小口径弹载遥测系统天线设计

天线是弹载遥测系统的核心器件。针对小口径弹载遥测系统的特殊需求,开展弹载天线设计。采用圆极化模式消除炮弹飞行过程中自旋对遥测信号的影响;通过扩展天线的波束宽度适应炮弹的曲线弹道;为满足小口径炮弹对天线小尺寸的需求,通过采用高介电常数介质基板并对辐射单元开槽实现天线小型化;天线和弹载遥测系统板卡之间采用插针相连以实现天线的抗过载要求。对所设计的天线进行试制加工,并测得其阻抗带宽为24 MHz,沿轴线±80°内的轴比均小于3 dB,且其顶点处增益为2.18 dBi。测试结果表明此天线的性能够满足实际使用需求。

铁过载对不同类型高脂膳食所致肝损伤的影响

目的:探究铁过载联合不同类型高脂膳食对小鼠肝损伤的影响。方法:将48只SPF级雄性C57BL/6J小鼠按体重随机分为6组,每组8只,普通对照组(ND)、高铁对照组(NDFe)给予基础饲料,棕榈油高脂组(PHFD)、棕榈油高脂高铁组(PHFDFe)、大豆油高脂组(SHFD)和大豆油高脂高铁组(SHFDFe)分别给予对应高脂饲料。从第10周开始,NDFe、PHFDFe和SHFDFe组连续8周每周两次肌肉注射右旋糖酐铁100 mg/kg·bw,其余组注射等剂量生理盐水至第17周。麻醉后取血和肝脏,测定小鼠血清和肝脏生化指标、肝脏病理改变及铁代谢和脂代谢相关基因表达。结果:与对应高脂组相比,铁过载联合高脂膳食可使血清总胆固醇(Total cholesterol,TC)、肝脏甘油三酯(Triglyceride,TG)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)水平显著下降(P<0.05),血清TG和谷丙转氨酶(Alanine aminotransferase,ALT)水平、肝脏系数、肝脏铁含量和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)水平显著升高(P<0.05),SHFDFe组肝脏MDA水平显著高于PHFDFe组(P<0.05)。PHFDFe组二价金属转运蛋白1(Divalentmetal-iontransporter-1,DMT-1)和膜铁转运蛋白(Ferroportin,FPN)mRNA表达量显著高于PHFD组(P<0.05);SHFDFe组FPN mRNA表达量显著高于与NDFe、PHFDFe和SHFD组(P<0.05),乙酰CoA羧化酶1(acetyl-Coenzyme A carboxylase alpha 1,ACC1)和脂肪酸合酶(Fatty Acid Synthase,FASN)mRNA表达量显著低于SHFD组(P<0.05)。结论:铁过载联合高脂膳食会加重脂质代谢紊乱和氧化应激,铁过载联合大豆油高脂饲料喂养导致的肝损伤高于联合棕榈油高脂饲料喂养。

三河口碾压混凝土高拱坝非线性超载安全度分析研究

三河口拱坝为国内已建的第二高碾压混凝土拱坝,其结构复杂,综合难度大。通过仿真计算分析非线性超载情况下三河口高拱坝安全度,进行综合技术评判,初步给出拱坝的安全度,与类似高拱坝工程进行对比分析,明确坝体应力状态及发展趋势,提出坝肩岩体的相对薄弱部位,并建议进行相应工程加固处理处理,保证拱坝结构安全运行,为类似工程设计提供非常有益参考。

25 mm口径引信高过载条件下强度有限元分析

针对小口径引信的强度安全性问题,完成了高过载条件下引信零部件的强度有限元分析。完成了某型25 mm小口径引信的三维建模、工作原理及其受力情况分析;为实现引信关键零部件的强度有限元分析,确定了引信零部件的材料属性并对模型进行简化。利用Hyper Mesh进行网格划分、连接关系设置和高过载工作环境(后座过载70000 g和转速过载30000 r/min)搭建。通过有限元计算获得了引信零部件在高过载条件下的应力分布情况、变形情况,仿真分析发现压板和底座所承受的应力最大,分别为87.69 MPa和292.51 MPa。在转速载荷加载时,隔爆机构解除保险,离心转子在离心力的作用下转动44.395°,使传火孔与击针对正,保证了引信的正常工作,引信零部件的强度满足发射安全性要求。

引信用双工形压电驱动器的设计及其驱动特性

为实现引信安全系统状态的恢复功能,满足引信全域安全控制的需求,提出了一种双工形压电驱动器应用于机电安全系统中。首先,参考双足式压电驱动器并根据设计要求对双工形压电驱动器进行了结构设计,并分析了其工作机理。然后,对设计的双工形压电驱动器进行了结构优化,基于优化结果给出驱动足的运动轨迹方程,保证了驱动足形成类椭圆运动轨迹。接着,搭建了实验平台对双工形压电驱动器样机进行驱动特性测试分析,确定了最佳工作频率,并得到了双工形压电驱动器往返运动速度和激励电压峰峰值的关系曲线。最后,针对引信高冲击工作环境,提出双工形压电驱动器抗高过载措施,并对压电驱动器进行抗高冲击过载实验。结果表明:压电驱动器的运动速度与激励电压峰峰值呈正相关,且在频率为130 Hz的激励电压作用下,压电驱动器的运动速度最佳;双工形压电驱动器在20 kg冲击载荷作用下仍能正常工作,验证了抗高过载措施的有效性。进一步验证了双工形压电驱动器实现引信安全状态可恢复功能的可行性。

二维重载精密传动座振动分析及结构优化

以高精度二维重载传动座为研究对象,首先,建立三维模型,运用Ansys软件进行模态分析,研究整机模态振型的变形趋势;其次,通过Adams软件进行动力学仿真,深入探究了二维重载传动座的振动特性,结果显示在XYZ三个不同方向上,二维重载传动座表现出不同的振动特性,其中Y方向振动强度最大,X方向次之,Z方向最小;最后,针对振动信号集中的结构进行改进,提出了双动消隙齿轮传动系统方案,并对立柱内部支撑结构进行优化,对优化后的结构进行仿真和实验验证,结果表明减振方案有效,最大振幅优化率达到了47.32%。

高过载快速弹载信号采集方法研究

针对高过载和瞬时尖脉冲的目标特性,设计了一款具有抗高过载能力的弹载快速测试系统;以Artix7 FPGA作为主控芯片,将经过调理及滤波处理后的加速度传感器输出信号传入高速模数转换器AD9226,转换完成后的数字量存入DDR3,并通过USB将数据传输至上位机,完成采集、存储及处理等过程。实验室空气炮等效试验曲线表明:侵彻过载峰值-42617 g,脉宽139μs,峰值处曲线光滑连续,整体曲线符合侵彻过载信号特征,实现了对弹药侵彻过程中高过载尖脉冲信号的不失真采集。该研究方法对弹药研制过程中相关参数收集、缩短试验周期具有一定工程应用价值。

持续性高过载下人脑的多孔弹性响应

航空航天飞行期间经常出现的持续性高过载,对乘员的脑功能有重要影响,而脑功能受脑组织力学行为的影响,且后者与载荷特点高度相关.为预测持续性高过载下的人脑力学响应,该文采用多孔弹性本构描述了脑组织的力学行为,基于简化的头部一维多层结构模型,推导了脑组织的多孔弹性控制方程、状态量传递矩阵,利用La-place变换及其逆变换,得到了颅内液体压力、颅内液体渗流速度、脑组织有效应力、脑组织位移的时空分布.结果表明,颅内液体渗流对脑组织在持续性高过荷下的响应有显著影响.该文强调采用多孔弹性本构描述脑组织力学行为的适切性和必要性,为极端载荷条件下人脑生物力学响应研究提供了重要的理论见解.

无锚杆金属固态振动陀螺振子结构优化与特性仿真分析

针对Ψ型陀螺振子加工难度大等问题,改进了一种无锚杆金属振子。运用有限元分析软件,对振子的振动特性进行了深入分析,获得其各阶振型和固有频率;对振子进行过载特性仿真分析,得出振子在高过载条件下的应力和位移表现;并进一步采用多物理场分析振子的品质因数。结果表明,该金属振子直径为15 mm,固有频率为12509 Hz,模态隔离度大于3291 Hz,能够承受不小于3.8×10^(4)g的过载冲击,同时品质因数达到8.7×10^(4)。通过实物测试以及与Ψ型振子对比,验证了优化的合理性、有效性和准确性。

一种抗高过载电机设计与控制策略研究

针对制导炮弹23000g高过载环境下弹载电机易损问题,设计一种采用碟簧与特制钢球组合缓冲减振的抗高过载无刷直流电机,提出一种基于改进脉振高频注入法与改进模糊超螺旋滑模观测器的无感观测方法。考虑制导过程中存在高频、摩擦、风阻等干扰因素,影响弹载电机快响应、高精度的控制,提出一种超螺旋滑模自抗扰控制策略。仿真与电机实验结果表明:无感观测方法转子位置跟踪误差仅为0.008 rad;所提控制策略相较于传统自抗扰控制策略,响应速度得到了提升,速度抖振从0.5 r/min降至0.1 r/min,且抗扰能力增强了约1倍。

基于电涡流效应的引信过载脉冲幅值调节方法

目的解决引信及其关键部件抗过载性能测试实验室模拟加载与实际发射差异较大的技术难题。方法在引信被测试件底部粘贴铝贴片,并在冲击锤上缠绕励磁线圈,使其通入交变电流以产生瞬变磁场,在冲击锤靠近引信试件的过程中,铝贴片内的磁通发生变化,感应产生电涡流。涡流磁场与激励磁场相互作用,产生阻碍二者之间相对运动的电磁力,以此来实现对过载脉冲波形的调节和整定。结果建立了激励线圈积分圆环的数学模型,推导了电涡流阻力的表达式。利用COMSOL Multiphysics软件建立了电涡流缓冲器的动力学模型,对其进行了仿真验证。在输入电流为10000 A时,冲击过载幅值小于10000g,无法满足引信抗过载模拟试验要求;当输入电流为15000 A时,冲击过载幅值为15232.9g;当输入电流为20000 A时,冲击过载达到27222.8g,冲击过载过高,容易造成试件强度失效。因此,选取输入电流为10000~15000 A较为合理。结论该方法能够实现对高g值过载脉冲幅值的可控调节。

高过载下环氧树脂保护作用分析

为了研究环氧树脂在高过载环境下对弹体内关键零部件的保护作用,使用Ls-dyna有限元软件对同等外径下三种高度的灌封体在三种不同速度下的九种工况进行冲击过载仿真,用以确定应力波在高度范围内的传递衰减特性,选择所受应力最小的高度范围作为放置线路板的最佳高度。在最佳高度范围内加入线路板对整体灌封组进行冲击过载仿真实验,分析线路板周围应力分布及灌封胶对线路板的保护作用;之后通过冲击试验台对灌封组件进行了冲击过载试验,检测结果表明线路板遭受高过载后功能性完好。

活性材料侵彻体高过载条件下安全性分析

为研究超高速发射条件下力学过载环境对活性侵彻体的作用特性,构建了侵彻体一维应力波传播模型,在活性材料PTFE和Al的质量分数比为73.5%∶26.5%、施加加速度过载33000g、持续时间10 ms的条件下,得到了活性内芯所受最大应力为62.56 MPa。基于LS-DNYA仿真软件,构建了侵彻体模型,并对其进行验模,仿真结果显示,出口速度达到2474.5 m/s,活性内芯在发射中的最大应力为59.35 MPa,理论和仿真误差为5.12%,未达到活性材料反应阈值压力。结果表明:在超高速过载环境下,该活性材料的配比方案满足超高速条件下的安全性要求。

具有抗高过载能力的大传爆比传爆序列

针对超音速巡航导弹抗高过载、飞行速度快,安全性、可靠性的新要求,提出并设计了一种具有抗高过载能力的大传爆比传爆序列,该序列由电子雷管、导爆管、传爆管、水平转子和垫片组成。其中,水平转子的转轴与弹轴不重合,使得导爆管与电子雷管和传爆管错位,使之平时处于隔离状态。发射后,在离心力的作用下解除保险,水平转子开始运动,转子旋转一定角度后使导爆管与电子雷管对正,解除隔离使之处于待发状态。该序列中的垫片包括平台和凸台两部分,它可以起到双重的缓冲作用,同时保护位于上部的水平转子和底部的传爆管,具有优异的抗高过载能力。该序列具有大传爆比的特点,传爆管药量的增加为战斗部节省了空间,提高了战斗部的装药量,增强了武器的毁伤能力。

一种超高速制导弹用一体化卫星导航系统设计

以超高速制导弹使用环境和需求为牵引,设计了一款超高速制导弹专用的一体化卫星导航系统。该系统采用一体化设计,接收机和天线之间、接收机和控制系统之间均采用接插件连接;接收机内部使用屏蔽隔腔,分别放置接收机板和低噪声放大器板,减少复杂电磁环境影响;使用聚氨酯发泡对接收机内外进行灌封,减少热传导和冲击过载;天线罩选用耐高温聚酰亚胺/石英玻璃布材质,阵子采用铁质贴片;采用迭代搜索范围校正的方法缩小多普勒搜索范围,提高多普勒频偏捕获概率。对一体化卫星导航系统的仿真和测试表明,该系统满足使用要求,有很强的拓展性和实用性。

高过载信号的脉宽对泡沫铝缓冲效率的影响

弹载仪器在冲击载荷作用下的缓冲保护研究备受关注,本文针对实弹测试中高过载信号的脉宽对泡沫铝缓冲材料的缓冲效率影响问题,提出了一种基于空气炮试验的缓冲效率研究方法。将缓冲测试装置的缓冲模型简化为单自由度缓冲模型,分析并建立了泡沫铝在高过载信号缓冲压缩下的应力-应变曲线。研究发现,高过载信号的脉宽通过影响高密度泡沫铝的应变率而去影响塑性平台区应力和缓冲效率,而低密度泡沫铝的缓冲效率基本不受脉宽变化的影响。研究结果表明:高过载信号的幅值约20 000g时,脉宽下降111μs, 1.55 g/cm3泡沫铝塑性平台区应力增大约15 MPa,缓冲效率下降约5.97%;0.5 g/cm3泡沫铝在高过载信号的幅值相同,脉宽下降126μs,塑性平台区应力和缓冲效率基本不变。

制约葛南直流大负荷精准控制的关键因素

2023年,葛南直流工程进行了控保及换流阀改造。试运行期间,系统出现过负荷限制电流导致功率未达到1 160MW的异常情况。为此,首先对改造后直流线路在大负荷情况下运行时送端直流电压无法达到额定电压的原因进行分析,并在此基础上分析制约大负荷精准控制的关键因素,包括交流电压低或换流变档位低、控制中设定的相对直流感性压降值高于实际值、熄弧角运行在额定参考值之上;然后简要分析直流电压的测量误差、直流线路电阻及换流阀正向压降的偏差对直流功率精准控制的影响;最后,提出具有针对性的解决措施并通过实时数字仿真平台进行验证。

智能永磁拖动装置的应用研究

结合大庆某采油厂东区3口游梁式抽油机井安装智能永磁拖动装置的试验项目,分析一种抽油机拖动装置及其功能特点。通过一年多的应用,并根据权威机构的节能性测试结果,对其应用进行了经济效益测算,结果显示,综合节能率在20%以上,3口井年节省电费4.02万元,经济效益显著。智能永磁拖动装置通过应用高过载永磁电动机配合智能控制系统,解决了机采电动机普遍存在的能耗高、故障率高、退磁、运行不稳定等问题,是一种新型绿色节能产品,为油田机采拖动设备选取提供了一种新的解决方案。

MEMS传感器及其在引信高动态环境中的应用

当前在引信环境力敏感中,常使用高动态环境下过载作为一级动作要素,通常以惯性模块在过载加速度下的运动行程来作为一级动作使用,惯性模块受限于机械运动,在电气系统中不易集成、可测试性较差。针对以上问题提出并设计了一种基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)传感器技术,实现引信高动态环境下的动作,介绍了MEMS过载识别系统原理、组成及功能、软件工作流程及地面试验验证情况。试验结果表明,该环境力识别方式适用范围广,可以显著提升引信系统设计灵活性,易于系统集成。

抗高过载加速度计失效定位与故障复现

随着硅微机械系统技术的不断发展成熟,抗高过载加速度计已广泛应用于航空航天、兵器测试等振动冲击过程中加速度的测量,然而上万g乃至十万g以上的高过载对芯片的内部结构以及加速度计的封装提出了更高的要求。因此,运用多种失效分析手段,结合自制的抗高过载加速度计介绍了一种典型的断裂失效模式并进行了复现,最后给出了相应的使用建议。