装备故障预测与健康管理能力验证评估技术

预测和健康管理(PHM)是提升装备战斗力水平的重要保证,在装备设计阶段并行开展可测性设计是提高PHM能力的主要手段,而PHM技术的验证和评估是建立诊断与预测系统可信度的一个重要步骤;文章首先给出了面向PHM系统验证技术的国内外研究现状,然后,分析PHM指标的验证方法和技术框架;后面给出的PHM系统验证的指标体系,最后,点明了故障预测与健康管理系统验证与评估方法要关注的问题,明确了未来的发展趋势。

光伏型红外焦平面探测器NETD的理论计算和测试分析

噪声等效温差(NETD)是表征红外焦平面探测器灵敏度的重要参数,除了器件本身的因素以外,与实际应用条件及测试条件密切相关。从红外焦平面探测器NETD的测试方法和流程出发,对光伏型红外焦平面探测器NETD的理论计算公式进行了推导,分析了影响器件NETD的主要因素,对典型红外焦平面探测器在不同积分时间、不同电荷存储量、不同F数及半阱输出条件下的背景限NETD进行了理论计算及分析。在固定背景温度下,通过理论公式可从某一温差的NETD推算出不同温差的NETD,选择典型器件进行验证,从常规NETD测试结果推算出的一组NETD与相应温差下的实测结果符合较好,其中1 K温差的NETD推算结果已非常接近实际情况,可为热像仪系统应用提供参考。

基于脉冲间隔分布矩阵的抗抖性改进算法

为解决利用脉冲间隔分布矩阵(PIDM)进行分选无抗抖性的问题,提出了一种改进算法.借鉴改进PRI变换法交叠PRI箱的思想,以PIDM矩阵中PRI箱交叠范围内的幅度之和替代元素幅度,以此进行主周期行、子序列行和门限计算,并对门限的计算方式进行了改进,对过门限的值进行聚类分析,以簇中均值(子序列提取)或最小值(主周期提取)作为真实PRI值.研究结果表明,改进算法在基本保持了原算法分选成功率的基础上,具有一定的抗抖性(5%~10%),并也能适应于多部辐射源的复杂环境.

基于改进NSGA-III算法的多无人机协同目标分配

武器-目标分配问题是战场环境下无人机对敌方执行打击任务的关键,其目的是基于目标的威胁、价值和我方武器的毁伤概率,寻找合理的武器目标分配方案,以提高作战效率。针对当前多目标优化算法解决静态武器-目标分配问题时收敛速度慢、收敛稳定性差,难以适应当前战场高度实时性的问题,提出一种改进的基于参考点的非支配排序遗传算法。通过二进制编码打击方案并优化初始种群,引入自适应变异与交叉策略以及种群寻优更新策略,基于对战场态势进行评估得到的威胁矩阵和优势矩阵,种群多次迭代后生成目标打击方案。最后计算满足约束条件的Pareto解集,并将Pareto前沿中的相对最优解作为多无人机的打击方案。多次实验证明,在较好情况下改进算法相比于原始算法的收敛时间减少46.74%,目标威胁值降低50.5%,总飞行航程减少26.46%,杀伤目标数增加11.76%,证明该算法在解决多无人机空对地打击任务目标分配问题时具有合理性和高效性。

高温热冲击试验对熔融石英陶瓷天线罩材料性能的影响

熔融石英陶瓷材料由于其低膨胀系数、低导热系数、低介电常数及介电损耗、耐腐蚀以及热稳定性好等优点被认为是新型飞行器天线罩的潜在材料。通过对熔融石英天线罩在短时热冲击试验前后的材料性能进行对比,以及对材料性能测试、扫描电镜及XRD开展分析,发现由于热冲击时扩散迁移行为,使熔融石英颗粒熔融连接成片,显著提高了材料的弯曲强度。同时,试验后材料密度、线膨胀系数、比热容、介电性能等未发生明显变化。

热喷涂高铝含量Zn-Al合金涂层热带岛礁大气环境腐蚀行为研究

目的 研究Zn-Al合金涂层在热带海洋大气环境中的腐蚀行为,为低合金钢长效防护涂层的选用提供依据。方法 采用电弧热喷涂和高铝合金丝制备高铝含量Zn-Al合金涂层,通过户外暴露试验,采用目视、扫描电镜及能谱仪、金相显微镜、XRD、电化学交流阻抗谱和动电位极化曲线等方法,对不同暴露周期的涂层宏观、微观表面形貌、成分组成、截面形貌、腐蚀产物组成、电化学性能和腐蚀速率等进行观察、测试。结果Zn-Al合金涂层是以质量比为50%:50%的Zn/Al合金组成。在0~540 d周期内,涂层腐蚀产物主要由碱式锌铝碳酸盐化合物Zn_(6)Al_(2)(OH)_(16)CO_(3)·H_(2)O和羟基锌铝碳酸盐化合物Zn_(0.70)Al_(0.30)(OH)_(2)(CO_(3))_(0.15)·x H_(2)O、Zn_(0.71)Al_(0.29)(OH)_(2)(CO_(3))_(0.145)·x H_(2)O等组成,其对涂层孔隙进行填充。相对于初始涂层,180、360、540 d腐蚀后,涂层的极化电阻增加1个数量级,自腐蚀电位增加了约200 m V,自腐蚀电流密度降低至30%左右。结论 该Zn-Al合金涂层在腐蚀后保持较低且稳定的腐蚀速率,具有较好的耐腐蚀性能,致密且黏性的腐蚀产物对涂层孔隙起到了自封闭作用,显著提高了涂层的耐蚀性。

喷涂角度对螺栓表面涂层厚度均匀性的影响

针对工程中采用铝涂料涂覆螺栓时螺栓表面铝涂层易出现的厚度不均匀问题,研究喷涂角度对螺栓表面涂层均匀性的影响规律。对喷涂系统的喷嘴和螺栓进行建模,通过计算流体动力学仿真软件Fluent建立了雾化流场的气液两相流物理模型,使用离散相模型(discrete phase model, DPM)分析了流场中气相和液相的相互作用,获得了在不同角度下的喷涂流场,预测了螺栓表面液膜沉积厚度。搭建了喷涂试验系统并与模拟结果进行了验证,模拟和试验研究均表明在喷涂角度为30°时螺栓表面涂层均匀性最佳。

基于仿真的TC4钛合金自锁螺母三点收口模具结构研究

针对K12规格TC4钛合金自锁螺母,建立三点收口过程有限元仿真模型,对4种收口模具进行仿真分析,优选出收口模具二,分析了其结构端面圆角半径、侧面圆角半径、端面宽度和端面长度对螺母变形区域应力分布及变形状况的影响。结果表明:增大收口模具端面宽度、减小端面圆角半径可以增加螺母变形区域的变形程度;减小收口模具端面长度可以减小收口量波动对螺母变形质量的影响。在正交试验获得的最佳工艺参数下,采用优化后的收口模具二可降低收口量波动,更好地满足自锁螺母性能要求。

IC10高温合金大间隙钎焊接头组织与力学性能研究

针对航空发动机涡轮热端部件的焊接制造需求,开展了定向凝固高温合金IC10的大间隙钎焊工艺研究。结果表明,采用Ni-Nb-W-Co-Cr-Al合金钎料在不同间隙内预填高温合金粉末,在1225℃/30 min钎焊条件下可获得冶金质量良好的IC10合金大间隙钎焊接头。当钎焊间隙为0.2 mm时,接头在980℃/75 MPa下的平均持久寿命为44.56 h,随钎焊间隙增大,接头高温持久寿命逐渐下降。从接头断口分析来看,接头中的脆性化合物相为薄弱相,易萌生裂纹,从而诱发断裂。

TC4钛合金激光自熔焊焊接组织及性能

【目的】该文旨在研究焊接接头各个区域的组织特征、显微硬度及力学性能,以实现钛合金高效高质量焊接。【方法】以3 mm厚TC4钛合金为试验材料,采用YAG激光焊接方法进行了对接试验。【结果】结果表明,激光焊接TC4钛合金能够获得了成形良好的焊接接头,无裂纹及气孔等缺陷。焊缝组织为典型的网篮组织,由大量的αʹ马氏体相和少量的高温残留β相构成,热影响区为交错排布的针状αʹ马氏体。焊接接头的显微硬度呈驼峰分布,从母材到热影响区逐渐增加,焊缝内部区域的平均硬度约为385 HV,均大于母材(约为360 HV),这是由于在热循环作用下,焊缝凝固时发生了马氏体转变,β相向针状αʹ相转变所致。焊接接头断裂位置位于母材区域,断口形貌均呈现大小不一的等轴性韧窝形貌,为韧性断裂模式。弯曲测试和冲击测试表明,焊接接头具有良好的塑性和韧性。【结论】综上可知,激光焊接TC4钛合金能够获得良好的焊缝成形,可在相关工程中推广应用。

一种过流与过压保护电路的设计方法

根据机载电台电源设计要求,为避免在负载过流或过压时损坏,提升电路可靠性,需对电源部分增加保护功能。本文设计了一种具有过流与过压保护功能的电路方案,硬件部分由电流转换电路、跟随电路、迟滞比较电路、驱动电路组成。软件部分由FPGA实现软滤波保护功能。与传统保护功能相比,实现了发生故障时自动控制关断和恢复功能,使机载电台电源的设计得到了提升,满足了过流、过压使用要求,降低了因过流或过压导致负载损坏风险。

基于行为交互的集群编队网络自组织算法

针对恶劣条件下对集群编队网络自组织构建的要求,对无线自组织网络组网算法进行了研究,将几种媒体接入控制(Medium Access Control, MAC)协议进行深度融合,提出了基于行为交互的集群编队网络自组织算法。该算法通过随机竞争的方式来竞争主节点,避免装订节点身份过程繁琐或主节点被损毁导致网络陷入瘫痪的问题,提升编队组网的安全性;通过行为交互,每个节点获得专有的传输时隙,实现全网节点无冲突的数据传输,最终达到固定分配MAC协议的传输性能。最后,通过仿真对算法进行验证,结果表明16个节点在6s内完成组网,可有力支撑未来协同探测、协同制导等典型场景下对编队网络自组织构建的需求。

塑封微电路高可靠应用研究

推进武器装备低成本可持续发展,是践行强军兴装历史使命、助推国防和军队现代化建设、赢得对美长期战略竞争博弈的必然要求。塑封微电路重量轻、成本低,在各关键设备上的大范围选用为必然趋势。但受制于其非气密密封的材质结构,如何将塑封微电路可靠得应用就显得尤为关键。本文通过对塑封微电路在高可靠领域的国内外应用研究情况进行了调研和综述,对塑封微电路的封装结构和封装工艺的介绍,总结了封装工艺的典型缺陷及其原因,延伸到对塑封微电路的的失效机理的分析,并对塑封微电路的封装分层失效进行重点介绍。对塑封微电路的可靠性应用提出要求,对未来的发展给出建议及展望。可为元器件的生产厂商、标准研究单位及应用科研单位进行借鉴,对电路设计的可靠性、避免元器件失效提供帮助,并对电子元器件的可靠性应用起指导作用。

一种基于OODA-A环的防空体系及其作战时效分析

为了提升防空体系执行OODA循环的速度和质量,在OODA环基础上增加评估(assessment)环节,提出一种基于OODA-A环的防空体系作战模型,该模型能够对防空体系执行一次OODA循环的战场态势变化情况,以及作战效果进行综合评估,包括对敌方目标机动情况和目标信息冲突情况、目标毁伤情况,我方武器漏射击和过射击情况、作战损耗情况等进行评估,并根据评估结果决定下一步行动方向,同时能够将评估结果实时反馈给OODA环中的各节点,进一步提升OODA环各节点的作战能力,从而实现防空体系更快更好地完成OODA循环的目的.在此基础上,结合典型防空体系作战案例,对基于OODA-A环的防空体系的作战时效进行分析与仿真,仿真结果验证了基于OODA-A环的防空体系的优越性,对防空体系作战能力的提升具有重要指导意义.

搅动法细晶铸造K492M合金的显微组织和拉伸性能

采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)和拉伸性能测试等手段,研究了搅动法细晶铸造K492M合金的显微组织和拉伸性能。显微组织观察表明,铸态组织主要包括γ基体、γ′相、碳化物及γ/γ′共晶;热处理后,合金枝晶干和枝晶间处的γ′相由大、小两种尺寸组成,共晶组织未完全溶于基体;碳化物沿晶界析出,呈链状分布。合金在750℃的抗拉强度和伸长率分别为(1157±12)MPa和(9.1±2)%。抗拉断口SEM观察显示,断裂机理主要为韧窝断裂。

活性炭负载二氧化钛改性聚丙烯熔喷无纺布的制备及吸附性能

将活性炭、二氧化钛、聚丙烯等原料经物理共混处理,通过熔喷制成活性炭负载二氧化钛改性聚丙烯熔喷无纺布。采用热分析曲线(Differential scanning calorimeter,DSC)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、电子织物拉伸机、可见分光光度计等对改性无纺布的微观结构、结晶性能、力学性能、吸附性能进行表征。结果表明:活性炭负载二氧化钛比例为1∶3时活性炭负载二氧化钛的降解率高,二氧化钛分布均匀,依照此比例的活性炭负载二氧化钛与聚丙烯进行熔喷制备无纺布。随活性炭负载二氧化钛的加入量的提高,活性炭负载二氧化钛改性聚丙烯无纺布的吸附性能增强,当活性炭负载二氧化钛的添加量为4%时,吸附性能较好;活性炭负载二氧化钛的添加使无纺布的力学性能出现最大值,且无纺布的结晶度和熔点无明显变化。

1420铝锂合金细晶板材高温力学性能及本构方程

为了获取1420超塑铝锂合金细晶板材的高温流动变形行为和可靠的本构方程,在应变速率为0.0004~0.002 s^(-1),温度为375~425℃条件下对板材进行了高温拉伸试验,采用EBSD观察了不同变形温度下的晶粒尺寸和晶界分布,分析了组织演变规律。结果表明,板材在低温环境下变形时具有初始硬化和随后的流动软化特征,在较高温度下加工硬化起主导作用;基于Arrhenius型本构方程拟合多项式并进行求解,获得板材变形激活能为97879 J·mol^(-1);同时,板材的平均晶粒尺寸仅为1.25μm,在425℃和0.0012 s^(-1)下的伸长率达到最高,为670%;由于温度和晶粒变化的平衡作用,材料的塑性在不同条件下并未产生较大变化。

低温背景应用长波红外焦平面探测器性能参数的计算

对于在低温背景条件下应用的红外焦平面探测器,在其设计阶段首先需要确认的是探测器在低温背景下的主要性能参数是否满足应用需求。通过单元探测器的基本理论公式,从性能测试的角度,推导出了焦平面探测器主要性能指标的理论计算公式,包括峰值响应率、噪声、峰值探测率、动态范围等。提出了红外焦平面探测器主要性能参数计算的设计流程,并通过实例对长波红外焦平面探测器在低温背景下的性能参数进行了计算、设计及验证,实测结果与理论计算符合较好。表明了理论公式及设计流程具有较好的实用性,可为红外焦平面探测器的应用设计提供参考。

军工科研项目管理问题及改善策略研究

近年来,随着我国经济的快速发展,国家在科技研发领域的投入不断增加,并出台了诸多政策,在各方面给予了较大支持。相比民用领域,军工科研项目的目标、定位和方向有着较大不同,关系到国家安全和国防建设,其管理过程更为严格。随着军工科研项目数量的快速增长,对其管理也提出了更高要求。

一种新型镍基单晶高温合金拉伸性能研究

研究了一种新型镍基单晶高温合金拉伸性能及断裂模式。采用[001]取向制备拉伸性能试样,以平行于单晶[001]取向作为应力轴方向,采用扫描电镜观察断口形貌。实验结果表明,随着拉伸温度升高,合金的抗拉和屈服强度逐渐升高,并分别在760℃和850℃达到峰值,之后随着温度升高迅速下降。塑性随温度的变化则相反,在760℃塑性指标达到最低值,随后断面收缩率急剧增加,而延伸率在850℃达到峰值后迅速下降。合金的拉伸断裂模式在980℃从准解理断裂转向塑韧性断裂。