碳纤维增强环氧树脂基复合材料六边形多胞结构准静态压缩响应实验研究

为简化制作工艺,将碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)六边形管采用环氧树脂胶粘接在一起形成碳纤维增强环氧树脂复合材料六边形管多胞结构(Multicellular structure of CFRP hexagonal tubes,MSCHT)。通过对多胞结构进行准静态压缩试验,分析了其压缩破坏模式和耗能特性,并获取了各影响因素对压缩响应的贡献率。研究结果表明:多胞结构均呈现出渐进压缩破坏模式,沿着六边形管自由面形成带状纤维束;相邻碳管间的相互作用和粘接面的存在导致多胞结构的实际平均载荷高于其比测值,进而使得实际耗能量高于耗能量比测值;与单根六边形碳管相比,MSCHT的比吸能更高,并且存在最优壁厚使得结构比吸能最大,本次试验试件的最大比吸能达到114.4 kJ/kg;多胞结构的胞元数量和壁厚对平均压缩载荷、峰值载荷、耗能量的线性贡献率均为正且胞元数量贡献率高于壁厚,而壁厚对比吸能的线性贡献率为负,胞元数量对比吸能的贡献率为正。

美军核打击作战任务规划研究

以美国核打击作战计划的制订为例,详细阐述了作战计划制定的过程.分析了作战任务规划系统的体系结构,描述了各要素的组成.最后,从范畴、组成、机制、手段、方法、内容、时机、评估等方面提出了作战任务规划建设运用的启示.

基于相位编码波形和非匹配滤波器设计的间歇采样转发干扰抑制方法

间歇采样转发干扰(ISRJ)利用信号欠采样原理和匹配滤波特点,在雷达信号距离维上产生多个数量可控的虚假目标点。根据ISRJ采样函数特点,本文提出一种针对ISRJ的相位编码波形和非匹配滤波器设计方法。在雷达发射信号前,根据干扰的脉冲宽度和重复频率参数,设计适用于抑制ISRJ的非匹配滤波的相位编码信号。在接收到带有干扰的回波后,根据ISRJ采样函数与发射前设计的编码信号,构建抑制ISRJ的非匹配滤波器,降低干扰能量。仿真结果表明,与传统未经处理的相位编码信号相比,所提方法优化设计的信号表现出更好的抗干扰能力。

某型导弹冷发射装备场坪适应性研究

为研究某型导弹冷发射装备的场坪适应性,找到影响发射装备场坪适应性的影响因素和评价指标,推导出场坪垂向刚度和风载荷两个重要影响因素的计算方法,确定影响因素取值范围。基于此,采用优化拉丁超立方试验设计方法生成试验样本点。利用有限元数值模型对发射装备的动力响应进行大子样仿真分析,获得样本点空间内导弹出筒时的角位移和角速度,并选择径向基神经网络法建立导弹出筒姿态近似模型,分析导弹出筒姿态敏感度。在敏感度分析的基础上,给出考虑多个因子共同作用下的场坪适应性综合判据,为发射装备的场坪适应性评估提供参考。通过分析可知,当风速不大于2.5 m/s,路面纵坡不大于1.2°时,该发射装备在4级沥青路面即可满足该型导弹发射要求,说明其具有良好的场坪适应性。

基于SINS速度信息的里程计参数快速标定方法

针对里程计标度因数误差和安装误差对捷联惯导/里程计组合导航精度的显著影响,提出一种基于短时捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)速度信息的里程计参数标定方法.通过建立航位推算误差模型,构建惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)坐标系内惯导系统输出速度与里程计输出之间的关系式,得到里程计参数的计算公式;利用最小二乘法对里程计标度因数和安装误差进行标定.该方法只利用了捷联惯导信息,在1 min内就可实现里程计参数的初次标定,不需要相关参数误差值为小量的假设,并可以忽略杆臂效应对标定效果的影响.试验结果表明:当车辆行驶30 min后,利用该方法标定后的水平航位推算精度比传统标定方法定位精度高92.3%.

高海拔长大水工隧洞群挡烟垂壁控烟机制

针对长大水工隧洞群施工期火灾疏散救援难和挡烟垂壁作用机制不清晰的挑战,采用数值模拟方法对大型棋盘状隧洞群通风网络火灾烟气蔓延特征及控烟机制开展系统研究,包括烟气扩散路径及能见度分布,设置挡烟垂壁对烟气扩散速度、能见度及温度的影响及控烟效果。结果表明:火灾后烟气首先沿单一隧洞轴线双向传播,扩散至施工支洞时部分支路产生烟气逆转、逆退现象,500 s计算时长内烟气几乎充满整个通风网络,烟气层与下层空气的分层界面不稳定,网络交汇处烟气层高度明显降低。设置挡烟垂壁对烟气沿隧洞轴向传播具有促进作用,效果随传播距离增长而减弱;对烟气沿施工支洞轴线传播具有累积阻滞作用;挡烟垂壁对烟气温度的影响随扩散距离增加不断减弱;挡烟垂壁前方形成储烟池,增强烟气逆流程度,后方为烟气减速增压区,烟气层升高。

Zr55Cu30Ni5Al10活性破片对间隔防护结构破坏特性研究

活性破片对间隔防护结构的破坏特性对于未来航天器防护结构设计具有重要意义。针对新型锆基非晶合金Zr55Cu30Ni5Al10破片撞击间隔靶板开展弹道枪射击试验研究,利用高速摄影对其碎片云形貌以及演化规律进行研究,根据分布特点建立靶前和靶后碎片云轮廓线方程,对形成的靶后碎片云的毁伤效能进行评估。分析表明:高斯函数和双纽线函数可以较为准确地描述Zr55Cu30Ni5Al10非晶材料撞击靶板的靶前和靶后碎片云轮廓;随着撞击速度的增大,Zr55Cu30Ni5Al10非晶试件撞击钢靶板产生的靶后碎片云在后效铝靶上的毁伤面积呈先增大后减小的变化趋势,而在钢靶穿孔直径增加到一定值后几乎保持不变。

基于CAD的点核剂量计算方法研究及初步应用

点核积分方法是辐射剂量计算的基本方法之一,广泛应用于辐射防护领域。传统的点核剂量计算中采用文本方式描述计算模型,存在难以描述复杂几何、易出错且耗时的问题。针对该问题,本文基于FDS团队自主研发的超级蒙卡核模拟软件系统SuperMC,进行了基于CAD的点核剂量计算方法研究与程序开发,可基于实际问题的CAD模型直接进行支持多重源的光子点核剂量计算,提高了程序对复杂三维几何问题的处理能力,并包含较为完备的核数据库。使用ANSI/ANS6.6.1、ESIS和VisiPlan的基准例题对程序进行了测试验证,测试结果与VisiPlan4.0对比吻合良好。同时将该方法初步应用于ITER热室屏蔽的设计中,说明了本方法及程序处理复杂场景问题的能力。

低温生长铝镓砷光折变效应的研究

三元化合物铝镓砷(AlGaAs)是一种可用于全光固体超快诊断技术的重要材料.基于低温外延技术的AlGaAs材料不仅具有低温生长砷化镓(low-temperature grown GaAs, LT-GaAs)超短载流子寿命的特点,并且可以调整材料的禁带宽度,为超快诊断系统的设计增加了极大的灵活性.泵浦-探测实验结果表明,低温外延生长可以有效加速AlGaAs材料的非平衡载流子复合,非平衡载流子弛豫时间小于300 fs,而非平衡载流子的复合时间低至2.08 ps.由于经过特殊的钝化工艺处理,极大地降低了表面复合对载流子衰退过程的影响,而低温外延生长引入的As原子团簇,形成了深能级缺陷,是加速载流子复合的主要因素.基于单复合中心的间接复合理论,建立LT-AlGaAs载流子演化模型,获得与复合速率相关的关键物理参量:载流子俘获面积δe=6.6×10^-14 cm^2,δh=4.7×10^-15 cm^2,计算结果与实验相符.该方法可用于半导体材料载流子演化特性定量分析,有助于推进超快响应半导体材料的优化改进.

氧化物/氧化物陶瓷基复合材料研究进展

随着连续纤维增韧陶瓷基复合材料的快速发展,氧化物/氧化物基复合材料已成为航空航天领域热端高温部件的新兴候选材料,本文从纤维、基体及界面相的角度重点介绍了氧化物/氧化物基复合材料及其主要制备工艺,并指出了这一领域未来的发展趋势。

基于GNSS观测的核爆相关参数估计研究

地下核试验引发的声重波会对电离层造成影响,引发行进式电离层扰动(TID)。通过GNSS的观测数据可以提取出地下核试验引发的电离层TID,从而对核爆的相关参数进行分析。本文根据IGS站点接收的全球定位系统(GPS)数据,探讨了估算TID传播速度以及核爆爆心位置的方法,并给出了计算结果。结果表明利用GPS观测数据来估计核爆爆心位置是可行的。

带前舱战斗部对钢筋混凝土侵彻规律研究

为分析在临界穿透速度条件下,着靶参数对某型带前舱战斗部侵彻能力的影响,基于LS-DYNA非线性有限元分析软件,采用实体单元钢筋建模方法,建立了带前舱战斗部侵彻钢筋混凝土目标3维仿真模型,给出了在极限穿靶速度条件下,着靶角度、攻角等参数的变化对战斗部侵彻能力的影响规律,计算结果与实验结果吻合较好.研究结果表明,着靶角度对战斗部侵彻能力影响显著,在极限穿靶速度条件下,一定范围的负攻角有利于战斗部的侵彻.

复杂地面场景的红外特性建模及仿真效果研究

针对复杂地面的红外仿真的需求,对地面的红外特性建模和仿真的效果进行了研究。针对复杂的地面场景,预先设置好材质编号和对应材质红外属性之间的映射关系,通过指定材质编号的方式手动对不同材质的区域进行分类。这样对于同一数据,针对不同的仿真谱段进行一次建模通过替换查找表的方式即可满足工程的需求。最后为了充分提高计算的效率,在GPU中进行红外辐射的实时计算,渲染输出的图像能满足工程需求。

红外目标可探测性研究

基于红外成像系统性能分析的需要,将传感器目标获取性能特性简化为概率探测模型,对目标的获取能力进行预测和分析。论文采用建立的红外成像系统MRTD模型,针对典型的红外成像系统参数,基于二维约翰逊准则方法和目标传递概率函数,对不同的复杂野外环境下的现场性能进行仿真分析。对于指定的传感器基本参数、目标背景特性、大气环境,得到在不同的作用距离下对应的探测概率。最后通过对不同距离处识别概率点进行拟合,得到红外成像系统识别目标的概率曲线。

单轴旋转SINS惯性系对准方法研究

针对复杂情况下车载捷联惯导初始对准抗干扰能力差,对准精度不高的问题,提出一种基于单轴连续旋转调制的惯性系初始对准方法;阐述了单轴连续旋转调制捷联惯导初始对准的误差抑制原理,利用惯性凝固坐标系分解的思想建立了惯性系双矢量对准和多矢量对准模型,进一步利用惯性系多矢量定姿方法结合旋转调制实现初始对准;通过仿真及设备实验验证,单轴连续旋转调制能够有效抑制水平惯性器件误差,提高对准精度,惯性系多矢量对准方法相比于双矢量对准方法能够更加充分利用测量矢量信息,抑制外界干扰,提高对准性能。

NiFe_2O_4/TiO_2纳米棒阵列薄膜光电化学性能和光催化性能研究

用水热法制备一维有序纳米棒状TiO_2薄膜(TiO_2 NRAs),并采用浸渍沉积煅烧得到NiFe_2O_4/TiO_2 NRAs。借助SEM、TEM、XRD、Raman、XPS、UV-Vis等对样品的物相和形貌结构进行了表征,结果表明:NiFe_2O_4纳米颗粒均匀沉积在金红石相TiO_2 NRAs表面,使TiO_2光谱吸收范围拓展至可见光区。利用电化学工作站对其光电转换性能进行研究,发现NiFe_2O_4改性后的TiO_2在可见光下光电流响应显著增大,在电压-电流曲线和电流随时间开关灯变化中,NiFe_2O_4/TiO_2 NRAs的光电流密度分别是纯TiO_2 NRAs的12倍和8倍。NiFe_2O_4/TiO_2 NRAs可见光下降解偏二甲肼(UDMH)的效率是单纯TiO_2 NRAs降解率的3倍,并对光催化降解机理进行了探讨。

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法

为研究推进剂热老化过程中的发动机结构分析方法,建立了一种含老化效应的粘弹性本构模型,基于增量有限元法对该本构进行了数值离散,导出了本构方程的增量形式,并提出了应力更新方法;基于Abaqus软件二次开发技术,编写了相应材料子程序并开展了算例分析。结果表明,老化粘弹性本构可表征分析过程的材料老化影响;本文有限元解与对应解析解吻合良好,分析方法及算法程序有效,可用于三维条件下的固体发动机药柱老化粘弹性有限元分析。

双轴捷联惯导多位置对准方法研究

针对传统车载捷联惯导初始对准方法中存在方位陀螺误差可观测性差、对准精度不高的问题,研究了基于谱条件数可观测度分析的多位置对准方法。建立捷联惯导静基座对准误差模型,利用基于谱条件数法的分段线性定常系统理论分析了单位置、最优二位置和双轴转动三位置对准的可观测度,对比研究了惯性器件估计误差和对准精度,探讨了最优二位置对准时间分配问题,得到在相同对准时间内最优二位置对准精度更高、三位置对准可提高后续导航中方位陀螺常值漂移估计精度的结论,并通过仿真结果验证了理论分析的正确性。

多格式信号采集处理模块的研究实现

飞行器的起飞时间是航天测控要素之一,起飞时间需要高度精准可靠,随着技术发展,出现了多种格式的飞行器起飞信号。针对飞行器起飞信号格式不一的问题,设计并实现了多格式信号采集处理模块。多格式信号采集处理模块采用冗余设计,其内含有3个采集板卡,每个采集板卡均能采集3种起飞信号,模块整体能够采集多路多格式起飞信号,对于单种信号,可多路采集处理,选取最优采集结果向后输出。文中主要介绍了信号采集处理模块的硬件电路设计、软件处理判定方法、实时性设计以及冗余备份设计,该信号采集处理模块使用范围广、拓展性强、可靠性高,具有较强的实际应用意义。

滑翔飞行器反逆轨拦截突防制导律研究

针对动能拦截器逆轨拦截情形,分析了高超声速滑翔飞行器利用空气动力机动突防的可能性,并从逃逸机动拦截范围的角度,根据动能拦截器助推分离时刻的状态参数推导了突防制导律。仿真结果表明,在动能拦截器初始拦截条件与理想拦截条件存在一定程度偏差时,推导的突防制导律能够有效逃逸机动拦截范围。