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期刊信息/Journal information
南京理工大学学报（自然科学版）
南京理工大学学报（自然科学版）

廖文和

双月刊

1005-9830

zrxuebao@mail.njust.edu.cn

025-84315600 84305981

210094

南京孝陵卫200号

南京理工大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Nanjing University of Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是南京理工大学主办的自然科学综合性学术期刊，主要刊载我校机械、动力、材料、光学、电子、电气、控制、计算机、化工、生物工程、数学、物理、工程力学、建筑、管理工程及有关交叉学科的最新研究成果，同时也有选择地发表校外及海外作者省部级以上基金课题的优秀论文。本刊为中文核心期刊和中国科技论文统计刊源之一，1994年起被美国《工程索引》(EiCompendex)核心库列为收录刊源。
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    基于自抗扰控制的风洞尾支杆多维减振研究

    杨诗瑶邓力嘉沈星
    669-678页
    查看更多>>摘要：针对传统悬臂尾支杆因其低刚度、低阻尼的特点而引起飞行器模型与支撑系统产生大幅、低频振动的问题，提出一种基于自抗扰的风洞尾支杆多维振动控制技术。首先设计了基于压电叠堆的尾支杆多维主动减振系统，并进行有限元分析与系统辨识，获取其模态特性;其次通过带宽参数化对自抗扰控制(ADRC)算法的参数进行初步整定，降低复杂度，并引入粒子群优化(PSO)算法对控制器参数进行进一步优化。基于PSO的自抗扰控制方法具有较强的抗干扰能力和快速响应能力。在基于DSPACE的地面控制实验平台将该文算法与传统算法进行实验对比，验证了算法的有效性。实验结果表明:与传统PID算法相比，系统在该文算法下的振动衰减时间明显缩短、稳态幅值和振动能量均明显降低。

    压电叠堆振动主动控制自抗扰控制粒子群优化

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    坦克火炮身管内膛镀铬层损伤分布规律研究

    宋雯程杨国来
    679-685页
    查看更多>>摘要：某坦克火炮身管采用内膛镀铬技术可有效提高身管使用寿命。镀铬层身管和非镀铬层身管内膛损伤规律不一致，该文采用了理论计算和理化特性分析相结合的研究手段，探究了镀铬层身管在多发射击后的损伤退化规律。理论研究发现，身管内膛烧蚀磨损主要集中在坡膛及膛线起始部和最大膛压处，射弹500 发时身管坡膛起始部烧蚀磨损量约为 0。22 mm。在实际完成射弹700 余发后，测试了身管内膛阳线直径变化量，并统计了发数和身管口部内膛直径累计增量的关系，由此判断镀铬层脱落情况。最后，在膛线起始部和最大膛压区选取特征点进行了微观形貌观测，并获得了表面元素质量分数。综合理论计算和理化特性分析表明，膛线起始部和最大膛压区压力和温度环境最为恶劣，镀铬层脱落情况明显，从最大膛压处到炮口处，镀铬层脱落状况逐步减轻。该文研究为揭示身管内膛镀铬层的损伤规律和破坏机理提供了一定技术参考。

    身管内膛镀铬层损伤膛线起始部最大膛压区

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    基于Monte-Carlo法的微型航天器在轨发射姿态预测方法研究

    陶晓宇杨海波谈曾巧张翔...
    686-691页
    查看更多>>摘要：基于固体推力器在轨发射的微型航天器在空间在轨服务领域应用越来越广泛，微型航天器分离时的姿态是决定任务成功的关键。为了预测微型航天器在轨发射分离时的姿态范围，采用多刚体动力学理论和赫兹接触模型，建立了微型航天器-搭载卫星平台系统发射动力学仿真模型。针对固体推力器的生产、装配过程中产生的推力偏心，提出基于Monte-Carlo仿真的微型航天器在轨分离姿态预测方法。仿真结果表明，微型航天器分离角速度服从正态分布规律，经地面模拟发射试验验证，该发射动力学仿真模型和姿态预测方法准确可行，可为微型航天器在轨快速发射系统设计和发射着靶精度的研究提供参考。

    微型航天器在轨发射动力学姿态预测蒙特卡洛法

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    CFRP构件双机器人激光复合铣边技术研究

    熊伟尉毛永杰高雪峰董松...
    692-698页
    查看更多>>摘要：针对碳纤维增强复合材料(CFRP)机器人铣边存在的效率低下、颤振及碳纤维粉尘污染严重等问题，提出双机器人激光复合铣边新方法。通过DELMIA有限元仿真软件实现了双机器人激光复合铣边轨迹规划，有效避免了双机碰撞。在此基础上开展了双机器人激光复合铣边与机器人铣边的对比实验。实验结果表明:相比于机器人铣边，激光复合铣边大幅降低铣削力，平均降幅为27。63%;铣边质量得到有效提升，铣边入口与表层损伤分别平均降低了 38。45%与21。95%。

    碳纤维增强复合材料双机器人激光复合铣边有限元仿真铣削力铣边质量

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    矩形膛线和弧形膛线对弹丸与身管相互作用的影响

    韩梦凡邱明宋杰吴勇...
    699-708页
    查看更多>>摘要：为了研究膛线类型对枪械射击性能的影响，开展矩形膛线和弧形膛线两种身管的有限元模型仿真，通过数值仿真与试验相结合的研究方法，分析膛线线型对弹头刻痕、应力、弹头姿态、身管受力的影响。通过对比矩形膛线和弧形膛线下的弹头以及身管受力分析，得到以下结论:弧形膛线下的子弹与矩形膛线下的子弹相比，其质心偏量更小，整体射击过程更加稳定;其子弹受到的应力以及应变都更小，线膛受到的磨损小，整体寿命有所提高;子弹射击初速更高，射击威力更大。该研究可对弹头的运动姿态和身管设计提供参考。

    试验研究数值模拟膛线形状枪械刻痕应力姿态身管

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    制退器弯曲侧孔平滑导流与侧壁增压特性研究

    邓子龙邱明宋杰陶宇翔...
    709-718页
    查看更多>>摘要：针对目前炮口制退器中制退效率低的问题，提出在制退器中设计U型弯曲侧孔方案，从而实现平滑导入火药燃气流向侧后方喷出，达到通过增加弯曲孔侧壁压力和高压气体持续作用时间实现大幅度降低后坐冲量的目的。以某 30 mm航炮制退器为应用案例，以弹丸到达膛口位置时的膛内气流状态作为初始条件，采用静止区域划分多面体网格、运动区域划分六面体结构网格的计算方法，将U型弯曲侧孔制退器与直斜侧孔制退器进行对比，分析弹丸经过弯曲侧孔时制退器内和侧孔内的气体流动特点和压力分布情况。结果表明:相比于直斜侧孔，U型弯曲侧孔能更平滑地导入膛内高压火药气体并使出口速度提高至2 500 m/s。弯曲侧孔的最大制退力相比于斜侧孔最大制退力提高了 11。8%，弯曲孔侧壁增压且压力分布更均匀合理，并增加高压气体作用时间，反后坐冲量提高10。8%。

    中间弹道制退器弯曲侧孔动网格三维流场制退力

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    基于分级功率谱面积的火箭炮行军强度试验路面等效方法

    马清添朱隽垚朱俊于存贵...
    719-728页
    查看更多>>摘要：该文针对火箭炮行军强度试验路面仿真缺少路面谱的问题，提出基于分级功率谱面积的行军强度2 级、3 级试验路面与国家标准A级至H级路面等效的方法。首先利用随机生成法和不平度融合法建立行军强度 2 级、3 级试验路面模型;其次提出分级功率谱面积法，得到 2级、3 级路面在不平度等级下的比例关系;最后获取 2 级、3 级路面等效前与等效后的火箭炮的挂弹板载荷-时间历程，运用多体动力学和有限元法相结合的方法预测并对比挂弹板的疲劳寿命。结果表明:2 级、3 级路面等效前与等效后的挂弹板寿命误差分别为 3。17%和 8。17%，利用分级功率谱面积法能较好地评价路面不平度，是对现有路面等级评定方式的补充。

    路面不平度路面建模功率谱面积等级评定疲劳寿命

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    固体推进剂侵蚀燃烧状态下的动态燃速测试方法研究

    薛海峰陈庆堃李晨阳刘锐...
    729-736页
    查看更多>>摘要：为了测量固体推进剂在侵蚀燃烧状态下的动态燃速，设计了侵蚀燃速测试系统。该测试系统以透明窗发动机为主体，包括压力传感器、高速相机和数据采集系统。透明窗发动机用于构建推进剂试样产生侵蚀燃烧的高温高压横向燃气流条件，高速相机用于采集试样表面燃烧退移过程。以某制式丁羟推进剂为测试对象，开展了侵蚀燃烧热试车试验，并结合数值研究，对所构建的侵蚀燃速测试方法及数学模型的准确性进行分析与验证。结果表明:该侵蚀燃烧测试方法具有低成本、高效率等一系列突出优点，能够实现单次试验获得多组数据，适用于多种固体推进剂的侵蚀燃速快速测量。

    固体推进剂侵蚀燃烧燃速测量透明窗发动机压力传感器高速相机数据采集系统

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    基于负载转矩估计的双电机驱动弹丸协调臂同步消隙控制

    常帅川邹权汪杰昊
    737-746页
    查看更多>>摘要：为了提高双电机驱动的某火炮弹丸协调臂位置控制性能，该文提出了一种基于负载转矩估计的新型同步消隙控制方法。与传统基于电流信号的消隙控制方法不同，该文以负载转矩为参考信号进行消隙控制，同时设计了扩张状态观测器实现负载转矩估计，并以负载转矩估计值为参考信号设定消隙偏置电流，有效地削弱了齿隙的影响。此外，结合交叉耦合同步控制方法，提出一种基于负指数函数的消隙与同步融合策略，有效地抑制了同步误差并避免了差速振荡。仿真结果表明:与常规基于电流信号的消隙与同步融合控制方法相比，该文方法的位置误差峰值减小了38%以上，并且加速了同步误差衰减。

    弹丸协调臂双电机驱动消隙控制同步控制扩张状态观测器

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    不同试验条件下水下爆炸能量输出特性研究

    王晗程何勇焦俊杰祁妍洁...
    747-755页
    查看更多>>摘要：为了提高炸药水下爆炸输出能量，针对试验条件对炸药水下爆炸特性的影响，开展不同炸药质量与试验水域影响下水下爆炸比冲击波能、比气泡能以及炸药能量输出结构的试验研究。基于爆轰产物特性，建立了包含边界效应影响的可压缩流场水下爆炸气泡脉动理论模型，对水下爆炸气泡脉动过程进行数值计算研究。结合试验研究结果总结了水下爆炸能量输出特性，最终对水下爆炸特性的相似性进行分析。结果表明:大有限水域大装药量水下爆炸试验结果可以近似地直接映射于无限水域之中，能够反映实际水下爆炸特性。

    水下爆炸气泡脉动能量输出特性可压缩流场炸药水域

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