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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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    水下圆柱壳声辐射激发水表面声波研究

    张圣海徐剑秋黎胜
    2329-2340页
    查看更多>>摘要：研究水下声源声辐射激发的水表面声波,对在空气中进行跨介质水下声源探测具有重要意义.为研究水下声源声辐射激发的水表面声波特性,基于水下声传播理论推导水下稳态点源球面声波激励水表面声波的理论解,依据有限元方法,以脉动球点源为例进行数值分析验证,设计相应实验验证水平衰减规律及声源深度影响.基于声-结构耦合有限元方法研究声源深度等声源参数及环境参数对水下圆柱壳声辐射激发水表面声波的影响.研究结果表明:所提激励下的圆柱壳声源在半自由场环境中激发的海水表面波振幅在某些振型对应固有频率下的振幅远大于其他频率;海底和粗糙海面对水表面波振幅有影响;在所提载荷激励下,有限水深中水下圆柱壳声辐射激励的水表面波振幅在3倍圆柱壳半径以内及20倍半径之外潜深范围内与潜深呈正比,其他范围随潜深呈反比.

    水下圆柱壳声辐射水表面声波声-结构耦合粗糙海面

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    水下中远场爆炸冲击波作用下航行体表面动态响应分析

    张勇肖正明段浩伍星...
    2341-2350页
    查看更多>>摘要：针对水下中远场爆炸作用下航行体表面动态响应复杂、预测困难的问题,基于任意欧拉-拉格朗日数值算法,考虑自由面对冲击波反射的影响,利用爆炸相似理论细化模型网格,运用有限元软件对水下爆炸模型进行求解.分析冲击波作用下航行体表面动态应力峰值出现的时间和区域,并对其动态响应随当量、爆距及水深的变化规律进行研究.利用数值拟合方法得到航行体表面动态应力方程,并通过决定系数验证其可靠性,在定当量、爆距情况下可直接求解其动态应力.研究结果表明:当量增加,动态应力在相同爆距区间内衰减速率增大;爆距增大,动态应力在相同当量区间内增长速率降低;深度每下降100m,动态应力增长20 MPa左右.所得研究结果可为中远场水下爆炸作用下航行体安全防护和抗冲击研究提供一定参考.

    水下航行体中远场水下爆炸任意欧拉-拉格朗日方法爆炸相似理论动态响应

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    飞秒激光作用TATB的大尺寸分子动力学模拟

    伍俊英李钧剑尚伊平杨利军...
    2351-2363页
    查看更多>>摘要：深入认识炸药在飞秒激光作用下的快速化学反应机制和热力响应特征,是发展飞秒激光加工炸药技术的基础.采用分子动力学方法,基于ReaxFF/lg反应力场,对不同飞秒激光能量作用于三氨基三硝基苯(TATB)炸药的过程进行亚微米级大尺寸反应分子动力学模拟,考虑炸药对飞秒激光的非线性吸收过程,分析炸药烧蚀去除机制、产物演化和热力响应规律.计算结果表明:不同强度的飞秒激光对TATB的烧蚀去除机制不同,当激光强度为6.79×1017 W/m2时,TATB发生等离子体烧蚀,产物以小分子或等离子体为主;当激光强度为3.39 × 1017 W/m2时,TATB发生不完全反应,产物以大分子或团簇为主;当激光强度为1.69 ×1017 W/m2时,TATB发生光机械烧蚀,以完整分子形式被剥离去除;激光强度越高,烧蚀产物的温度和粒子速度越高,对烧蚀区周围的热力响应越严重,有引发点火的风险.

    三氨基三硝基苯飞秒激光分子动力学计算ReaxFF/lg反应力场

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    石墨烯气凝胶的压缩力学性能研究

    曹路晴乔扬谢晶陈鹏万...
    2364-2373页
    查看更多>>摘要：为探究石墨烯气凝胶在防护领域的潜在应用,采用冷冻干燥法并控制冷冻温度变量制备不同的石墨烯气凝胶试样,进行单轴面内压缩力学实验;结合3D数字图像相关技术和扫描电子显微镜,分析变形模式与破坏机理.研究结果表明:冷冻干燥法制备的石墨烯气凝胶试样具有3D多孔网络结构、低密度(＜33.93 mg/cm3)、高孔隙率(＞98.5％)等特征,并具有受冷冻温度影响的特征微观结构;石墨烯气凝胶的压缩应力-应变曲线展现出多孔材料典型的三阶段特征,并且力学性能受冷冻温度的影响,-80 ℃所得石墨烯气凝胶的杨氏模量相较于-19℃提高160％,单位体积吸能提高67％;石墨烯气凝胶多次循环加载-卸载中随着内部致密区域的扩展,以塑性能为主的吸收总能趋于稳定不变,其状态变化可通过指数衰减模型描述;石墨烯气凝胶的横纵向片层不同的压缩变形形态发展为大规模的类弹簧型紧密折叠模式,使得石墨烯气凝胶表现出回弹性.所得研究成果为石墨烯气凝胶在防护领域的应用提供了理论与实践基础.

    石墨烯气凝胶压缩力学性能冷冻干燥法吸能特性变形模式

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    充液管结构人员抗爆炸冲击防护试验研究

    刘钰鲁殊凡索涛侯兵...
    2374-2382页
    查看更多>>摘要：区域冲突和恐怖袭击等爆炸环境造成的人员伤亡事件频频发生,且爆炸引起的人体损伤也已成为现代战争中士兵的主要致伤形式.针对人体抗爆炸冲击波防护的迫切需求,设计制作模拟人体的硅胶试验段,利用激波管试验研究一种柔性充液管结构的冲击波衰减作用,探索将冲击波的能量转化为管内的液体内能和动能,实现冲击波能量的有效转移和耗散.研究结果表明,通过协调冲击波作用下的液体流动耗能和液体自身吸能(凝胶化),最高可以衰减35％的超压峰值和30％的比冲量.相关研究对于提高人员爆炸冲击防护水平具有重要的研究意义和应用前景.

    充液管结构冲击波防护激波管超压冲量

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    内爆载荷下民机用定向泄爆容器结构的动态响应

    左铭朔徐豫新李永鹏李旭东...
    2383-2392页
    查看更多>>摘要：为保证民机航空安全、满足民机抗爆结构设计要求,研究不同当量TNT内爆冲击下民机用定向泄爆容器结构的动态响应.设计用于民机上爆炸物危险排除的定向泄爆容器,通过爆炸试验验证泄爆容器的可靠性,确定泄爆容器的爆炸物临界包容当量为42 g.进一步对该泄爆容器在不同当量内爆载荷下的动态响应进行数值仿真,分析塞块的运动过程以及内爆载荷对泄爆容器的作用机理.研究结果表明:剪切销在爆炸冲击波作用下剪切断裂,剪断过程中塞块发生振动,剪切销剪断后塞块持续加速,容器内最终产生约7.5 MPa的准静态压力,塞块冲破机身壁板后匀速飞出,容器泄压并自泄爆口向内形成约0.38-0.85 MPa的压强梯度;TNT当量对塞块飞行速度的影响明显,塞块飞行速度随当量的增加而提高,且提高率不断减小.所得研究结果可为民机防爆容器的设计以及应用提供支撑.

    民机定向泄爆内爆载荷容器动态响应有限元模拟

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    天然气爆炸载荷作用下钢筋混凝土板毁伤试验研究

    乔博阳谷恭天王成宋诗祥...
    2393-2403页
    查看更多>>摘要：为研究天然气爆炸压力积聚作用下钢筋混凝土板的毁伤规律,搭建9.8 m3半地下式气体爆炸加载装置,对两种厚度(80 mm、100 mm)、3种强度(C30、C40、C50)的钢筋混凝土板进行当量甲烷爆炸加载下的毁伤试验研究,获得爆炸空间中准静态压力、钢筋混凝土板面外位移、等效应变等分布特征.研究结果表明:封闭空间中,爆炸压力积聚与板体开裂泄压作用下,爆炸准静态压力出现振荡特征;等效应变与裂纹特征一致,呈对称Y型分布,且等效应变具有明显的双峰和三峰特征;两种厚度的钢混板具有显著不同的破坏模式,80 mm厚度时钢筋结构保持完整,混凝土破裂飞散,发生局部混凝土冲切破坏,100 mm时在固接处发生断裂,混凝土板整体抛出,产生大面积钢筋混凝土复合体冲切破坏.

    钢筋混凝土板爆炸载荷破坏模式气体爆炸压力积聚

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    泄压坑道式工房内爆试验与数值模拟研究

    陈泰年任辉启李素灵张珊珊...
    2404-2413页
    查看更多>>摘要：为探索复合构型坑道式工房内爆炸效应和泄压消波措施,提出泄压坑道式工房设计.通过理论分析和线性拓展预测的方法预判坑道内压力分布,建立多工况泄压坑道式工房的有限元模型.通过数值模拟得出结构内部和外部冲击波传播与衰减的规律,分析冲击波涡流成型机理以及泄压消波的过程,计算得到多工况下坑道内部和外部的压力分布规律.通过试验研究对线性拓展计算和数值模拟结果进行对比分析,揭示由丁字接头、泄压通道、膨胀室组成的复合构型坑道式工房对于消波效率的显著提升作用,得出坑道结构内泄压消波的效能以及坑道结构口部外冲击波分布规律,以期为坑道式工房的结构选型及布局优化设计提供技术支撑.

    泄压坑道式工房泄压消波冲击波传播规律压力分布规律

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    基于极值外推的特种车辆疲劳耐久性多轴载荷谱编制

    郑国峰杨思宇陈柏先隗寒冰...
    2414-2425页
    查看更多>>摘要：非道路特种车辆服役载荷谱是整车结构耐久性的关键,为此提出基于极值外推的特种车辆疲劳耐久性多轴服役载荷编制方法.考虑到多轴载荷谱外推时的载荷通道之间具有相位关系,开展以临界平面损伤参量为基础的多轴载荷等效合成研究;构建极值超出量服从广义Pareto分布的多轴外推模型.利用等效合成载荷谱进行载荷外推,将基于等效合成系数获取的外推量分配到每个载荷通道上,实现考虑相位关系的多轴载荷外推.以典型工况下特种车辆的轮端六向力信号为研究对象进行多轴外推,并对比外推前后的载荷谱与采集载荷谱通道之间的相位关系、穿级计数、雨流计数和功率谱密度.研究结果表明:基于极值外推的特种车辆整车疲劳耐久性多轴载荷编制,可以实现在相同典型工况下多轴载荷谱的有效预测.

    特种车辆多轴载荷谱极值外推相位关系

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    陀螺电机轴承小样本非等间隔的寿命预测研究

    蔡曜王建青司玉辉王玉琢...
    2426-2441页
    查看更多>>摘要：现有轴承寿命预测的研究成果直接应用于陀螺电机轴承时,存在轴承振动信号难采集、模型使用小样本、非等间隔数据建模精度低等问题.选取陀螺电机电流信号作为可测信号并制定执行标准,截取有效电信号;提取初值化均方根值和Renyi熵作为退化特征以描述轴承寿命.设计的非等间隔、融合经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和生物地理学算法(Biogeog-raphy-based Optimization,BBO)的灰色模型(Grey Models,GM),即非等间隔 EMD-BBO-GM(1,1),其包括间隔变化、数据分解、模型构建和参数优化共4个模块,可实现轴承寿命预测功能.选取小微挠性陀螺电机进行轴承寿命预测试验.研究结果表明,新模型使用两种退化特征获得的预测寿命与实际寿命相当,拟合精度不低于98％,预测精度不低于95％;与标准GM(1,1)相比,预测精度提升量为24.975％,间隔变化、数据分解和参数优化3个模块的贡献度分别为90.94％、3.64％、5.42％.

    陀螺电机轴承寿命预测电流信号灰色模型非等间隔数据

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