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。

基于PSD的火炮身管膛线精度测量数据补偿方法

针对火炮身管内部膛线测量技术及自动检测问题,提出一种精度测量数据补偿方法。搭建火炮内膛检测机器人测量系统。采用激光测距仪对火炮身管阴阳线内径进行测量,使用PSD激光位置传感器对火炮身管轴线与测量系统轴线的偏心距离进行测量,分析检测误差产生的原因,推导基于矢量三角法的测量数据精度补偿算法和误差补偿计算公式,通过补偿前后数据的对比分析,结果表明:该测量补偿方法是有效的,能够解决火炮内膛轴线与机器人旋转中心不重合产生误差的问题。

基于改进BP神经网络的装配质量预测方法

装配是产品制造过程中耗费大量时间和精力的重要环节,影响着产品整个生命周期。针对产品装配效率低的问题,提出遗传算法优化BP神经网络的装配质量预测方法。以DC零件的质心后端、质量、长度这三个质量特性为基础,划分数据,确定BP神经网络结构,以均方误差作为遗传算法的适应度函数,寻找最优的初始权值和阈值,建立了遗传算法优化BP神经网络模型,并结合平均绝对误差MAE、均方误差MSE、均方根误差RMSE对预测结果进行了对比。实验结果表明:相比于传统的BP神经网络,经过遗传算法优化的BP神经网络在质量预测方面具有更好的精度和准确性。

材料属性对柔性仿生扑翼气动特性的影响

为探究不同材料属性柔性扑翼飞行器气动特性的变化,通过ANSYS中Fluent与Transient Structural的双向流固耦合方法,采用k-ω湍流模型,分别对三维柔性扑翼飞行器在不同材料属性下的气动特性进行数值模拟,得到了其瞬时升力、推力随翼面弹性模量的变化情况,并研究了一周期内扑翼展向流场压力分布与涡结构变化情况。研究结果表明,在一定范围内增加翼面弹性模量,对瞬时升力的提升效果并不明显,瞬时推力会随弹性模量的增加而降低。

含能材料光固化成型技术研究

针对以液体含能材料为原料的3D打印,设计出适合含能材料挤丝工艺的直径不同的喷头,并构建了双向可调气路系统用以控制液体的挤出流量,实现了用不同直径的喷头均匀、稳定打印,保证了含能材料打印的安全性。采用丝状液体含能材料固化方法,实现了液体3D打印固化成型。制备出适合打印性能要求的光固化树脂,利用红外光谱分析技术,计算出各配方中紫外光照后CC双键转化率,验证最优配方的正确性。进行光固化树脂和加入含能材料的含能油墨打印实验,并对含能油墨打印的模型进行点燃实验。结果表明,设计的打印喷头和气路系统适合于液体材料打印,制备的光固化树脂流动性、流平性、固化效率等符合打印性能要求。

含能材料3D打印系统及控制技术研究

针对含能材料液体3D打印的特点,搭建含能材料增材制造系统,设计了可根据需要变换喷出直径的喷头,并采用新型的气压方式控制含能材料的挤出速度,使气压大小与喷头直径相配合.该方法能有效保证含能材料打印的安全性.针对打印线不容易测量问题,提出基于视觉图像处理的打印线宽度测量方法,并在此基础上进行了乳化炸药类似物的打印试验,打印的模型各层黏结良好且基本符合形状要求,该系统用于液体增材制造可行.

基于本体的引信装配工艺知识表示

针对引信装配工艺领域知识不统一而造成引信装配效率低的问题,提出了基于本体的知识建模方法。以引信装配工艺知识为研究对象,借助Protégé软件建立了引信零件知识本体、装配工艺概念的知识本体、引信机构的知识本体。通过建立本体实现对引信装配工艺知识的概念化描述,从而提高引信装配工艺知识的重用率,使相关的知识共享体系更完善。

基于模型定义的工序信息系统设计

为了提高产品装配效率,实现工艺数据及时、准确的表达,开展基于模型定义的工序信息系统的设计开发。利用UG二次开发技术、模型定义技术设计开发MBD装配工序信息系统,并以某产品为例,实现对其工序信息的提取与录入,验证系统的有效性。

轮齿的轮廓参数检测技术研究

目前机器视觉在齿轮检测的广泛应用中,对于轮齿轮廓的检测只进行齿宽的检测,而对于整个轮齿轮廓缺乏有效的检测方法。通过搭建机器视觉检测系统对齿轮中的每个轮齿轮廓进行检测,并根据检测数据判断该齿轮的合格性。首先通过对齿轮图像进行预处理和边缘检测来获取齿轮的外轮廓边缘,然后对齿轮进行改进的Devernay亚像素边缘检测计算出高精度的齿轮参数,其中包括齿顶圆直径、齿根圆直径、模数等齿轮参数,并计算每个轮齿外轮廓数据与标准渐开线轮廓之间的差值,获得该轮齿的轮廓误差并判断其是否符合标准,最后整合各个轮齿的合格性来最终判断整个齿轮的合格性。该方法能够使原本只针对单个点的齿宽检测拓展为整个轮齿轮廓的检测,大大提高了轮齿轮廓的检测范围,从而提高了检测精度。

基于改进YOLOv5算法的零件表面缺陷检测

针对现代工业生产环境对零件表面缺陷的高效率检测与计算需求,提出了一种基于YOLOv5算法网络的金属零件表面缺陷检测方法。通过引入以CBAM为基础构架的注意力机制,增强目标检测网络对特征图中重要信息的提取效率:针对小目标检测效率不佳的问题,融合了BiFPN网络与可变形卷积策略,提升算法对小目标缺陷的检测精度,降低小尺寸疵病漏检率。采用模型剪枝方法,有效降低了网络中冗余计算量,增强了算法的多种类平台嵌入泛化性,提升网络面向算力资源有限的移动平台时的兼容性。以NEU-DET数据集为例进行训练与测试,结果表明改进后的算法平均均值精度为98.5%,单帧计算速度为12.1 ms,能够实现针对金属工件表面缺陷的高精度、低延迟检测能力。

基于FMEA与FTA的合膛检测设备可靠性分析

针对弹药自动化生产过程中合膛检测设备可靠运行问题,提出了基于FMEA(Failure mode and effects analysis,失效模式影响分析)与FTA(Fault Tree Analysis,故障树分析)的合膛检测设备可靠性分析方法。分析了合膛检测设备的组成及运行过程,完成了合膛检测设备故障模式及失效成因分析,并采用措施优先级(AP)方法构建了自动合膛检测设备的FMEA表,确定了关键可能的潜在失效模式以及后果,完成了基于FTA的自动合膛检测设备的故障树分析。通过建立磨损模型,计算了不同装配检测次数下的自动合膛检测设备的可靠度。所提方法可以为弹药自动生产装配过程中合膛设备的可靠运行及维护等提供依据,提升了自动合膛检测设备的稳定性。

不同材料预制破片的飞散特性研究

为了研究不同材料预制破片的毁伤性能,利用LS-DYNA软件采用对比研究法对钢、钨及陶瓷三种材料预制破片的飞散过程进行了模拟仿真,得到三种材料预制破片的飞散特性。研究结果表明:陶瓷破片初速最大,钢破片次之,钨破片最小,三种材料均具有良好的飞散特性。

基于Unity3D的多扑翼飞行器寻路算法研究

针对扑翼飞行器在复杂的森林环境中进行场地穿越出现的自主避障和协同合作的问题,用人工势场法控制飞行器之间的避碰,使用A*算法实现飞行器与外部障碍物之间的避障,从而实现路径规划,到达目标地点。通过Unity3D软件进行仿真,可以观察到飞行器的飞行角度和位置,用人工势场法控制飞行器编队队形,A*算法控制飞行器自主寻路。仿真动画显示,在穿越森林的过程中,飞行器之间无碰撞,三个飞行器共同飞向同一目标点,也可通过人为控制,将单个飞行器支配出去,到达另一个目标点。结果表明可以实现多飞行器的避障飞行和自主寻航。

面向视觉测量的像素当量标定方法

像素当量是视觉测量系统中的重要参数,对最终测量精度有决定性的影响.设计了一种具有抗噪性且制作便捷的像素当量标定物.考虑标定面与测量面之间存在高度差问题,对高度差引起的误差进行了分析.引入亚像素技术,提出了一种基于形状匹配的像素当量标定方法.通过实验综合分析了物距、光照强度、标定物姿态单因素变化或耦合变化对像素当量标定结果的影响.结果表明,提出的基于形状匹配的像素当量标定方法具有良好的鲁棒性、实用性.

温度对IMU微机械陀螺仪零偏影响及标定补偿

围绕对变温环境IMU中微机械三轴陀螺仪的零偏值误差进行补偿,由于零偏值程的非线性趋势,常规线性拟合方法无法精确进行补偿。首先通过实验和资料分析得到影响零偏值的各个因素,并推导出零偏的模型。为对零偏值进行精度补偿,提出线性拟合法和分段插值法。在温度-25～+40℃采用线性方法和分段拟合方法分别补偿,通过两种方法补偿结果对比得出,分段拟合方法的精度比线性拟合方法的精度在x、y、z轴分别提高0.1053°/s、0.2574°/s、0.2339°/s,从而选择分段插值方法进行补偿,补偿结果比较理想。

共轴双旋翼无人机动力系统试验台研究

设计能够模拟无人机调试及动力测试的试验台,用于测试无人机动力系统整体性能。该试验台采用小型共轴双旋翼无人机进行研究,通过调节控制器信号输出大小来控制电机输出功率,并实时记录力、电压、电流、电调转速信号以及脉冲宽度信号(PWM)信号等信息来分析小型共轴双旋翼无人机的动力系统性能。试验证明,试验台达到了设计要求,同时验证了小型共轴双旋翼无人机动力系统的可行性。对于小型无人机的飞控系统及结构优化具有一定的工程应用价值。

基于PSO-LSSVM弹药装配质量预测方法

针对弹药装配工艺复杂、装配工序质量影响因素多、装配效率低的实际问题,提出基于粒子群优化(PSO)算法—最小二乘支持向量机(LSSVM)的弹药装配质量预测方法。通过灰熵关联分析方法,提取影响弹药装配质量的关键质量特性,并将其作为预测模型的输入向量,降低预测模型复杂度和运算工作量。将PSO-LSSVM作为建模工具,利用PSO算法优化LSSVM参数,建立基于PSO-LSSVM弹药装配质量预测模型;以预测某型号弹药对接装配工序中跳动量为例,与LSSVM预测模型和BP神经网络预测模型进行对比分析。实验结果表明,提出基于PSO-LSSVM弹药装配质量预测方法具有可行性和有效性,能够很好地实现弹药装配质量的预测。

基于PSD的激光位移传感器位置补偿

针对激光位移传感器在检测截面距离时受到同步电机震动影响,产生随机误差的问题,运用PSD光电位移传感器及树莓派对误差数据进行采集。以实验室的身管设备为例,用python、matlab等软件进行曲线拟合,阐述了身管数据误差进行采集、分析处理及曲线拟合的基本流程,探讨了PSD在位置误差补偿方面的应用。基于激光位移传感器对身管进行检测,提高了检测数据的可靠性,降低了震动导致的误差,为后续的采集数据处理及三维重建奠定了基础。

火炮膛线磨损对弹带挤进过程的数值仿真分析

针对火炮膛线随着发弹数量不断磨损的问题,基于Johnson-Cook本构模型建立两种不同磨损量的某火炮膛线磨损有限元模型,运用有限元仿真软件LS-dyna的显式数值积分算法进行数值模拟仿真计算,得到了弹带在挤进不同程度的火炮膛线磨损量时的阻力和运动状态一般规律。仿真结果表明:膛线磨损后阻力的敏感点主要在挤进阶段,挤进位置处膛线的磨损对火炮的发射稳定与装药安全起重要作用。计算结果可为火炮的设计、保养、清洗和发射稳定性与安全性提供重要的参考。

引信惯性机构在炮管磨损下动态响应模拟仿真分析

以引信外弹道环境模拟试验装置原理方案设计为基础,分析旋转弹丸在外弹道上的飞行运动理论,对弹丸及引信运动响应规律进行分析,为弹丸发射及引信安全提供依据。对弹丸飞行过程进行气动力仿真分析,获取解算弹丸攻角马赫运动方程。根据以往射击试验数据,获取弹丸在膛内的受力情况。建立弹丸及引信的三维模型,通过相应的动力学分析,对模型进行参数设定和载荷施加,得到弹丸章动曲线和引信相对位移、速度和加速度仿真曲线,为弹丸外弹道的测试提供参考。