采用双轴加速度计的旋转弹运动姿态角速率测量方法

研究了基于哥氏加速度原理的双轴加速度计测量旋转弹航向角角速率与俯仰角角速率的方法。首先根据哥氏加速度原理建立了旋转弹三维动力学模型,得出三个轴向加速度输出值同各轴角速率输入值之间的转换矩。针对旋转弹横滚角角速率远大于航向角角速率与俯仰角角速率的情况,建立了旋转弹的简化动力学模型;基于简化模型,提出了采用双轴正交加速度计测量横轴与竖轴上的加速度值,来实现对运动过程中航向角角速率与俯仰角角速率测量的方法。应用100 mm高射炮数据对该模型进行验证,验证结果同理论推导结果完全吻合。证明基于哥氏加速度的正交双轴加速度计测量旋转弹航向角角速率与俯仰角角速率理论的正确性和工程实现的可行性。     

两种湍流模型在高速旋转翼身组合弹箭中的对比研究

弹箭设计、弹道计算和稳定性研究都需要准确预测旋转弹箭的马格努斯力和力矩,国内针对旋转弹箭气动特性的数值模拟工作集中在旋成体上,对带翼外形进行完全时间相关的非定常研究鲜有见到;国外虽然有对带翼外形开展研究,但以验证方法为主,对湍流模型在复杂外形弹箭旋转中的研究未曾见到.采用完全时间相关的非定常N-S方程,对带翼弹箭开展计算,对比了一方程SA(Spalart-Allmaras)湍流模型和两方程k-ωSST(shear-stress-transport)湍流模型对马格努斯效应产生的影响,并分析了旋转导致的边界层和涡非对称畸变,以及周向压力分布和剪切应力分布非对称畸变.结果表明:旋转引起的物面流场参数变化主要体现在弹体中后部,SA和SST湍流模型预测的全弹马格努斯特性与阿诺德工程发展中心(Arnold Engineering Development Center,AEDC)实验及陆军研究实验室(Army Research Laboratory,ARL)的计算结果一致性很好,对动导数而言两湍流模型计算精度相当.两湍流模型计算的弹体左侧流场参数差异比右侧大,分析认为正向旋转使左侧壁面速度方向与来流速度相反,相互阻碍使气流脉动效应更强.壁面附近湍流黏性系数SA结果大于SST结果,y=0截面物面压力SA结果小于SST结果、最大相差6%,摩阻系数SA结果大于SST结果、最大相差35%.SA对旋转产生的分离抑制作用强于SST.     

一种适用于旋转弹单通道控制的硅微机械陀螺仪

单通道控制是一种简单实用的旋转弹控制方式。通过控制旋转弹的舵面偏转方向,可减小弹体受横向角速率的影响,提高旋转弹的命中率。针对单通道控制方式,提出了一种可用于提供控制信号的硅微机械陀螺仪。陀螺仪无驱动部分,体积小,结构简单。其输出的正弦调幅信号的频率与旋转弹自旋频率相等,幅值与输入横向角速率呈线性关系。通过对陀螺仪输出信号进行线性化处理,可得到用于控制旋转弹舵面换相的等幅不等宽脉冲调宽信号。通过舵面在弹体自旋一周内的四次换相,可同时完成对导弹俯仰和偏航两个方向的控制。     

两种湍流模型在高速旋转翼身组合弹箭中的对比研究1）

弹箭设计、弹道计算和稳定性研究都需要准确预测旋转弹箭的马格努斯力和力矩，国内针对旋转弹箭气动特性的数值模拟工作集中在旋成体上，对带翼外形进行完全时间相关的非定常研究鲜有见到；国外虽然有对带翼外形开展研究，但以验证方法为主，对湍流模型在复杂外形弹箭旋转中的研究未曾见到.采用完全时间相关的非定常N-S方程，对带翼弹箭开展计算，对比了一方程SA（Spalart-Allmaras）湍流模型和两方程k-!SST（shear-stress-transport）湍流模型对马格努斯效应产生的影响，并分析了旋转导致的边界层和涡非对称畸变，以及周向压力分布和剪切应力分布非对称畸变.结果表明：旋转引起的物面流场参数变化主要体现在弹体中后部，SA和SST湍流模型预测的全弹马格努斯特性与阿诺德工程发展中心（Arnold Engineering Development Center，AEDC）实验及陆军研究实验室（Army Research Laboratory，ARL）的计算结果一致性很好，对动导数而言两湍流模型计算精度相当.两湍流模型计算的弹体左侧流场参数差异比右侧大，分析认为正向旋转使左侧壁面速度方向与来流速度相反，相互阻碍使气流脉动效应更强.壁面附近湍流黏性系数SA结果大于SST结果，y=0截面物面压力SA结果小于SST结果、最大相差6%，摩阻系数SA结果大于SST结果、最大相差35%.SA对旋转产生的分离抑制作用强于SST.     

直接有限元法求解广义磁热弹二维旋转问题

为了验证直接有限元法求解广义磁热弹耦合旋转问题的有效性及准确性,该文基于Lord和Shulman(L-S)广义热弹性理论,采用直接有限元方法,求解了置于磁场中的旋转半无限大体受热冲击作用的动态响应问题.文中给出了L-S型广义磁热弹耦合旋转问题的控制方程,建立了L-S型广义磁热弹旋转问题的虚位移原理,推导得到了相应的有限...     

一种新的磁传感器辅助弹载接收机跟踪环路的方法

针对弹载接收机高速旋转的特性,提出一种利用磁传感器测量弹体姿态,补偿旋转引起的载波多普勒频移和相位偏移的方法。首先,根据弹丸弹道学特征,推导弹体高速旋转引起的载波频移和相位偏移与弹体姿态的表达式;其次,研究了接收机载波跟踪环路的跟踪门限与弹体动态应力的关系;然后,给出弹体坐标系中,磁传感器测量弹体姿态的算法——极值比值法和积分比值法。仿真试验结果表明,磁传感器弹体姿态估计的方法能够有效降低弹载接收机跟踪环路的跟踪门限,其载噪比降低了3 dB·Hz,环路带宽减小了100 Hz以上,提高了弹载接收机GNSS信号跟踪能力。     

牵引模式下球环点接触高速弹流润滑行为机理分析

基于球环点接触高速膜厚测量系统采用PAO6基础润滑油进行了高速弹流润滑试验研究,采用玻璃环转动带动钢球旋转的牵引方式,模拟轴承外圈与钢球的润滑接触状态.试验结果显示高速下试验测得的中心膜厚值严重偏离经典弹流理论的预测.基于高速热弹流润滑模型分析了高速下膜厚降低并偏离经典弹流理论预测的原因,计算结果表明钢球与玻璃环之间的运动不是纯滚动,存在滑滚比,并通过测量钢球转速加以验证;进而结合数值计算结果中接触区温度的变化,探讨了高速弹流润滑膜厚行为机理,高速时较大滑滚比的存在使得卷吸速度远低于纯滚动理论值是膜厚下降的主要原因,由此而产生的热效应使得润滑油黏度下降,膜厚进一步减小.     

固定鸭舵双旋弹全弹道动态稳定性及其影响因素

为研究固定鸭舵双旋弹全弹道飞行时的动态稳定性问题,在小攻角条件下建立复攻角运动的状态空间模型,并应用霍尔维茨方法导出其特征根实部皆负的一般性条件.针对起控前/后前体滚转角的运动特点,利用常规旋转弹的稳定性分析方法,建立固定鸭舵双旋弹在不同飞行状态下的动态稳定性判据,其与常规旋转弹的形式相似,无控飞行时在升力和静力矩项中对应增加了舵面控制力和力矩项;有控飞行时进一步增加了有关项相对增量的影响.据此在后体参数确定的条件下推导舵面参数约束条件,并分析操纵舵控制力系数导数、安装位置和舵偏角对动态稳定性的影响,揭示了该类炮弹动不稳定形成的原因.对复攻角运动在不同条件下的仿真分析结果表明,当舵面引起的有关项相对增量同时位于无控和有控飞行的边界曲线内时,固定鸭舵双旋弹全弹道飞行动态稳定,验证了本文推导的动态稳定性判据和舵面参数约束条件合理,为该类炮弹的研制提供了理论依据与设计参考.     

无伞末敏弹气动特性风洞实验研究

为实现末敏弹的无伞稳态扫描运动,设计了一种短圆柱轴向非对称尾翼子弹气动外形。设计了模型和实验装置,进行了大迎角低速风洞实验。获得了模型在有/无减旋翼、固定和自由旋转条件下的气动力数据,测量了模型在气动力作用下的转速。实验结果表明:设计的尾翼能够为模型提供较大的阻力,旋转时模型的阻力系数有所减小;在有减旋翼的情况下,模型能够保持较低的稳定转速;模型的静稳定性较差;模型旋转时稳定性有较大的改善。需要进一步改进尾翼,提高静稳定性,为扫描角的稳定提供保证。实验结果可为无伞末敏弹的设计和改进提供参考。     

基于数据链的智能导弹协同定位方法

提出了一种基于数据链无线电测距功能实现智能导弹协同定位的方法.考虑智能导弹编队由领弹和攻击弹组成,给出了智能导弹编队协同作战模式和基于数据链的无线电测距方法;在此基础上,研究了领弹和攻击弹协同定位的方法,并推导了相应的协同定位模型.攻击弹通过数据链获得领弹的位置信息及其与领弹之间的伪距值,采用卡尔曼滤波方法融合伪距值与惯性导航系统输出,可以获得攻击弹的精确定位信息,从而实现了领弹与攻击弹之间的协同定位.针对所提出的智能导弹协同定位方法,进行了仿真研究.仿真结果验证了协同定位方法的有效性.     

虚拟测试的理论体系与系统技术研究

从工程背景的一般性测试问题出发,提出虚拟测试的概念,将虚拟现实与测试技术结合在一起,形成虚拟测试研究领域。指出虚拟测试研究的理论、技术和应用背景在于虚拟现实和可视化与一般测试问题的结合。界定其研究内容和技术特征,并阐明其研究方法和实验系统。对于虚拟现实环境下的测试系统、测试对象和测试信息智能模型的建立与合成方法的研究,以及虚拟现实的其它相关应用领域具有推广意义。     

高速远程滑坡-碎屑流运动机理研究发展现状与展望

高速远程滑坡-碎屑流具有极高的运动速度和超远距离的位移,往往能够引发灾难性事故,造成严重的生命财产损失,因此,它的运动机理,即高速远程效应机理一直是国内外学者研究的热点。目前国外主要存在四种观点:空气润滑模型、颗粒流模型、能量传递模型和底部超孔隙水压力模型。但是,由于高速远程滑坡-碎屑流自身的复杂性,到目前为止,研究还没有取得公认的成果。 中国是高速远程滑坡-碎屑流的频发区,因其研究才刚刚起步,研究成果还处于定性阶段。本文在查阅大量文献的基础上,从理论和技术两方面分别阐述了国内外高速远程滑坡-碎屑流运动机理研究的发展现状,对目前纵多的理论和模型进行了归纳与总结,点评了目前研究的难点,并在此基础上提出了今后的研究重点。本文是国内外首次对该领域的研究进行系统的归纳和总结,对今后类似的研究具较高的参考价值。     

Thermal properties and characterization techniques of graphene

2004 年石墨烯的发现立刻引起了全球科技界的高度关注, 掀起了从碳纳米管问世以来对于碳族材料的又一个研究高潮, 人们迅速开展了针对石墨烯的制备、性能表征、甚至应用的研究工作. 从石墨烯问世到目前, 主要研究工作集中在石墨烯电学性能的研究, 特别是集中在用石墨烯制备超级电容器方面. 相比之下, 人们对于石墨烯热学性能的研究还比较少. 然而, 鉴于石墨烯具有极高的热导率和负的热膨胀系数, 以及作为热界面材料的工程应用价值, 对其热学性能的研究正逐渐成为研究的一个重要分支. 以石墨烯热学性能如热导率到热膨胀系数为研究对象, 全面总结国际上的发展现状. 内容涉及单层石墨烯、多层石墨烯和石墨烯泡沫. 研究手段包括理论研究、数值模拟和实验测定3 个方面. 在综合研究成果的基础上, 最后对于存在的问题和可能的发展方向给出了合理的建议.     

我国口腔生物力学研究进展与展望

本文综述了我国口腔生物力学研究现状、研究手段、达到的水平以及临床应用状况、并作了展望。     

神经网络系统

本文介绍了神经网络系统的基本概念和主要特征,讨论了此项研究的目的意义,对该研究的发展历史,特别是近年来关于神经网络的各种理论模型的发展作了简要评述。     

A REVIEW ON RESEARCH ON DEVELOPMENT OF LIGAMENT CONSTITUTIVE RELATIONS ON MACRO, MESO, AND MICRO LEVELS

Ligaments are densely connective soft tissues capable of maintaining stability and function of knee joint.As an important factor,the constitutive relation of ligament would afect its biomechanics and further play an essential role in the research on ligament injury,healing and treatment.The objective of this paper is to provide an overview of the current research on ligament constitutive relations on the macro,meso,and micro levels as well as the anatomy and histological structure of ligament.Some studies of biomechanical behaviors during ligament injury and healing periods have also been investigated.Based on the research on ligament constitutive relation in the past three decades,a discussion of some research perspectives is also presented,such as a validated accurate measuring method of in situ strain in ligament,a new constitutive relation involving the distribution of ultra-structural properties,and a rational estimation of ligament injury and healing process by the change of its ultra-structural or histological characteristics.     

微机械陀螺的发展现状

随着对微电子机械系统(MEMS)的深入研究和取得的进展,属于MEMS研究内容之一的微机械陀螺,在汽车工业需求的推动下,已经成为过去几十年内广泛研究和发展的主题.微机械陀螺与传统机械式陀螺、固体陀螺、光学陀螺等相比,具有成本低、尺寸小、重量轻、可靠性高等优点,其精度正不断得到提高,应用领域也随之不断扩大.本文首先简要介绍了微机械陀螺的定义及特征、性能指标、工作原理、分类以及加工技术,随后对已出现的不同类型微机械陀螺的结构、加工方式、工作原理以及性能进行了综述,最后对微机械陀螺的商业化现状以及发展趋势进行了展望.     

我国土工离心模型试验技术发展综述

小尺寸物理模型试验是岩土力学与岩土工程研究的重要手段。常规小比尺模型由于其自重产生的应力远低于原型,以及原型材料明显的非线性,因而不能再现原型的特性。解决这一问题的唯一途径是提高模型的自重,使之与原型等效。提高模型的自重应力水平、增大材料自重的最简便的方法就是用离心机。本文在总结回顾大量文献资料的基础上,根据离心模型试验技术的研究深度和应用范围,将我国土工离心模型试验技术的发展历史分为3个阶段,并分别阐述了各阶段土工离心模型试验技术在我国的应用类型及研究状况,介绍了试验设备、试验技术、数据采集等几个方面的发展历程。最后,总结指出了目前离心模型试验技术研究存在的问题,并对今后的研究和工作做了展望。     

1-3型压电复合材料及其研究进展

1-3型压电智能复合材料是由一维连通的压电相平行排列于三维 连通的聚合物中而形成的两相压电复合材料.简述了1-3型压电智能复 合材料形成及其材料结构构成变化的发展历程，并从理论分析、参数 辨识、数值计算和试验方法四方面阐述了宏观等效特征参数的研究状 况.在此基础上对现有的制备工艺技术的优缺点进行了比较，对声学、 医学、控制、航空航天等已应用和可能应用的领域的现状和发展趋势 进行了回顾和展望，最后建议了1-3型压电智能复合材料今后几个较 为重要的研究方向.     

饱和砂土动本构理论研究进展

饱和砂土由于它对动载荷作用的特殊敏感性在土动力学和土工抗震问题研究中占据了重要的地位，本文介绍了饱和砂土的基本动力学特性，并对当前饱和砂土动本构理论的研究进展作了较为系统的评述，以期对进一步的研究有所稗益．