小型可调Re数弹道靶上的跨声速实验

本文介绍了一种可调 Re 数小型弹道靶设备;讨论了该设备实验中的一些问题.由此开展了两种尖头细长旋成体不同 Re 数下的跨声速实验,并给出了部分流场显示结果.     

基于微波干涉测速技术的二级轻气炮/火炮内弹道参数诊断

测量二级轻气炮/火炮弹丸在内弹道的速度历程,对轻气炮/火炮的设计、内弹道计算、弹道异常现象诊断分析具有重要作用。因为不同波长微波的传输特性在不同炮管中不同,不同目标的反射特性也不同,为获得最佳的测试结果,设计了两个波长的微波干涉测速系统。对二级轻气炮和高速火炮的内弹道速度进行了连续测量,并利用短时傅里叶变换与相位计算相结合的方法进行了数据处理。实验成功获取了完整的内弹道数据,所测弹丸炮口速度与光束遮断测速装置测试结果差异小于0.5%。通过对内弹道实验数据的分析,证实了二级轻气炮在某些装填条件下易出现碎弹现象。此外,首次观测到二级炮内弹道内前冲气体速度历史,可为研究高速气体的温度、压力、电离等状态提供数据支撑。     

钢纤维混凝土抗侵彻与贯穿特性的实验研究

为考察素混凝土及钢纤维混凝土（钢纤维为平直型与端钩型,体积分数0.01~0.05）抗侵彻贯穿特性,采用12.7 mm弹道炮-测速靶系统开展了初速297~848 m/s的弹道冲击实验,获得了弹丸着靶速度及对应的最大侵彻深度、弹坑直径、靶体（板）破坏形态等实验参数,并利用高速摄影系统记录了靶体（板）的动态破坏过程。实验结果的对比表明,靶板的抗侵彻贯穿性能和破坏模式与钢纤维类型及含量密切相关。当钢纤维体积分数为0.05时,端钩型钢纤维混凝土的侵彻深度与相同强度等级素混凝土相比降低约52%,且贯穿破坏后靶板碎片的数量及飞散角度大幅降低,显示了高含量异型钢纤维混凝土在抗侵彻贯穿方面的适用性。     

弹道靶的一些发射技术

弹道靶设备是开展高速碰撞、气动力和气动物理现象研究的重要实验手段.由于比风洞和击波管等设备有它特殊的优点,所以五十年代末六十年代初,当它在高超音速领域中初露 ...     

叠层顺序对双层A3钢薄板抗侵彻性能的影响

在轻气炮上进行了卵形头、平头及半球形头杆弹正撞击等厚接触式双层靶的实验,得到了这几种 结构的剩余速度-初始速度曲线及弹道极限速度,研究了叠层顺序对靶体抗侵彻性能的影响。实验表明:叠层 顺序对双层靶体抗侵彻性能的影响与弹体头部形状密切相关。对于平头和半球形头弹,厚板在前、薄板在后 的靶体的弹道极限速度高于相反叠层顺序的靶体的弹道极限速度;但是对于卵形头弹,薄板在前、厚板在后的 靶体的弹道极限速度高于相反叠层顺序的靶体的弹道极限速度。叠层顺序对靶体弹道极限速度的影响主要 通过改变靶板的失效形式和靶板间的作用力实现。     

内爆磁压缩准等熵加载过程分析与实验验证

利用磁流体力学程序SSS-MHD模拟了炸药柱面内爆磁通量压缩发生器CJ-100装置的加载过程,讨论了各项装置参数的影响,结果表明装置可达到的峰值磁场值与初始磁场值成反比关系。设计了铁/铜夹层结构的样品靶,在该型装置上开展纯铁的准等熵加载实验。利用光子多普勒测速探头测量到6.43 km/s的样品靶自由面速度,在DT4铁中获得206 GPa的准等熵加载压力。铁材料的压力-比容曲线与理论等熵线基本重合,表明内爆磁压缩加载过程具有较高的等熵程度。     

三向Kevlar编织纤维材料抗弹性能实验研究

通过对三向Kevlar纤维增强（3DKW）复合材料的系列抗弹实验,研究了不同厚度靶的抗弹性能。通过“跨界速度区”方法直接测定了靶材的弹道极限V50值;在分析完全贯穿区实验数据的基础上,对靶材抗标准模拟钢球弹的贯穿耗能E和靶板面密度Fp的关系进行了总结,求得了材料单位面密度的耗能因子λ,并对靶材的弹道极限速度V50的值进行了预估;提出了一种改进的能量分析工程模型,以该模型和完全贯穿实验数据为基础,得到了靶材的弹道极限V50值。本文对V50值的预测与实验结果良好符合。     

平头弹穿透金属靶板的模式分析

对平头弹穿透金属靶的剪切冲塞和绝热剪切冲塞两种可能穿甲模式进行分析. 对作者先前提出的绝热剪切冲塞失效模型进一步发展,给出在绝热剪切冲塞条件下修正的终点弹道极限和剩余速度. 对相关的平头弹穿甲WeldoxE系列钢靶的试验数据进行分析比较,讨论靶板厚度、靶材强度对终点弹道性能的影响. 更多实验数据证实:在一定靶厚时由于靶板的结构响应导致弹道极限附近存在剩余速度跳跃;随靶厚和靶材强度增加,穿甲模式由剪切冲塞向绝热剪切冲塞转换.      

冲击波研究中运用的激光差分混频技术

介绍一种利用激光多谱勒效应连续测量抛射体和靶样品自由面速度变化的装置。它实际上是对位移干涉仪的一种改进,利用空间角度效应使两光束差频减小12个量级,因而扩大了测速范围。 该装置适于测量每秒几十米至几百米的速度。它的主要优点是设备简单,装校容易,并且可以灵活地调节量程以适合测量各种不同的速度。在中、低速范围的冲击波研究和其它研究项目中有广泛的用途。     

12.7mm动能弹斜侵彻复合装甲的数值模拟研究

通过弹道枪实验对斜置角度为0°～60°的陶瓷复合装甲进行了弹道极限测试，分析了靶板斜置角度对穿燃弹的弹道极限和钢芯质量变化、破坏形态的影响。利用数值模拟的方法对上述实验结果进行验证计算，鉴于数值计算结果与实验结果较好的一致性，进一步研究了陶瓷复合靶板斜置角度对穿燃弹钢芯穿靶偏移角和等效Q235钢靶厚度的影响。结果表明，随陶瓷复合靶板斜置角度的增大:弹道极限近似指数型提高；在相同弹道极限速度下，穿燃弹对Q235钢靶板的极限穿深和对斜置陶瓷复合靶板的极限穿深的等效厚度的比也随之增大；同时，钢芯完整度逐渐降低，穿靶偏移角反向增大。     

基于逆虚拟激励法的垂向轨道不平顺功率谱识别

提出一种识别轨道垂向不平顺功率谱的新方法.采用定点激励的垂向车辆-板式轨道耦合动力学模型.车辆简化为多刚体模型,板式轨道考虑为3层梁模型,并通过线性轮轨力耦合车辆模型和轨道模型.以轴箱加速度作为测量对象,采用逆虚拟激励法识别垂向轨道不平顺的功率谱,并研究了测量误差和车辆运行速度对垂向轨道不平顺的识别精度的影响.数值结果表明,本文方法能够较为准确地识别垂向轨道不平顺功率谱,为列车运行环境载荷识别与评估提供了新的途径.     

THE APPLICATION OF VARIATIONAL MULTISCALE METHOD ON A ONE-DIMENSIONAL MECHANICAL MODEL

将变分多尺度方法应用于一维缆索模型,导出受力缆索的宏观有限元模型并求得细观位移解析解,总结出变分多尺度方法应用于具体模型的关键点和缺陷. 假定刚度为常值,数值模拟一定边界和受力下的缆索,得到宏观和细观位移. 将细观与宏观位移叠加,相比于精确位移得出：细观位移可视为常规有限元模型的后验误差. 变分多尺度方法在一维力学模型中的成功应用,推进了其实用性,为其在更多力学及工程问题中的运用和发展提供了参考.     

Stick-Slip Vibrations Induced by Alternate Friction Models

In the present paper a simple and efficient alternate friction model is presented to simulate stick-slip vibrations. The alternate friction model consists of a set of ordinary non-stiff differential equations and has the advantage that the system can be integrated with any standard ODE-solver. Comparison with a smoothing method reveals that the alternate friction model is more efficient from a computational point of view. A shooting method for calculating limit cycles, based on the alternate friction model, is presented. Time-dependent static friction is studied as well as application in a system with 2-DOF.     

磁悬浮挠性转子系统模型复合辨识方法

针对磁悬浮挠性转子的纯有限元分析模型精度低的问题,提出一种磁悬浮挠性转子系统模型复合辨识方法。该方法首先采用有限元方法把磁悬浮挠性转子划分为多个Timoshenko梁单元,建立磁悬浮挠性转子系统模型,并对其挠性临界频率、阻尼、刚度和振型等关键参数进行分析,进而得到磁悬浮挠性转子的等效降阶数学模型;然后采用鲁棒自适应方法分析磁悬浮挠性转子系统的动态特性;最后,采用变LEVY方法从动态特性分析数据中对磁悬浮挠性转子进行系统辨识,校正有限元分析得到的降阶数学模型。实验结果表明,本方法可以得到磁悬浮挠性转子较为准确的系统模型。     

Experimental analysis of plates using the method of model curing

The method of model curing is applicable to the analysis of plates. When the polymerization process is complete and model is unloaded, the deflection and the birefringence remain permanent. The stereometric method is used for evaluation of bending and torsion moments, and photoelastic method is used as a control method. The example given of the method of curing is a square plate supported at three points and loaded by a concentrated load.     

模态参数不确定性分析的贝叶斯方法研究

在结构损伤诊断和参数识别中,实测结构模态参数不可避免地存在误差。本文将模态参数视为随机变量,采用贝叶斯方法对模态参数的不确定性进行分析。分析中选用高斯联合概率密度函数作为先验密度函数,通过多次独立的模态参数测试,得到传递函数的条件概率密度函数和模态参数的后验估计表达式,再利用拉普拉斯渐近方法求解边缘概率密度函数,得到模态参数的最大后验估计。在钢筋混凝土框架结构的模态试验中,利用本文方法给出了结构模态参数的估计值,结果表明,本文方法具有良好的收敛性。     

微机械陀螺温度混合线性回归补偿方法

环形振动微机电陀螺受温度影响较大,并且还具有很强的自回归特性。针对传统的分段拟合等温度模型均难以精确补偿陀螺受温度影响的问题,提出了一种基于混合线性回归的温度补偿模型。该方法根据混合线性回归模型的特点将陀螺自身的影响以及温度变化等因素考虑到温度补偿模型中,采用多元线性回归方法确定各项的系数,通过对残差的正态检验确定模型是否能够较好的符合陀螺数据的变化规律。验证试验结果表明:补偿后的均值可以减小1～2个数量级,并且该温度误差补偿方法重复性好,具有重大的工程应用参考价值。     

A Finite Element Method for 3-D Eddy Current Problems Using an Iterative Approach

An iterative method is proposed for a finite element approximation of three-dimensional eddy current problems. The method is based on an iterative method derived from a perturbation problem of magnetostatic problems. The TEAM model and a transformer model are considered as numerical examples. In both examples, BiConjugate Gradient (BiCG) method is applicable for the complex symmetric linear system arising in each step of the iterative procedure for a rather wide range of the perturbation parameter, and the present results seem to be suitable.     

Modeling finite thickness slab perforation using a coupled Eulerian–Lagrangian approach

A coupled Eulerian–Lagrangian (CEL) method can be used to model many types of dynamic events. Projectile penetration through solids is particularly well-suited to a CEL method. In this study the CEL method in the commercially-available code Abaqus was used to model a near rigid projectile perforating finite thickness concrete slabs. A near rigid projectile can be modeled as a Lagrangian material with distinct material interfaces, while the solid target can be modeled as an Eulerian material capable of large deformations. An improved concrete constitutive model is also described that was implemented into Abaqus as a user material model. A simplified stochastic model was also implemented to capture some of the heterogeneous nature of concrete. The CEL simulations are compared to experimental data to demonstrate the utility of this method for this type of perforation event.     

模型外载与自重并存变动外载的光弹性分析法

提出一个变动模型外载，分析大模型在外载与自重共同作用时的尤弹性法。它与用离心力模拟自重试验的传统方法完全不同，只要在大模型上变动外载，就可以获得上述两种载荷共同作用下的应力分析结果。此法避免了用离心模型自重受模型尺寸限制等诸多因素影响的缺点，为自重不可的大型复杂空间工程结构模型试验应力分析提出了一条新的途径。文中给出了本方法的基本原理及其简要的实验验证和工程应用结果。