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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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    SC-CO2辅助挤出成型过程中双基发射药的流变特性

    胡启鹏杨昆张合李纯志...
    1593-1601页
    查看更多>>摘要：为了部分替代在发射药挤出成型过程中使用的有机溶剂，将超临界二氧化碳(Supercrit-ical Carbon dioxide，SC-CO2)引入发射药的挤出成型过程中，借助其在临界点附近急剧变化的溶剂特性，实现增塑后可快速从产品中驱除，为最终实现SC-CO2对有机溶剂的完全替代做铺垫。以剪切黏度为反映流变特性的参数，采用在线狭缝流变仪测量物料的剪切黏度并获得流变曲线，对物料在不同工艺条件下的流变特性进行研究。研究结果表明:SC-CO2辅助双基药挤出成型过程中物料的流变行为可以用幂律模型描述，引入SC-CO2后物料黏度显著降低，SC-CO2在4。67 wt％含量下使得双基药的稠度系数降低17。10％，体现了SC-CO2对于双基药的良好增塑作用;随着SC-CO2含量、溶剂含量、温度等参数值持续升高，继续增大参数值所能提供的增塑效果将变得有限。

    双基发射药超临界二氧化碳挤出成型增塑流变特性

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    基于PSO-CNN-XGBoost水下柱形装药峰值超压预测

    刘芳李士伟卢熹郭策安...
    1602-1612页
    查看更多>>摘要：为探索水下柱形装药结构、爆距等参数与水下柱形装药峰值超压的关系，将装药样本数据视为二维数据，建立粒子群优化(Particle Swarm Optimization，PSO)算法、一维卷积神经网络(1D Convolutional Neural Network，1DCNN)和极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting，XGBoost)的水下柱形装药峰值超压融合预测算法。采用相关性分析与数据可视化方法，分析装药结构参数、爆距与峰值超压之间的关联关系。设计1 DCNN深度网络挖掘不同长径比、爆距等参数与峰值超压之间的纵向时序关系。运用XGBoost算法寻找装药结构参数、爆距与峰值超压之间的横向非线性关系，提升小样本数据的预测精度。使用PSO算法优化1 DCNN和XGBoost的超参数，获得最优算法结构。研究结果表明，在包含10种智能算法的对比实验中，PSO-CNN-XGBoost水下柱形装药峰值超压预测算法在精度、稳定性、拟合程度上均高于其他模型。

    水下柱形装药长径比爆距峰值超压粒子群优化算法一维卷积神经网络极端梯度提升

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    活性元含量对低附带毁伤弹药近场冲击波的影响

    范瑞军王晓锋王金英周捷...
    1613-1624页
    查看更多>>摘要：为提高现有低附带毁伤技术方案的近场毁伤威力，通过在分装式低附带毁伤弹药的重金属颗粒嵌层中加入不同含量的活性元材料，优化活性元配比，从而增强近场毁伤威力。开展碳化钨-铝粉-硝酸钠-氟橡胶(Tungsten Carbide-Al-NaNO3-Fluororubber，WC-Al-NaNO3-FKM)复合材料嵌层中不同含量活性元的静爆试验，利用自由场压力测试系统测得爆炸后的冲击波压力曲线。研究结果表明:活性元含量增加至15％时冲击波超压达到最大，在37。5CD(装药直径)、50CD处分别提高57。5％和18。2％;活性元含量增加至20％时比冲量在37。5 CD处最大提高25。7％。在试验结果基础上利用数值模拟方法确定活性元后燃反应模型Miller项参数，得出不同含量活性元后燃反应能量释放规律以及活性元组分反应度随时间的变化关系:在理想情况下，随着活性元含量的增加，后燃反应时间减小。研究结果为低附带毁伤战斗部的近场增强设计提供了一种较好的技术策略。

    活性元含量重金属颗粒嵌层冲击波超压后燃效应

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    一种考虑球体变形的钨球侵彻低碳钢深度计算模型

    刘铁磊王晓锋徐豫新李永鹏...
    1625-1636页
    查看更多>>摘要：为了研究钨球在高速撞击下的变形行为对侵彻效果的影响，对钨球侵彻半无限低碳钢靶进行试验研究，得到<1600 m/s冲击速度下钨球变形特征和靶板侵彻深度随冲击速度的变化规律。在此基础上构建钨球侵彻塑性变形模型。将钨球变形模型和球形空腔膨胀阻力模型相结合，建立钨球变形侵彻深度计算模型。对比不同撞击速度下钨球变形侵彻模型、刚性侵彻模型的计算结果。对比结果表明，变形侵彻模型能够更加准确地计算钨球对半无限靶的侵彻深度，计算结果与试验相比最大误差20％(正误差15％，负误差5％)，精度较刚性侵彻模型提升42。86％。

    钨球低碳钢塑性变形侵彻深度球形空腔膨胀

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    接触爆炸下聚脲涂层增强钢板的抗爆性能

    刘保华徐文龙王成杨同会...
    1637-1647页
    查看更多>>摘要：为满足装甲车等武器装备在接触爆炸下的防护需求，通过实验与数值模拟开展单层钢板及迎/背爆面聚脲增强钢板接触爆炸下的抗爆性能研究，分析不同面密度、不同聚脲涂覆位置下钢板的破坏模式及防护机理，探究在一定面密度下钢板-聚脲厚度比对复合结构抗爆性能的影响。研究结果表明:背爆面涂覆等厚度聚脲能够有效减小钢板背面穿孔及拉伸破坏，降低结构残余位移，迎爆面涂覆等厚度聚脲能够显著增强结构抗爆能力，使接触爆炸下的钢板损伤大大降低;相同面密度下，聚脲吸能性能与聚脲厚度正相关，但是聚脲过厚会导致复合结构变形加大，稳定性降低;综合考虑聚脲增强钢板结构的破坏变形、速度衰减以及能量吸收情况，在研究范围内，钢板迎爆面涂覆厚度比为1:0。78的聚脲层具有最佳的抗爆性能。

    钢板聚脲涂层接触爆炸抗爆性能面密度

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    金属/聚氨酯波形发生器复合弹体冲击载荷特性及调控机制

    杨冠侠武海军田泽董恒...
    1648-1662页
    查看更多>>摘要：采用撞击方式模拟爆炸/冲击加载是一种有效的实验室规模的加载手段。为探究金属/聚氨酯波形发生器(Polyurethane Waveform Gnerator，PWG)复合弹体的冲击载荷特性及PWG对载荷的调控作用，进行不同尺寸PWG的准静态压缩加载-卸载实验，分析PWG的基本力学特性及PWG的刚度、能量耗散比与PWG尺寸的定性关系。开展不同配置的金属/PWG复合弹体的直接撞击实验，对复合弹体撞击过程进行系统分析，探究冲击速度及PWG尺寸等因素对冲击载荷的影响，并分别建立冲击载荷特征参数与冲击速度、PWG尺寸因子的定量关系。通过金属/PWG复合弹体直接撞击实验的单自由度系统运动方程及PWG动力学模型，探究PWG刚度对冲击载荷的调控作用。研究结果表明:PWG的静刚度系数随直径的增加而增大，随厚度的增加而减小;与PWG直径相比，厚度对能量耗散比的影响更加显著;冲击载荷特征参数与PWG直径D、厚度H的乘积D×H具有显著相关性，且随D×H的增加，峰值压力呈指数下降，持续时间及峰值比冲量分别呈2阶、3阶非线性增长;随着冲击速度的增加，峰值压力和峰值比冲量分别呈现3阶非线性快速增长和线性增长趋势，载荷持续时间则呈现2阶非线性下降趋势;PWG直径对冲击载荷的影响主要通过调控线性静刚度系数α实现，直径越大，α越大，冲击载荷峰值越小，冲量越大，载荷越趋近于半正弦曲线;PWG厚度的影响主要通过调控非线性静刚度系数γ实现，厚度越小，γ越大，冲击载荷峰值越大，冲量越小，载荷的尖峰细腰形状越明显。

    聚氨酯波形发生器金属/聚氨酯波形发生器复合弹体模拟爆炸/冲击加载冲击载荷调控

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    不同物理性质无烟煤粉在乙烯/氧气氛围下爆轰波传播特性实验研究

    张锋罗永晨肖博文倪晓冬...
    1663-1672页
    查看更多>>摘要：粉末连续旋转爆轰发动机不仅具有爆轰循环热效率高的优势，还兼具粉末燃料体积热值高、流量可调等优点，然而发动机的工作特性会受到煤粉的物理性质影响。为了更好地研究不同物理性质煤粉对于爆轰波传播特性的影响，搭建一套定容燃烧弹，结合高能点火系统，在初始压力p0=100 kPa下，研究多孔状5μm、多孔状40μm及片状5μm共3种无烟煤粉在不同当量比(0。7、1。0、1。3、1。5)下的爆轰波传播特性。研究结果表明:多孔状5μm无烟煤随着当量比的增加，爆轰波速度及压力持续增加，当量比为1。5时具有最大爆轰波传播速度及压力;多孔状40μm煤粉在0。7～1。3当量比下随当量比的增大，爆轰波速度持续增加，而后在当量比为1。5时由于过量的煤粉导致速度开始降低，但爆轰压力随着当量比的增加而增加;5μm多孔状煤粉爆轰波速度在相同当量比下优于40μm煤粉;片状5μm煤粉爆轰特性最差，在高当量比时会抑制爆轰。

    粉末连续旋转爆轰发动机爆轰煤粉直接起爆传播特性气-固两相爆轰

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    基于冲击Hugoniot关系的爆压性质和不确定度量化

    梁霄王瑞利
    1673-1680页
    查看更多>>摘要：精确评估炸药冲击Hugoniot参数的可信区间，有效量化冲击起爆、状态方程等唯象模型的不确定度，提高模型的鲁棒性和可靠性，会极大地降低爆压标定的成本。利用线性回归拟合方法得到冲击Hugoniot参数，采用参数估计法推导出Hugoniot参数的置信区间，使用国内试验数据确认方法的有效性。在合理假设的基础上，结合Chapman-Jouguet理论和冲击Hugoniot关系，导出爆压与装药厚度、冲击波走时、初始密度、Hugoniot斜率和0-压声速之间的函数关系式。分别用对数正态分布和Beta分布表征输入不确定度，通过Rosenblatt变换将输入不确定度转化成相互独立的标准正态分布，使用自适应基函数多项式混沌不确定度传播量化方法，给出了爆压的概率密度函数和置信区间。研究结果表明，爆压与样品厚度、爆轰走时、爆速具有拟单调性，在特殊前提下证实了前人的判断。应用于PBX9502炸药，发现给出的置信区间较宽，与试验专家的先验论断吻合。该研究发展了一套有效量化爆轰不确定度的传播量化方法，为发展可信、强预测能力爆轰模拟软件提供了技术支撑。

    冲击Hugoniot关系不确定度量化爆压Chapman-Jouguet理论自适应基函数多项式混沌拟单调性

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    复杂爆炸载荷致肺损伤试验研究

    李冈徐冰川胡滨蔡萌...
    1681-1691页
    查看更多>>摘要：为研究真实工况下人员在爆炸冲击波作用下的动态响应特性，开展某型云爆弹静爆作用下工事内仿人形装置(Anthropomorphic Test Device，ATD)和绵羊的毁伤试验研究。采用爆炸测试装置和简易假人作为研究对象，通过6发爆炸试验分析爆炸冲击波在ATD表面传播规律，开展2种人员损伤预测模型的对比分析。研究结果表明:在本试验工况下，冲击波和崩落的混凝土碎块是主要的毁伤元;爆炸冲击波在ATD表面首先发生反射，随后绕射至其他部位，压力曲线表现出非典型冲击波特征，反射叠加效应明显;在典型冲击波特征正压作用时间区间内，由于Axelsson损伤模型线性阻尼项的影响，求解的胸壁运动速度呈现出先增大至峰值后降低的现象;Axelsson损伤模型与UFC 3-340-02规范相比，在人员损伤预测方面相对保守。所得研究结果可为工程应用及毁伤评估提供参考。

    复杂冲击波肺损伤爆炸测试装置人体胸部胸壁运动速度

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    航空铝合金激光焊接关键工艺参数与应力场关系

    李光祖王江涛谢利卢雅林...
    1692-1702页
    查看更多>>摘要：激光焊接工艺参数不仅影响铝合金结构件的残余应力，而且影响其服役性能，探究参数与应力场的关系对提高焊接结构件的质量具有重要的意义。采用圆锥热源模型对厚度为5 mm的7075-T7351铝合金板材进行激光焊接数值模拟，分析焊接速度和激光能量两个关键参数对焊接残余应力场的影响规律，并借助实验验证模拟结果的准确性，揭示7075铝合金激光焊接工艺参数与应力场的关系。研究结果表明:残余应力会随着焊接速度的增加而不断增大，但当焊速超过一定值后焊核区应力不再增加，最大应力逐渐向两侧扩展;激光能量越大，导致残余应力降低且最大残余应力分布区域逐渐扩大;获得7075铝合金激光焊的最佳工艺窗口，焊接速度5～7 mm/s，激光焊接能量70～100 J/mm。所得研究成果在7075铝合金激光焊接工艺优化的周期缩短和成本降低方面具有一定的价值和意义。

    铝合金激光焊接应力场焊接速度焊接能量

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