基于YOLOv5算法的炮管内壁污渍识别与定位技术

为准确评估炮管内壁的清理情况,采用YOLOv5人工神经网络结合机器视觉对清理后的155mm口径炮管内壁的污渍进行实时检测。考虑到污渍主要分为油污与残留的铜渍2种,在检测任务中通过图像识别技术分别对污渍进行种类识别、定位以及对污渍面积判定;利用图像像素信息与外部环境信息,基于单目摄像头采集的视频图像,采用改进并训练后的YOLOv5人工神经网络模型作为识别工具对炮管内壁进行实时图像识别。实验结果表明:该检测系统能较好地完成目标检测任务,对目标定位误差控制在5 cm内,满足炮管内壁自动清理中的内壁污渍定位要求。

炮管直线度激光检测设备研究

本文采用激光准直技术和光电探测技术检测火炮身管内膛的直线度误差 ,代替传统光学检测方法 ,实现炮管直线度的无损自动检测。

坦克炮管温度场的有限元计算

应用有限元离散结构建立了具有太阳辐射、对流及射击过程对坦克炮管影响温度场的简化模型 ,对仅受太阳辐射以及太阳辐射与发射过程相耦合的炮管温度场进行了计算 ,求得炮管径向和轴向的温度—时间曲线 ,并分析了炮管外表面温度的变化规律。本模型的仿真结果与测试结果基本吻合 ,该模型对坦克的红外热像建模、红外识别及红外隐身设计以及射击修正具有实用价值。

弹丸膛内运动引起炮管振动的小参数解法

本文研究弹丸膛内运动引起的炮管横向振动问题，模型中同时计入了弹丸重力及炮管的静挠度和动挠度对炮管振动的影响。以弹丸与炮管的质量比作为小参数，用摄动法求得了单发射击时炮管振动整个过程的一般解。并利用叠加原理，将单发射击的分析结果进一步推广到连发射击的情况，从而建立了完整的弹丸膛内运动引起的炮管振动理论和分析方法。

复合材料炮管技术研究概况

概述复合材料炮管的开发研究背景,介绍几种典型复合材料炮管技术,重点讨论钢内衬、陶瓷内衬、高熔点金属内衬复合材料炮管的工艺技术,并展望复合材料炮管技术的应用前景。

便携式炮管擦洗机器人设计

针对炮管内壁清洗难的现状,提出并设计了一种新型便携式炮管内壁擦洗机器人。针对炮管内壁擦洗要求,确定了机器人的工作原理与擦洗方式;对机器人的主要结构模块进行了设计,并搭建了机器人的控制系统;采用经典力学方法对机器人复合擦洗过程中的力学进行了分析,得到了其驱动力矩并进行了仿真计算;制作了便携式炮管内壁擦洗机器人样机,并进行了运动功能实验。实验结果表明,所设计的机器人能在炮管最大倾角为22°时进行擦洗工作,其最大直线运动速度能达到0.75 m/min,能满足在野外或演习现场使用要求。

炮钢的K_（IC）与炮管的安全性

测出了两类炮钢的断裂韧性Ｋ_（ＩＣ）及其随温度变化的系统数据，并由三维有限元、位移法分析求解作为研究对象的某火炮身管高膛压区内表面裂纹前沿的应力强度因子Ｋ_Ｉ数值，以Ｋ_Ｉ＝Ｋ（ＩＣ）作为临界状态的判据，判定了身管射击使用安全性。结果表明，炮管射击安全性随炮钢Ｋ_（ＩＣ）的降低和使用温度的降低而降低。故在炮管设计中，除强度外，应对炮钢常、低温韧性提出定量要求。

基于图像处理的炮管轴线直线度检测方法

在分析国内外直线度检测现状和比较了直线度测量的激光准直法、圆度法、杠杆法优缺点的基础上,提出了一种基于图像处理的炮管轴线直线度检测激光反射法。该方法通过激光器发出激光,经准直后射向分光镜,部分反射后射向测量元件。测量元件在炮管内移动并感知炮管实际轴线位置的变化。激光经反射后透射过分光镜到光靶上,CCD摄像机摄得光靶上被测信息的图像。经过图像处理及数据处理得出对应被测截面图像中的激光束中心,按照角度积累的公式计算出轴线直线度误差。同时论述了在Win98和VC++6.0环境下软件实现的步骤。实验结果表明该方法具有灵敏度高、测量速度快,对被测对象尺寸要求较低,适合在工厂内使用等优点。

炮管内径测量仪的设计

介绍了一种炮管内径测量仪机械结构和电路系统的设计方案。该方案在利用炮管内腔的特殊结构设计测量仪测头特殊的机械构造和安装结构方面具有独到之处 。

激光处理不镀铬枪炮管提高抗烧蚀寿命的研究

用连续ＣＯ２激光束处理了１２．７ｍｍ烧蚀试验枪衬管，经实弹射击考核其抗烧蚀寿命比未经处理的枪管提高４０％以上．借助扫描电镜（ＳＥＭ）对射击后的枪管进行了解剖对比分析；结果表明：激光相变硬化层显著提高了膛面抗热－机械疲劳裂纹的扩展能力。

炮管内表面磨损图像的检测技术研究

炮管内表面的磨损对火炮的弹道学性能有决定性的影响 ,其磨损状态的检测对火炮的使用、维护和寿命评估也有重要作用。炮管的磨损基本上可分为两种 :一种称为磨蚀磨损 ,它是由弹丸和炮管内膛的摩擦作用形成的 ,它使得膛线炮炮管内膛的膛线变得越来越光滑 ;另一种为烧蚀磨损 ,它是由弹药燃烧所产生的高温高压气体造成的炮管内表面磨损 ,它的表现形式为一系列的烧蚀裂纹和蚀炕。这两种磨损具有不同的表现形式和评价标准 ,有必要对这两种磨损进行区分和分别检测。在炮管图像中 ,由于膛线边界和由烧蚀形成的裂纹和蚀炕边界具有不同的方向特征 :膛线边界具有一个特定的方向 ,表现为各向异性 ;而裂纹和蚀炕的边界则没有特定的方向 ,表现为各向同性 ,因此边界的方向性可以作为区分、检测烧蚀磨损和磨蚀磨损的一种手段。为了正确地对这两种磨损进行检测 ,首先对磨蚀磨损和烧蚀磨损特征进行了数学建模 ,并提出、证明了磨损特征算子和相应的磨损检测算法 ,试验证明 ,该算法能有效地对炮管内膛的磨蚀磨损和烧蚀磨损特征进行区分和计算 。

电磁炮炮管振动信号分析及处理方法

炮管发射振动是影响电磁炮发射稳定性及射击精度的关键因素,获取炮管振动信号有效数据,对优化其发射性能具有重要的意义。在对电磁炮炮管振动信号分析的基础上,提出了采用小波阈值去噪和最小二乘法相结合的信号处理方法来去除振动干扰信号,通过仿真实验,理论验证了该信号处理方法的有效性;设计测试系统进行振动实测实验,并使用该信号处理方法获得振动有效信号,进一步验证了该方法的有效性和实用性;计算得到炮管振动位移参量,为电磁炮设计、优化提供了理论依据。

自紧炮管的疲劳寿命分析

本文用有限单元法计算了自紧残余应力对应的炮管的应力强度因子.自紧残余应力采用了符合炮管材料具有强化和包辛格效应性能推导的公式计算,根据工作内压和残余应力共同作用下炮管的总应力强度因子和测定的炮钢断裂韧度及疲劳裂纹扩展性能,分析了自紧炮管的疲劳寿命及自紧度和裂纹构形对疲劳寿命的影响.

火炮炮管内膛窥视与测径系统开发

系统采用视觉成像技术实时窥视炮膛内壁状况(裂纹、烧蚀斑点和局部阳线断裂等),利用微位移传感器和微机测控技术采集炮膛内径数据,采用上下位机通信机制进行数据传输,由下位机完成数据采集,上位机完成数据分析处理,从而实现炮管内膛高清晰窥视和内径高精度测量,以及炮管的寿命预测。该系统已成功应用于某部地炮维修中心,实际测量结果表明:该系统内膛窥视图像清晰,寿命预测准确,能够满足炮膛内膛窥视与测径要求。

炮管镀铬后外表面裂纹成因分析

炮管内膛镀铬后,部分炮管外表面出现裂纹。分析炮管加工和镀铬过程,认为导致开裂的原因是自紧和加工过程的残余应力在局部应力集中,在镀铬过程的强酸强碱介质中引起了应力腐蚀破裂和氢裂。阐述了防止裂纹产生的有效技术措施。

美国炮管抗烧蚀涂层工艺技术新进展

讨论了美国替代炮管电镀铬的各类绿色涂层工艺技术的研究进展情况,重点分析了美国军方看好的柱面磁控溅射工艺和爆炸包覆焊接工艺技术的基本概念、原理、关键技术以及在炮管中的应用研究进展情况,并展望未来重点发展的涂层工艺技术。

锥形炮管结构参数的优化设计

关于防暴锥形炮管结构优化问题,为了提高脉冲防暴水炮射流轴向速度矢量比,增强流形稳定性等,采用相比传统的圆柱形炮管具有很大优势的锥形炮管,通过合理的选择锥形炮管的结构参数来提高脉冲防暴水炮技战术性能。通过建立压力方程、气体做功方程和水柱加速度方程,并在Fluent流体仿真软件进行仿真分析。确定了在锥形炮管大端直径D=64mm的情况下,出口直径d=38mm时所获得初始射流的综合性能最好的效果,为设计系统提供了依据。

野外炮管擦拭系统机构研制

设计了野外炮管擦拭机,通过电动机的电力输出将繁杂的人力劳动转变为机械自动擦炮,将电动机的旋转运动通过机械传动转化为清洗杆的水平往复直线运动。采用单片机设计了电路控制系统,使整个擦拭过程达到自动化。

炮管在新应力函数作用下的解析计算

为解决长期以来利用均布压力近似代替电磁发射炮管厚壁所受变力所造成的误差的难题,在三维空间提供了电磁发射炮管受双曲余弦函数载荷压力的数学模型,构造一个既满足边界条件,又满足双调和方程的特殊应力函数,推导出电磁发射炮管在柱面上受双曲余弦分布压力、端面上受常力时的解析解并导出电磁发射炮管所受压力沿轴向不变时的极限即为Lamè公式,又求出其解析解并解出电磁发射炮管所受压力沿轴向不变时的极限,通过记录电磁炮发射时炮管的应变值,比较其理论与实验结果,可以得出这两者有较高的吻合度。这为今后求解各类电磁发射炮管受任意分布压力作用的变形计算问题以及将其实践化以便延长炮管使用寿命。促进电磁炮的实用化进程提供理论依据,同时也为液压缸等轴对称圆筒件的应力分析奠定了理论基础。

应用小波变换的炮管裂纹漏磁信号去噪研究

采用漏磁法对炮管进行无损检测时,漏磁信号中含有噪声。介绍了小波变换理论,说明去除漏磁信号噪声原理。仿真试验中,选取二阶样条小波为小波函数,选用软阈值函数和固定阈值的方法处理小波系数,结果表明将小波变换应用于炮管漏磁检测中,很好地去除了信号噪声,提取出有用信号的特征。