要(869) PDF(363)

摘要:
为解决空中动态爆炸爆心位置难以测定的问题，研究一种基于冲击波超压测试结果的爆心坐标五区定位方法.将数字压力记录仪在爆炸区域组成测试方阵，根据测点距预估爆心距离将所有测点划分到5个区域.通过在每个区域选取一个测点共5个测点的方式得到多组测点，以每组测点的相对坐标和冲击波超压值为原始数据，基于空中静态爆炸自由场冲击波传播规律、动态爆炸冲击波超压工程计算公式、壁面反射规律等建立函数方程组.借助Matlab软件和莱文-马夸特方法迭代求得多组爆心坐标，通过格拉布斯法剔除异常数据，将剩余数据求平均值得到最终的爆心3维坐标.结合实爆试验，将计算结果与监测结果进行对比，结果表明该方法求解爆心坐标是可靠有效的.

干式生化分析仪机载环境力学适应性技术研究

郭磊, 邢立华, 袁倩, 葛方俊

2019, 39(10): 1045-1050. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.009

摘要(823) PDF(348)

摘要:
针对地面用干式生化分析仪在航空机载工作环境中结构强度低、易损坏失效的问题，提出了系固强度改进与隔振设计方法，并利用有限元分析和力学试验进行效果验证，改进后的强度安全裕度在1.5以上，减振效率可达到56%，设备性能指标满足质控标准，满足了航空力学要求.

一种耐高温多层热防护组件结构设计与性能研究

李健, 张凡, 张丽娟, 李文静, 赵英民

2019, 39(10): 1051-1056. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.010

摘要(830) PDF(351)

摘要:
研究了由多种功能层材料组成的热防护组件的结构设计方法与热防护性能.利用仿真计算模拟了高温热环境下由不同厚度的面板层材料与隔热层材料组成的热防护组件的热响应行为，并通过石英灯加热考核验证了优化设计的热防护组件的耐温隔热与可重复使用性能.结果表明，致密的面板层材料具有优异的耐温性能，而由气凝胶组成的隔热层材料具有极低的热导率.根据目标环境匹配设计两种功能层材料厚度，可使多层热防护组件具备经最高温度1 600℃的加热考核后，背温仅为118℃的优异耐温隔热性能.

基于扩张状态观测器的双旋弹丸舵翼转速预测控制

殷婷婷, 贾方秀, 于纪言, 王晓鸣

2019, 39(10): 1057-1062,1068. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.011

摘要(1192) PDF(340)

摘要:
针对存在于固定鸭舵式弹道修正弹舵翼滚转系统中的参数不确定性和不确定性非线性问题，提出一种基于输出反馈型扩张状态观测器的直接模型预测控制方法.该方法以扩张状态观测器估计系统扰动并以前馈补偿的方式融入控制器设计，结合较精确的舵翼滚转模型实现滚转状态预测和控制.在转速更新时间间隔内对非线性参数进行线性化处理，将复杂的积分遍历运算转换为低阶函数直接求解问题，大幅度降低了运算量.仿真实验结果表明：该方法能快速准确地对状态和干扰进行估计，且与传统控制方法相比，具有精度高、响应快、抗干扰及参数变化能力强的特点.

结合张量特征和孪生支持向量机的群体行为识别

胡根生, 张乐军, 张艳

2019, 39(10): 1063-1068. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.012

摘要(732) PDF(315)

摘要:
给出一种结合张量特征和孪生支持向量机的群体行为识别算法，以提高对视频中群体行为识别的准确率.首先通过群成员关节点骨架的姿态结构信息和群成员的社会网络信息描述群体在每一帧中的行为，并采用张量形式表示；然后使用多路非线性特征映射分解张量核，并利用粒子群优化张量核孪生支持向量机的模型参数；最后结合张量特征和孪生支持向量机实现视频中的群体行为识别.CAD2数据集和自建数据集上的实验结果表明，张量特征能够有效地表示群体行为，相比经典算法，所提算法能有效提高群体行为识别的准确率.

宽频磁耦合谐振式无线电能传输系统谐振器设计

安慧林, 刘国强, 李艳红, 宋佳祥, 张超

2019, 39(10): 1069-1074,1080. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.013

摘要(1015) PDF(341)

摘要:
为提高谐振式无线电能传输系统的工作频率范围并定量化设计谐振器的参数，首先根据谐振式无线电能传输原理，建立电路模型方程，研究了系统传输特性与谐振器线圈参数之间的关系，在指定谐振频率、传输距离、负载和接收功率情况下，实现线圈半径及匝数等参数的选取方法.同时在谐振器参数给定情况下，仿真分析了负载功率、发射线圈电流、传输效率等传输特性随传输距离的变化特性.最终，结合所设计研制的宽频磁耦合谐振式无线电能传输系统，通过试验对理论推导和仿真计算进行了进一步验证，试验结果与理论分析和仿真结果相吻合.

考虑人机作用力的康复训练机器人各运动轴最优轨迹跟踪预测控制

孙平, 孙桐, 孙尧

2019, 39(10): 1075-1080. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.014

摘要(786) PDF(414)

摘要:
针对人机作用力影响康复训练机器人的跟踪性能问题，提出了一种新颖的观测器设计方法，目的是利用系统的位置输出估计人机作用力.同时，为了抑制人机作用力并避免运动中产生较大的跟踪误差而影响康复者安全，设计了非线性控制器，并得到了机器人各运动轴系统模型.进一步，结合预测控制同时约束了系统轨迹跟踪误差和速度跟踪误差，并实现了各运动轴的最优轨迹跟踪.通过仿真结果对比分析和实验研究，表明文中提出人机作用力观测和控制器设计方法的有效性和优越性.

基于神经动力学的冗余机械臂恒定转速比算法

吴鹏, 孟祥远, 王子晔, 高建伟

2019, 39(10): 1081-1085. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.015

摘要(977) PDF(316)

摘要:
提出一种基于神经动力学的恒定转速比（CRR）算法，用于解决冗余机械臂运动规划末端精度问题.在运动规划中，通过神经动力学求解出雅可比矩阵伪逆，由4阶龙格-库塔法得出实时精准的关节角速度，从而获得各关节平均速度比，并将其比值关系带入CRR算法中求解出最优关节角度.与传统的加权伪逆运动规划不同，CRR算法是在关节角位置层面求解，这也正是提高冗余机械臂末端精度的关键环节.在文末，通过平面3自由度和平面6自由度冗余机械臂模型进行运动规划仿真，仿真结果验证了算法的有效性.

一种基于Hawkes过程的隐藏情绪倾向识别方法

向南, 张明敏, 杨黎丽

2019, 39(10): 1086-1090. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.016

摘要(963) PDF(458)

摘要:
为有效模拟情绪的动态转换过程，检测个体在交互过程中隐藏的情绪倾向从而提高虚拟交互过程的智能性，首先利用Hawkes过程模拟个体情绪的产生与衰退过程，然后利用隐马尔科夫模型检测个体的表情并将其映射到情绪模型的维度空间，最后通过对比受到事件刺激前后观测到的情绪状态来推导个体针对事件的情绪倾向.在个体隐藏情绪状态的情况下，系统采用持续追加正向刺激的策略激活个体的情绪表达，对于无法检测到情绪表达的状态采用默认为负倾向的策略.实验显示，本方法能够有效计算个体隐藏的情绪倾向并提高交互的智能性.

高速开关阀控液压缸的位置控制半实物仿真研究

高强, 朱玉川, 罗樟, 王睿, 宋昀泽, 陈晓明

2019, 39(10): 1091-1096. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.10.017

摘要(866) PDF(340)

摘要:
为研究基于高速开关阀的液压缸位置控制问题，设计了基于高速开关阀和换向阀组合控制液压缸的回路，并采用PWM驱动高速开关阀.建立了控制系统的Simulink离线仿真模型，采用基于卡尔曼滤波的PID控制算法完成液压缸的位置跟踪仿真.最后借助Matlab/xPC Target搭建了高速开关阀控液压位置系统的半实物仿真测试平台，仿真与实验结果表明所设计系统结构的正确性，以及采用卡尔曼滤波的PID控制算法可有效提高液压缸的位置控制精度，借助半实物仿真技术可以提高高速开关阀控位置系统的设计效率.

L-丙交酯高浓度长晶体的合成

刘洋, 胡斌, 龚成琳, 王秀美, 马建洋, 张奇

2019, 39(10): 1097-1100. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2019.08.018

摘要(994) PDF(355)

摘要:
为得到L-丙交酯浓度较高的D，L-丙交酯晶体混合物，本文研究了乳酸为原料，用减压蒸馏法合成丙交酯的优化工艺条件.对催化剂的选择和用量、反应时间、反应温度等工艺进行了考察和研究，确定了丙交酯的优化反应工艺条件.采用优化反应工艺条件聚合得到晶体长度约为5~10 μm的长条状D，L-丙交酯晶体混合物，混合物中L-丙交酯的浓度较高，为76.5%.

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2019年第39卷第10期

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