摘要：火炮座圈是支撑炮塔、传递发射载荷和执行回转的重要部件,火炮座圈性能的优劣对维持火炮稳定和保证射击精度有着重要影响。为使火炮座圈达到轻便、回转灵活、可靠性高、稳定性好的设计要求,建立了座圈质量、游隙和回转力矩对座圈性能影响的数学模型,并采用加权系数法和智能优化算法,以滚珠半径、滚道半径、滚珠中心位置和接触角这4个因素为关键设计参数,实现了座圈轻量化和回转灵活的多目标优化设计,并得到了最终优化结果。发现座圈质量减少了1.7%,回转阻力减少了14.1%,游隙减少了41.5%。所研究的优化设计方法对火炮座圈设计及优化有着一定的理论指导作用。

摘要：反恐处突人员在处理城市暴力恐袭事件时需要同时应对刀刺及枪击的威胁,单一防护功能的防护服难以保障生命安全。根据防弹和防刺机理,将防弹和防刺材料进行组合设计可达到多功能的防护效果。目前基于组合材料的双防服研制方法主要为实验试错,设计效率低下,成本较高。针对这一问题,提出一种基于能量吸收准则的纤维混杂防弹防刺结构理论设计与优化方法,开展单一防护材料即浸胶芳纶布和超高分子量聚乙烯(Ultra high molecular weight Polyethylene,PE)无纬布的弹道实验和动态穿刺实验,计算单一材料的弹道动能吸收和穿刺动能吸收。基于能量守恒定律,设计给定8500 g/m^(2)面密度下的防弹防刺组合结构,得到防弹与防刺材料的层数范围。经过弹道及动态穿刺实验验证,理论计算安全余量充足,11层浸胶芳纶布加18层PE无纬布组合满足公安部《GA68—2019警用防刺服》及警用三级防弹要求且最为轻便,面密度8390 g/m^(2)。对防弹防刺结构进行优化设计,得到面密度为8370 g/m^(2)的最轻量组合结构(9层浸胶芳纶布加21层PE无纬布),研究成果可为双防服的工程设计与创新应用提供参考。

摘要：面对弹道修正引信中光学组件无法承受弹丸高发射过载的迫切需求,针对某型制导炮弹成像引信光学系统,结合仿生理念提出一种引信光学系统减振方案。将竹子的宏微观结构应用于金属薄壁管,为光学系统设计两种具有竹子结构特征的金属薄壁套筒,并同时设计由橡胶垫与碟簧复合的减振装置。利用有限元分析软件进行动力学仿真验证设计结构模型的减振效能。仿真结果表明:所提减振方案能够缓解光学系统受到的冲击并降低变形值,两种透镜外筒应变峰值降低40%、72%,光学传感器应变峰值降低68.21%、52.49%,证明该减振方案具有良好的减振效果。所提方案为光学部件在高过载引信中的应用提供新思路。

摘要：机电产品高加速剖面制定方法存在剖面关键要素与激励失效机制关联性不明确、故障激发效率低、试验成本高等问题。为打通累积损伤与振动试验剖面关键要素之间的关联机制,提出基于反馈近似损伤的振动加速激励设计方法,通过动态控制损伤增量,实现对振动试验剖面的精细化设计。结合振动损伤机制分析与功率谱密度频域解析技术,量化振动激励与累积损伤之间的映射关系,建立振动激励-损伤对应模型(Vibration Excitation-Damage Corresponding Model,CM-VED),以某型引信振动高加速步进试验为例验证所提方法的有效性。研究结果表明:获得的振动高加速试验剖面较标准固步法破坏极限激发精度提高60%,在保证高激发精度的基础上时间较均分法缩短33.33%;所提CM-VED可为建立激励-损伤对应关系提供理论依据;所提基于反馈近似损伤的振动加速激励设计方法可在保证激发精度的前提下降低试验成本,为机电产品振动高加速试验剖面设计提供技术支撑。

摘要：为适应制导弹药在地面试验及飞行试验等多种试验环境下多次实验,分区存储,多通道数据记录需求;提出多分区多通道记录仪设计。该记录仪以NAND FLASH作为存储器,通过设计存储器记录状态检测算法,使数据录入记录仪时可依照当前记录状态及较于上次擦除后的记录次数,实现在对应存储区域下的分区数据存储;以基于ARM架构Cortex-M7内核的微控制器作为主控,通过利用双口缓存实现数据由缓存转写入的功能,并配合合理的中断操作实现多通道模量、数字量采集。在提升了弹载数据记录仪存储器的存储空间利用率的同时,提升了记录仪在多种弹载试验环境下的试验测试效率。地面试验及飞行试验验证与分析结果表明,该记录仪可按需实现对8通道模拟量、5通道数字量信号的分区可靠记录,可为其他弹载记录环境的记录仪设计提供思路。

摘要：外能源转管武器通过电机驱动实现自动循环,高冲击载荷下电机的动态性能直接决定武器装备的技战术指标。通过分析外能源转管武器工作特性,结合其短时-间歇制的工作特点,采用高电负荷开展专用型电机设计。在不同电负荷下建立永磁同步电机电磁仿真模型,对比分析电机的功率密度及温升情况,并以降低电机转矩波动为优化目标,对高电负荷下电机结构进行优化设计。结果表明:在满足武器作战指标参数和温升条件下,高电负荷电机相较于常规电负荷电机,质量降低了28.85%,功率密度提升了28.78%;结构优化前后高电负荷电机的转矩波动降低了2.21%。研究表明鉴于转管武器短时-间歇制的工作特点,在满足性能指标前提下,提高电负荷有利于实现武器系统的小型化设计。

摘要：为解决含能材料性能测试实验存在的高危险性、高成本、难管理、无法批量实验等问题,设计出一套3D虚拟仿真实验系统方案。采用3ds max软件对实验设备进行几何建模,介绍了建模方法和模型优化技巧。以Unity3D为引擎,仿真实验中采用交互技术,包括相机交互、鼠标交互、动画交互、音视频交互、交互同步技术等;软件界面设计、特效设计(粒子特效和物理特效)、灯光和相机设计的技巧和方法,完成对含能材料性能测试虚拟仿真实验系统的开发。既满足了高校相关专业的课程教学需求,又能为其他虚拟现实系统的开发提供借鉴。

摘要：相比于传统的电子战测频接收机,数字化接收机对信号的检测过程集中在数字信号层面,具有较高的系统集成度,得益于在多路同时到达信号检测方面展现出的巨大优势,因而受到广泛关注。为提升己方雷达在战场上的生存能力,有效对抗敌方宽带数字化接收机的侦察,文中以典型的单比特数字接收机为研究对象,通过分析测频原理,以信号处理过程中单比特采样导致的多信号检测局限性为出发点,设计了基于信号幅度调制的OFDM-MIMO宽带低截获雷达信号。仿真及实验结果表明,所设计的雷达信号具有较高的复杂度,可有效对抗基于信号频谱峰值进行频率检测的单比特接收机侦察,单比特接收机对所设计信号的截获概率仅为20%,证明该信号具有较好的低截获特性。

摘要：针对导弹姿控系统的动态响应稳定性问题,设计了一种基于遗传算法的线性二次型控制器。在线性定常系统中设计一种最优线性二次型控制器,使用遗传算法对控制器的权重矩阵进行优化和解算,并对设计的线性二次型控制器进行仿真验证。仿真结果表明,相较于没有线性二次型控制器的三阶系统,该设计可将三阶姿控系统的上升时间提高至0.3 s,峰值时间缩短为1.3 s,超调量降低至10%;此外,与传统的线性二次型控制器相比,结合遗传算法优化的线性二次型控制器可将三阶姿控系统的响应时间缩短2 s,超调量降低至5%,能够有效提升导弹姿控回路稳定性能,缩短系统响应时间。

摘要：电磁线圈发射的出口速度及发射效率会受到发射系统结构参数和电路参数等关键参数的影响。为获得更高的出口速度和发射效率,根据电路原理和动力学原理建立电磁线圈垂直发射模型,并利用有限元仿真软件Ansoft Maxwell进行动态仿真。利用均匀设计试验法安排数次试验,研究了5级线圈发射系统的触发位置等关键参数对发射效率的影响。对仿真结果进行逐步回归分析,提出利用模拟退火算法对触发位置进行优化的方法,得到最佳触发控制策略。对所得触发位置进行仿真,发射效率达到56.27%,验证了所提优化方法的有效性,为大质量发射技术的优化提供参考。