Research on Prediction Model for Erosion and Abrasion of Barrel Based on LSSVM

To predict the erosion and abrasion of high bore pressure tank gun barrel, the least square support vector machine (LSSVM) algorithm was used. Based on the gun firing test data, the prediction model for barrel's erosion and abrasion was established. It was adopted to predict the wear increment of gun barrel. The results show that the prediction values given by the model coincide with the measured data better, and the model can predict the barrel's wear accurately and rapidly.

山区铁路工程“路基-环境”绿色关键要素识别研究

为推动山区铁路路基工程与环境之间绿色优质协调发展,提出一种铁路“路基-环境”耦合关系分析及关键要素确定方法。首先,构建“路基-环境”交互影响网络,引入木桶理论构建绿色要素集;然后,运用系统耦合模型,测算系统耦合协调度并评估组合状态,分析铁路路基与环境的绿色协调状况;最后,借助复杂网络理论,以要素为节点,要素间影响强度为连边,形成协同、影响、扩散多层复杂关联网络,采取spearman和二维云模型相结合的方式确定多层网络要素耦合强度,并结合节点删除法确定铁路“路基-环境”的关键要素集。以某铁路路基为例进行研究,得出铁路路基与环境之间的耦合协调状态处于勉强协调和初级协调之间的结论,因此应对路基边坡植被防护、路堑开挖尺寸、路堤填筑尺寸、路基边坡工程防护4个关键要素加以重点管理,以实现铁路路基工程绿色化。

主成分分析和灰色模型组合的身管多点烧蚀磨损量预测

身管是火炮类武器的关键零件,对其烧蚀磨损量进行预测,有助于保持火炮作战效能。针对火炮身管沿轴向各点烧蚀磨损量需分别建立数学模型进行预测问题,提出一种组合烧蚀磨损量预测方法。采用主成分分析(principal component analysis,PCA)方法对身管多点烧蚀磨损量进行数据空间降维,提取反映烧蚀磨损量变化的主成分,利用灰色模型对主成分进行多步预测,通过PCA逆运算获得身管内膛多点烧蚀磨损量预测值。结果表明,在历史数据较少的条件下,通过选择合适的预测步数可获得较为准确的预测值,为身管内膛多点烧蚀磨损量的预测提供了一种新的有效途径。

典型小口径自动步枪热散形成原因分析与结果预估

热散现象是小口径自动步枪在连续射击后出现的射弹散布异常现象,对热枪状态命中率和作战效能有重要影响,形成机理尚不完全清楚。通过冷热枪对比试验发现,热枪状态下枪管向铜材料弹头壳传热,弹头壳温度升高、材料变软,弹与枪相互作用,使弹头出膛速度偏角和弹轴摆角大幅度增大,这是热散的主要原因。基于试验获得的热散机理,提出一种典型小口径自动步枪热散分析计算方法。该方法采用分段建模和参数传递方法,通过建立热枪状态枪管温度场和应力场分析模型、弹-枪相互作用热力耦合计算模型和随机外弹道及射弹散布计算模型,实现了热枪状态射击密集度的定量分析计算。计算结果与试验结果基本一致,为小口径自动步枪热散问题定量分析提供了有效预估策略。

弹丸定心部-身管接触模型及其应用

研究弹丸定心部与炮膛的接触现象对于理解弹丸膛内运动规律具有重要的意义,为此提出一个弹丸定心部-身管接触模型。假设定心部与阳线间的接触应力只沿阳线长度方向变化,将阳线表面简化成空间曲线;用阳线围成的笼形结构描述内膛的几何,提出了定心部与阳线的接触检测算法。将弹丸和身管沿着圆周方向展开,使用一个二维接触问题的解析解计算接触应力。针对接触应力的方根奇异性,采用Chebyshev-Gauss积分公式计算定心部与阳线的接触载荷。给出了确定模型参数的拟合方法和参数辨识方法。理论分析表明定心部与炮膛的接触刚度随着弹丸膛内行程变化。根据数值算例分析了弹丸质心偏移量对定心部与炮膛接触方式及前定心部磨损刻痕形成的影响。计算结果表明定心部受力的等效接触点并不位于定心部中心或棱线上。

The law of barrel wear and its application

A power function relation between number of rounds and barrel wear amount is created based on the test data from firing of large-caliber barrels. The function is optimized to fully fit the test data. A new concept of diameter change rate of bore is proposed and the law of barrel wear is put forward by means of comparing the diameter change rates for large-caliber barrels with different calibers. It is shown that the law of barrel wear is successful in barrel life prediction.

基于磁散射的线膛炮内表面磨损检测技术

针对线膛炮使用过程对身管内表面磨损检测的需求,建立线膛炮内表面磨损磁散射模型,研究一种线膛炮内表面磨损检测方法。在地磁环境中,基于磁偶极子模型分析阴线双侧膛线壁的二维磁偶极子模型,推导内膛、导转侧、烧蚀沟、镀层等磨损的散射磁场分布模型,通过仿真得到身管内表面磨损的磁场分布变化规律,对膛线磨损检测进行了半实物模拟试验。实验结果表明:当阳线无磨损时,阴线与阳线磁场强度差值为17.6 A/m;当阳线磨损为56.15%时,磁场强度差值减小到1.78 A/m;该方法为身管出厂和使用提供一种膛线磨损检查理论与方法。

基于DT-Markov的新型火炮身管状态预测

火炮身管的烧蚀磨损是影响身管寿命的重要原因之一,科学预测火炮身管健康状态对于火炮装备管理具有重要作用。针对新型火炮身管数据样本少、局限性大的问题,提出了一种基于数字孪生的马尔可夫状态预测方法,将身管的烧蚀状态进行了等级划分,采集某新型火炮随发射弹药数变化的身管烧蚀磨损量作为研究数据,建立火炮身管烧蚀的马尔可夫状态预测模型和身管的数字孪生模型,与实体形成虚实映射关系,提高了状态预测的准确性,使装备管理者能够更加清楚地了解装备状态的变化趋势,对提升装备管理水平具有重要意义。

基于高动态粒子冲蚀的火炮身管寿命研究

火炮在发射过程中,身管处在高温高压火药燃烧气体的烧蚀、冲刷和弹丸之间产生的机械磨损的综合作用下,导致内膛表面耗损退化以致改变了内膛结构尺寸。内膛尺寸变化特别是阳线减材逐步造成弹道性能丧失从而导致身管寿命终结,严重影响武器系统作战效能。基于一种动态粒子对塑性金属材料的冲蚀微切削理论,假设膛内高温高压燃气与固体药粒在坡膛处由于高速运动且速度方向与壁面之间有一定的夹角,将固体火药药粒视为一把微型切刀,当粒子碰撞并划过身管壁面材料表面时,材料被“切除”而产生损失,导致身管表面形成一定的冲蚀量,引起膛线起始部位严重冲刷磨损。基于此,提出了一种高动态粒子对内膛冲蚀的身管寿命理论。该理论基于火炮内弹道、身管内膛壁面传热模型和身管冲蚀量计算数学模型,通过求解内弹道和身管传热模型,获得火药颗粒的孔隙率、粒径和壁面温度变化规律以及内弹道特征参数和高动态粒子的分布规律。实践表明,采用在膛线起始部后某位置内膛增加集流锥的方法对高动态粒子冲蚀理论进行了试验验证,计算结果与试验吻合较好,证明了理论和模型的正确性。

统一法治背景下的法治高地建设

法治高地是地方法治建设的新阶段,是多方面或某方面的领跑者、先行者,是经济发达地区的内生规则。法治高地建设既是基于国家鼓励地方建设更高标准的法治而展开的法治竞争,也是基于国家特别授权所进行的法治先行先试。基于法解释学的立场,为解决法治高地所引发的法治“木桶效应”,有必要拓展行为地管辖的联结点,建立跨行政区协议管辖和经当事人同意的跨行政区管辖,从而适当扩大其地方性法规的适用范围,避免法治高地被拉低的风险。法治高地的经验在应然意义上是全国各地的共同法,是其他地方的可复制经验。为此,法治高地建设的经验应作为示范性法治在全国其他地方积极推广,并在条件成熟时上升为全国性立法,从而推动我国法治整体水平的提升,从根本上消除“木桶效应”。

基于灰色线性回归组合模型的火炮身管寿命预测

为了准确预测出火炮身管寿命终止时的最大射弹数,提高火炮的实用性能,该文对火炮身管内径磨损量的数学模型进行了研究。该文提出采用灰色系统理论分析的方法,将灰色模型与线性回归模型相融合,建立了灰色线性回归组合模型,得到了身管内径磨损量与射弹数的数学关系式。将该新模型与传统的灰色模型分别应用于某型火炮的身管寿命预测,通过数据对比表明了该灰色线性回归组合模型方法的有效性,使预测精度得到了提高。

线膛身管有限元网格参数化建模方法

为了精确快速地建立身管结构有限元网格模型,提出基于Python脚本语言操作单元和节点坐标的参数化建模方法,建立身管结构有限元网格模型。使用该方法能够精确地建立身管内膛(包含药室、坡膛和导向部)和外部轮廓的有限元网格模型,并进行参数化建模。以76 mm火炮身管为对象,建立身管与弹丸耦合的有限元模型,计算弹丸在身管内的全弹道运动过程,并结合相应实验进行验证。研究结果表明:该方法能够精确快速地建立身管结构有限元网格模型。

基于SWMM模型的城市化地区雨水桶应用研究

针对城市化地区用地紧张和不透水比例高的特性,基于SWMM模型,模拟了不同比例雨水桶布置在不同设计降雨情境下的区域产流和淹水情况,分析了不同比例雨水桶的应用效果。结果表明,不同比例的雨水桶布置均具有径流和淹水量控制作用,且低重现期降雨情境下雨水桶布置的径流削减和淹水量控制效果明显优于高重现期的降雨情境下的削减效果。雨水桶布置比例的增加对径流系数、峰值流量和淹水量等削减程度增大,对径流系数削减效果更为明显。

基于多木桶模型的建设项目风险管理目标体系构建及应用

针对建设项目全过程,提出了建设项目存在的6种主要风险,即工程风险、环境风险、生态风险、经济风险、安全风险和社会风险,分析了6种风险的管理目标及相互间的关系。采用多木桶模型构建并分析建设项目风险管理目标体系。以某市地铁工程项目为例,通过分析该工程风险管理目标,进行了建设项目风险管理目标体系的应用研究。结果表明:由建设项目6种风险管理目标构成的风险管理目标体系可有效管控和减少建设项目风险的发生,规范和指导建设项目社会稳定风险分析和评估工作,使建设项目的社会效用最大化;建设项目风险管理目标体系的构建及应用是科学、全面管理建设项目风险的重要保障。

身管内膛参数化模型及其磨损有限元模型的生成方法

为了精确地建立磨损内膛有限元模型,提出分片拼接法,建立身管内膛的参数化实体模型;提出节点偏移法,构建磨损程度不同的内膛有限元模型;通过搭建磨损内膛的弹炮耦合模型,并计及磨损内膛体积增大量,采用热固耦合有限元法分析了火炮内弹道膛压和弹丸初速的退化过程。通过对比仿真结果和实验数据,验证了上述建模方法的正确性。该研究不仅对身管的设计和分析具有参考意义,也可以为火炮内弹道的性能退化提供评估方法。

基于多木桶模型的工程管理目标体系构建及应用

采用多木桶模型构建工程管理质量、进度、成本、安全、环保、风险六大目标体系,以提高工程的综合质量水平并实现集成化最优管理;并以西铜高速公路为例,进行工程管理目标体系应用研究。结果表明:由质量、进度、成本、安全、环保、风险六大管理目标构成的目标体系是科学、全面管理工程项目的重要保证。

分层插板真空预压法处理软土地基的试验研究

针对普通真空预压法的真空度传递不足、孔隙水压力消散过慢、工期较长和深层土体加固效果欠佳等缺点,提出了分层插板真空预压法。采用无孔密封管通过密封接头直接与下层排水板连接而插入深层土体,与普通真空预压法模型桶试验的累积沉降量、真空度、孔隙水压力、抗剪强度、含水率和出水量等指标比较表明,上层土体的各项参数大致相等,但其下层土体的各项指标具有明显优势。分层插板真空预压法能够较好地将真空度传递到深层土体,加快孔隙水压力消散,缩短工期,并取得良好加固效果。

导气与枪管浮动混合式自动机动力学特性研究

为了研究导气与枪管浮动混合式自动机在高初速榴弹发射器上应用的可行性及通过调节导气装置结构参数匹配枪管组件与枪机框组件后坐能量达到降低武器系统后坐力的目的,基于气体动力学理论和热力学理论,推导考虑热量散失及枪管浮动作用的内弹道和导气装置气流问题的基本方程组。利用该计算模型对高初速榴弹发射器发射动力学进行仿真,得出武器系统自动机运动特性曲线及后坐力随时间变化的曲线。将仿真结果与实验结果进行对比,验证模型的正确性。探讨导气装置导气孔直径、导气孔开孔位置、导气室初始容积结构参数对导气室气体压力变化的影响规律,并分析其对自动机速度曲线及后坐力的影响。在完成自动机自动循环的前提下,采用导气与枪管浮动混合式自动机可将武器的最大后坐力控制在1 100 N内,实现武器低后坐发射。

交错叶片对三通道蜗壳离心泵水动力性能的影响

为改善筒袋泵水动力性能,基于SST k-ω湍流模型,对立式筒袋泵首级叶轮进行三维非定常数值模拟,采用时-频域数据处理法,对各个监测点的压力脉动进行分析,主要研究了同一叶轮模型下蜗壳不同截面的压力脉动情况及不同交错角对离心泵内压力脉动和径向力的影响。结果表明:在三隔舌三通道蜗壳内,每隔120°压力脉动情况相似;随着交错角度的增加,距离隔舌较近且顺着叶片旋转方向的监测点压力脉动下降最多,压力脉动标准差下降了85%以上;叶轮所受径向力最多下降了60%;叶片交错后液体在轴向方向上会更容易产生流动,导致流动损失但有助于平稳蜗壳内的压力。综上所述,采用交错叶片有助于提高筒袋泵水动力性能。该研究为交错叶片结构在筒袋泵中的应用提供了参考。