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兵工学报
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高修柱

月刊

1000-1093

acta@cos.org.cn

010-68962718;68963060

100089

北京2431信箱

兵工学报/Journal Acta ArmamentariiCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊以反映兵器科学与技术领域的最新科研成果，促进科学发展，繁荣学术交流为宗旨。以介绍与兵器相关的基础理论、应用研究实验分析和工程技术等为主要内容。其专业涉及军用车辆、军用光学、电子技术、火炮、枪械、弹药技术、控制技术、力学工程、化学工程、机械工程、材料科学和应用数学等诸多领域。
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    垂直布置支板对斜爆震发动机掺混与起爆特性的影响

    刘忆东秦琼瑶李建中袁铭泽...
    4462-4474页
    查看更多>>摘要：斜爆震发动机是一种新型的吸气式发动机,在马赫数9以上的高超声速飞行中有着极大的优势.其中内喷构型斜爆震发动机由于掺混距离短,面临燃料混合不均匀的问题,不均匀的燃料分布会影响爆震波的稳定可靠起爆.为实现燃料的高效低阻掺混,提出一种垂直布置支板结构.采用数值模拟方法研究垂直布置支板在实现斜爆震波稳定起爆方面的优越性,分析垂直支板角度对于掺混和起爆的影响.研究结果表明:增大垂直支板角度降低了掺混段出口氢气质量分数,引起氢气分布结构的弯曲;起爆区域倾斜且起爆距离略微增大后逐渐减小.由此可知,增大垂直支板角度强化氢气掺混的同时减小了起爆距离,从而实现了斜爆震波的稳定可靠起爆.

    斜爆震发动机垂直支板掺混段起爆段支板角度

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    服役状态下履带车辆综合传动装置换挡过程油压曲线自动寻优

    任校辰彭建鑫王成宫燃...
    4475-4487页
    查看更多>>摘要：履带车辆在服役状态下面临复杂恶劣的行驶环境,作为其重要组成部分的综合传动装置液压操纵系统的关键参数会出现性能退化,进而导致换挡品质大幅恶化.为改善综合传动装置在不同服役状态下的换挡品质,研究服役状态下液压操纵系统退化机理,建立包括动力源模型、行星变速器统一动力学模型和负载模型的换挡过程模型.根据换挡品质评价函数,利用遗传算法及全局寻优算法对综合传动装置换挡过程油压曲线进行优化.建立换挡油压曲线优化仿真实验平台,开展车辆不同服役状态下换挡油压曲线优化实验.研究结果表明,换挡油压曲线优化方法能有效改善车辆不同服役状态下的换挡品质.

    履带车辆液力自动变速器换挡品质遗传算法

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    含断屑块PCD刀具主偏角对切屑流向的影响

    王家炜于爱兵李毅叶家往...
    4488-4499页
    查看更多>>摘要：合理选用刀具角度能够提高含断屑块聚晶金刚石(Polycrystalline Diamond,PCD)刀具的切屑控制效果.用有限元模拟和高速摄影观察切削过程,分析主偏角对切屑流向的影响规律.提出切屑接触率的概念用来衡量断屑块对切屑流向的影响程度,收集并统计切屑类型,建立主偏角与切屑接触率之间的关系曲线,确定主偏角的合理取值范围.提出断屑块偏转角度参数,建立偏转角与切屑接触率之间的关系曲线.研究结果表明:增大主偏角会减弱断屑块对切屑流向的控制作用;当主偏角范围为75°～95°时,切屑能够流向工件表面并折断形成C形、6形和紧凑型短螺旋切屑;通过调整断屑块偏转角可以改善非合理主偏角切削条件下的断屑效果;选用合理的主偏角和断屑块偏转角度,能够提高含断屑块PCD刀具的切屑接触率,实现有效断屑,提高优良切屑比例.

    聚晶金刚石刀具切屑流向断屑主偏角

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    Ti/Fe(NCN)新型铝热剂的制备和燃烧性能

    万立祥朱理想李宵鹏郎茂运...
    4500-4507页
    查看更多>>摘要：铝热剂作为一类高能、钝感、安全性好的含能材料,在固体推进剂、金属焊接、新型材料制造等领域有着广阔的应用前景.近年来,一类金属碳化二亚胺或称金属氰胺化合物Mx(NCN)y(其中M为碱金属、碱土金属、过渡金属或非金属元素),由于其独特的电子结构和新奇的物化性质,逐渐成为研究热点.借助金属碳化二亚胺化合物的高含氮量和亚稳态特性,以Fe(NCN)为代表,与纳米Ti组装为一种新型铝热剂体系—Ti/Fe(NCN),并对Ti/Fe(NCN)含能材料的组分、结构、形貌、燃烧特性及反应过程进行了探究.研究结果表明:当Ti与Fe(NCN)质量比为5∶1时,燃烧过程剧烈,放热量为605 J/g,释放压力319 kPa,且反应产物中检测出Fe、TiC0.2N0.8及气体产物N2;Ti/Fe(NCN)新型铝热剂有望丰富含能材料研究体系,同时为新型含能器件的研发提供新思路.

    铝热剂Ti/Fe(NCN)含能材料燃烧特性放热性能反应过程

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    应用于穿墙雷达的超宽带Vivaldi天线设计

    甄法健刘云清李兴广佟永财...
    4508-4516页
    查看更多>>摘要：为满足穿墙雷达对超宽带、高增益、小型化天线的需求,提出一种应用于穿墙雷达的新型超宽带Vivaldi天线.通过设计具有梯度分布的斜槽,优化天线表面电流,改善天线增益;加载非对称性椭圆曲率引向器耦合高频能量,改善天线高频增益.天线工作频段为1～3 GHz,增益达到7 dBi,具有定向对称辐射特性及良好的时域响应特性,天线尺寸为160 mm × 150 mm × 1.5 mm.在全波仿真软件中进行穿墙场景模拟,对天线的穿墙辐射能力和墙后目标检测能力进行验证,透射信号和目标回波信号表明天线具备穿墙雷达天线的性能.

    穿墙雷达Vivaldi天线超宽带高增益

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    新型GAP/RDX/TEGDN推进剂宽应变率下的力学性能及模型参数标定

    董理赢谭向龙吴艳青杨昆...
    4517-4529页
    查看更多>>摘要：高能低易损固体推进剂力学模型参数的准确性对其宏观力学响应预测具有重要的意义,为解耦标定固体推进剂黏弹塑性损伤模型参数,提出一种基于试验的模型参数标定方法.采用万能试验机和分离式霍普金森压杆装置开展准静态和动态试验,标定GAP/RDX/TEGDN(GRT)固体推进剂黏弹塑性损伤参数,分析其宽应变率下的力学性能和损伤机理.试验结果表明:GRT推进剂的力学行为表现出明显的应变率依赖性,随拉伸速率(1～1 000 mm/min)的增加,抗拉强度和延伸率分别提高75％和43.33％;随准静态压缩应变率(0.001～1s-1)的增加,屈服强度提高16.67％;随动态压缩应变率(2 100～4 100 s-1)的增加,屈服强度提高72.98％;材料的断裂应变与应力状态相关,断裂应变随应力三轴度(η取值为0.33～0.74)增大而减小了 36.36％.根据GRT推进剂细观表征得出准静态拉伸下以界面脱粘为主的破坏机制,准静态压缩和动态压缩下以颗粒破碎为主的破坏机制.在此基础上,通过准静态和动态压缩试验标定Plastic-Kinematic本构模型参数,应力松弛试验标定Prony级数参数,缺口试验和准静态拉伸试验标定断裂损伤模型参数,所提方法能够更精准地标定模型参数,为推进剂宏观力学性能预测分析提供支撑.

    GAP/RDX/TEGDN推进剂力学性能界面脱粘颗粒破碎标定参数

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    钴铬合金选区激光熔化工艺参数可靠性优化

    周金宇王新愿程锦翔王林...
    4530-4538页
    查看更多>>摘要：选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)是当前最常见的增材制造技术之一,工艺参数、材料特性以及气氛稳定性对成形质量有重要影响.以激光功率名义值、扫描速度和扫描间距为设计变量,以激光功率、钴铬合金粉末粒径局部分布均值和风速波动度为随机参数,设计多因素多水平实验.基于秩关联原理实现不完备数据的概率增广,获取设计变量、随机参数与试样性能之间的响应面.在满足许用抗拉强度的概率约束下,以成形效率最高为优化目标,建立钴铬合金SLM工艺参数的可靠性设计优化模型.针对SLM过程随机参数非正态和功能函数非线性的问题,引入通用生成函数,融合离散枚举和随机抽样,基于自适应细分-重要抽样创新优化算法,求取最优工艺参数,在可靠性约束下获得最高成形效率.

    选区激光熔化可靠性设计优化钴铬合金工艺参数通用生成函数秩关联

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    冰孔约束下圆柱体倾斜入水空泡演化与流场特性数值模拟

    杨哲鹿麟李强孙志群...
    4539-4553页
    查看更多>>摘要：为研究冰孔约束对圆柱体倾斜入水过程的影响,基于流体体积多相流模型建立冰孔约束下的圆柱体入水数值方法,并通过实验测试,完成数值方法准确性的验证.在此基础上,开展不同冰孔孔径下圆柱体入水运动过程的模拟仿真,分析冰孔约束条件下圆柱体入水过程中的空泡演化特性与运动特性.研究结果表明:冰孔约束改变了自由液面的流动情况,从而影响了表面喷溅方向和形态.另外,由于液体撞击冰孔壁消耗了部分空泡用于扩张的能量,导致空泡扩张受阻,并且撞击后形成反射流,而反射流与空泡扩张方向相反,进一步使空泡受阻,致使背水面空泡壁呈弯曲状.在较小冰孔直径工况下,空泡壁与冰孔发生直接接触,使空泡发生局部变形,并且扩张受阻.而在较大冰孔直径工况下,空泡壁未与冰孔接触,此时反射流成为抑制空泡形态的主要原因;除此之外,冰孔约束下,自由液面处会出现了更大范围的剪切变形区域,并且腔内存在更多大尺度的涡旋,这些涡旋导致腔内的压力梯度增大,从而使空泡受到不同方向的压力,进而抑制自由液面处的空泡形态;冰孔约束导致圆柱体入水载荷峰值增大,并造成圆柱体的速度衰减更快.

    冰孔约束倾斜入水空泡演化涡旋分布运动特性

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    基于反目标法的引信复杂终点弹道等效模拟试验系统

    娄文忠何博袁勇李志鹏...
    4554-4564页
    查看更多>>摘要：面向全域机动作战愈加要求引信具有复杂终点弹道高发火可靠性需求,针对当前正向碰靶试验具有试验着角有限、发火信号不可实时采集以及试验周期长和成本高等问题,开展基于反目标法的引信复杂终点弹道等效模拟试验系统研究.基于有限元仿真,以30 mm小口径炮弹引信为对象,对比正向碰靶与反目标法引信关键模块受到的轴向冲击特性的相似性,基于弹塑性力学建立了圆柱形靶板反向碰击引信产生冲击特性的理论模型,模型采用微面力法进行数值求解,并通过仿真结果对比验证,基于20 mm轻气炮搭建了等效模拟试验系统模型,并对两种触发开关的响应特性进行实时采集研究.试验结果表明,现用于小口径炮弹引信的某触发开关对正碰2 mm铝合金靶板的响应时间约为58.2μs,对比正向炮射试验引信碰击2 mm铝合金靶板发生"表炸"的推算结果,验证了基于反目标法的等效模拟试验系统的可行性.

    等效模拟试验系统反目标法引信终点弹道测试方法

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    转静干涉下压气机叶片尾缘锯齿设计与性能优化

    杨文军隋东东王旭鹏潘五九...
    4565-4577页
    查看更多>>摘要：转静干涉效应诱发了压气机叶片尾流的复杂激扰行为,而尾缘锯齿特征为叶片尾流的激扰控制提供了有效手段.在考虑叶排间转静干涉的基础上,通过在静子叶片尾缘引入锯齿特征,以改善其对叶片尾流扰动以及压气机性能的影响,并进一步利用拉丁方试验设计优化了转子叶型,实现转静干涉下压气机叶片的尾流扰动控制与性能优化.研究结果表明:非均布锯齿特征有效改善了静子叶片的尾流形态,增强了叶片主流与尾流区域的混合效应,减小了叶片尾缘的速度亏损;跨声速压气机的效率提高了 2.70％,稳定工作范围提高了 12.31％;通过优化转子叶片型面,压气机效率提高至91.42％,进一步拓宽了其性能裕度;研究成果不仅对尾流扰动控制具有重要的理论价值,而且对高性能叶盘系统的设计具有重要的工程意义.

    压气机叶片尾缘锯齿尾流扰动工作性能优化设计

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