双层药型罩结构参数对其射流影响的重要度分析

由于传统的单层药型罩能量利用率较低,为了提高未来弹药的威力,许多专家提出了双层药型罩的概念,双层药型罩所形成的射流头部速度不但明显提高,而且射流性能也有所改善,并且还能够大大提高药型罩的利用率。为了深入研究双层药型罩结构参数对其形成的射流性能的影响程度,采用提出的数值模拟思路对文献中工况2的模型进行仿真计算并与其试验结果相比较,工况2的试验结果为内罩速度为2486 m/s,通过数值模拟思路仿真计算出其内罩速度为2410 m/s,数值模拟结果与试验结果误差不超过4%,保证了数值模拟的准确性。简述了双层药型罩形成射流的基本原理,同时设计不同结构参数的双层药型罩仿真方案并构造出正交设计表,采用正交设计方法分析双层药型罩壁厚、聚能装药高度、双层药型罩锥角对其形成射流的影响,以射流的头部速度为指标,通过极差分析方法得出不同因素对双层药型罩射流性能的影响程度,并且找到形成射流性能较优的结构参数。结果表明:在研究的范围内,影响双层药型罩射流性能的重要度排序为壁厚n﹥装药高度h﹥锥角α,通过正交设计得出的最优组合为A1B1C3,也就是双层药型罩锥角为50°、双层药型罩壁厚为2 mm、聚能装药高度为75 mm。

飞秒激光诱导锗等离子体辐射光谱特性

由于飞秒激光脉冲宽度小于靶材电子—晶格热弛豫时间,飞秒激光烧蚀靶材过程以及诱导击穿产生的等离子体膨胀动力学过程与纳秒激光作用过程不同,因此研究飞秒激光诱导等离子体发射光谱特性对于研究飞秒激光烧蚀机制以及飞秒激光诱导等离子体的膨胀动力学过程非常重要。Ge材料是一种常用的中远红外探测器以及光学元器件材料,对中心波长为800 nm,脉宽为50 fs的激光脉冲烧蚀空气中Ge靶材产生的等离子体发射光谱强度的时间和空间演化规律研究,并探讨了飞秒激光脉冲能量对等离子体发射光谱强度的影响规律。实验结果表明在等离子体羽膨胀初期,飞秒激光诱导Ge等离子体发射光谱主要由线状光谱和连续光谱构成,在200 ns时间内连续光谱强度逐渐减弱,线状光谱开始占主导地位。通过探测Ge等离子体的时间分辨发射光谱,随着等离子体的快速膨胀,等离子体发射光谱强度随着时间的增加呈现先增加后下降变化,在335 ns达到最大。通过探测Ge等离子体的空间分辨发射光谱,随着距离Ge靶材表面的位置增加,等离子体发射光谱强度随远离Ge靶材表面距离增加呈现先增加后下降变化,在0.8 mm位置达到最大。由于存在等离子体自吸收机制,等离子体发射光谱强度随着脉冲能量的增加而增加,在脉冲能量为0.627 mJ时,飞秒激光诱导Ge等离子体存在自吸收现象,从而使等离子体发射光谱强度出现下降变化。

弹道解算用数值天气预报风修正系数辨识

为了快速准确获取弹道解算用数值天气预报中风的预报误差,实现对弹道解算用数值天气预报中风预报误差的数值修正,提升火炮气象保障精度,以原始预报气象数据为基础气象条件,以质点弹道模型为系统模型,以风修正系数描述风的预报误差,基于无迹卡尔曼滤波算法,对实测弹道数据进行处理,提取风的预报误差。以一段实测弹道数据和WRF模式原始预报气象数据为例,对该方法的辨识效果进行检验。结果表明:与实测的风修正系数相比,辨识所得纵风修正系数和横风修正系数的相对误差分别为7.20%和3.97%;原始预报气象数据中的纵风和横风经修正后,其误差分别减小85.19%和79.27%。

基于极限学习的弹丸阻力系数辨识

气动参数对弹丸的弹道特性起决定性作用,在无控弹丸研制过程中,准确获取弹丸气动参数是减小落点散布、提高打击精度的基础与关键。为了进一步提高弹丸阻力系数的辨识精度,基于质点弹道方程,通过数值仿真产生弹道数据,利用极限学习方法在多种噪声环境下实现弹丸阻力系数弹道大数据辨识。该方法随机产生输入权重以及隐含层神经元阈值,随机生成的输入权重以及隐含层神经元阈值彼此独立,且不需要迭代更新,克服了传统辨识方法辨识时间长、辨识精度低的问题。基于最小二乘原理,通过求解隐含层输出矩阵的Moor-Penrose广义逆矩阵即可确定网络最优输出权值,进而精确辨识弹丸阻力系数。在不同测量噪声条件下,将极限学习方法辨识结果与传统BP神经网络方法以及极大似然方法辨识结果进行对比研究。仿真结果表明:利用极限学习方法辨识弹丸阻力系数的辨识精度更高,收敛速度更快,抗干扰能力更强,能够在高噪声环境下有效辨识弹丸阻力系数,可以满足工程实际需要。

杀伤爆破弹弹体异常淬火时弹底大破片形成机理

以某杀伤爆破弹爆炸产生回飞弹底大破片事故为背景,开展弹底大破片产生原因和相关故障分析。利用金相显微镜观察、比较实际回收的弹底大破片和正常弹体的微观组织,测试获得材料性能参数。据此,采用AUTODYN-3D软件数值模拟不同拉伸破坏极限下异常淬火弹体内爆驱动弹底膨胀、断裂过程,得到弹底断裂状态、速度分布及裂纹衍生等。通过异常淬火弹体进行静爆试验,复现了故障状态。结果表明:异常淬火弹体与弹底大破片的微观组织均会出现大量回火索氏体与上贝氏体混合组织,提高了材料塑性和屈服强度;随着弹体拉伸破坏主应力提高,爆炸加载后的弹底由完全断裂形成的数块破片,逐渐过渡为带裂纹、层裂破坏区的弹底大破片,且数值模拟结果与实际回收的弹底大破片形貌、尺寸吻合较好;发生在弹底的断裂模式包括轴向“崩落”、外侧层裂以及径向裂纹的衍生与扩展;异常的淬火过程改变了弹体材料性能,将导致内爆加载下弹底大破片的产生,进而造成回飞事故。

Mar-M002合金叶片荧光液挂壁原因分析

Mar-M002合金具有良好的铸造工艺性能,可用于制备空心涡轮叶片,叶片铸造过程中出现了涡轮叶片内腔荧光液挂壁现象。本文利用扫描电子显微镜研究了Mar-M002合金空心涡轮叶片内腔结构,发现叶片内腔存在8~18um之间连续分布的孔洞导致了荧光液挂壁。

难熔金属Mo表面冷喷涂Al后预氧化处理工艺研究

利用冷喷涂技术在难熔金属Mo表面制备一层纯Al层,然后采用不同预氧化工艺进行了氧化处理,研究发现经过相同氧化时间随着温度升高纯Al层的氧化程度越大,结合烧蚀试验考核找到了比较合理的预氧化工艺参数为:1100℃/30min+1200℃/30min。采用合理预氧化工艺处理后,金属Mo能够抵御熔模铸造过程中的烧蚀,为研发难熔金属型芯技术奠定一定的基础。

基于毁伤度的多层复合目标内爆毁伤评估

机场跑道是典型多层复合目标,有效打击机场跑道可达到夺取制空权的目的。针对弹丸爆炸毁伤机场跑道,建立仿真计算模型,弹丸接触跑道表面后分别延时0.1ms、0.2ms、0.3ms、0.4ms起爆,采用毁伤度对机场跑道内部爆炸进行毁伤分析。仿真结果表明:随着引信延时增加,弹丸侵彻深度增加,机场跑道内部完全毁伤部分先增大后减小。对于文中这种结构机场跑道,在第二层混凝土层内起爆,毁伤效果最优。

某筒形铝合金零件硫酸阳极氧化后印痕分析及研究

为解决某筒形铝合金零件硫酸阳极氧化后底部外表面印痕问题,采取缩短脱脂时间,增强清洗等措施。通过故障排查,分析底部印痕的原因是由于壳体表面微观不平整导致成膜后膜层出现色泽差异,进而呈现底部印痕。通过采取预防措施,使底部印痕问题得以解决。

基于遗传算法的高炮弹丸外弹道优化设计

以某小口径高炮弹丸的外弹道优化设计为例,建立了相应的外弹道非线性多约束优化设计数学模型,采用小生境技术对基于二进制编码和浮点数编码的遗传算法进行了改进。仿真结果表明,应用改进遗传算法对小口径高炮弹丸开展外弹道优化设计,具有很好的效果。

铬对GH4169母合金中夹杂物的影响

使用不同品质的铬原料用真空感应熔炼制备GH4169母合金。用光学显微镜和扫描电镜等设备研究合金锭中夹杂物的特征,并分析其形成机理。结果表明,铬的纯度提高则母合金中N、P、S和Mn元素的含量降低,母合金中夹杂物的类型由为氧化物、碳氮化物和复合型夹杂转变为单一氧化物且其含量降低。

TiZr基非晶/TC21双层复合材料的制备和力学性能

用渗流法制备TiZr基非晶/TC21钛合金双层复合材料,并对其微观组织和力学性能进行深入的研究。结果表明,TiZr基非晶(ZT3,Ti_(32.8)Zr_(30.2)Ni_(5.3)Cu(9)Be_(22.7))合金熔体与TC21钛合金之间的界面结合良好且有良好的润湿性。制备温度对双层复合材料的微观结构和力学性能有极大的影响。随着制备温度的提高,界面层的厚度和TC21钛合金的溶解量增加,非晶基体中枝晶相的体积分数增大、晶粒粗化。这种双层复合材料的强度随着温度的提高而降低,在室温下具有良好的弯曲塑性,其弯曲强度达到2177 MPa、动态压缩强度达到1326 MPa。