平面飞片动态高压装置的一维差分计算

本文讨论了炸药接触爆轰推动金属飞片,与多层材料组成的靶板高速碰撞,获得高压的一维差分数值计算方法,并对中国科学院物理所设计的爆炸法合成金刚石装置作了细致计算。此外,本文还给出了用D=C_0+S_0u及Gruneison状态方程导出的冲击波压力及冲击波恒压的时间宽度等计算公式,它们被用来直接计算平面飞片增压装置中的有关参量。     

空间飞网地面碰撞试验与仿真

设计了空间飞网地面碰撞试验系统,并将碰撞试验结果与有限元仿真结果进行比较分析,对碰撞过程中的碰撞力和绳段内力进行分析。研究表明:试验结果与仿真结果吻合较好,这验证了仿真模型的有效性;飞网碰撞目标后产生的约束张力有利于收拢包裹目标;飞网的柔性特征可有效缓解碰撞效应,但碰撞区域绳段易产生断裂破坏。     

管-板焊接参数和结合区压力场测量

本文介绍管—管板爆炸焊接动态参数和结合区压力场的测量技术和结果。实验中,用斜电阻丝方法测量动态焊接参数:碰撞速度V_p、碰撞点速度V_c、碰撞角β;用锰铜压力量计测量结合区中基板一侧的压力场P(乙);用电探针方法测量爆速V_D。这三种测试方法可在实验中同时使用。     

平面飞片在接触爆炸推动下的运动规律

本文利用流体——弹塑性体一维流动的差分数值计算方法,对爆炸产物绝热指数K=2·5,3·0,3·5,M_1/M_2=1,3,6,10共12个模型作了计算。导出了K=3时,飞片终速度u_(max)、炸药能量利用率以及飞片速度达到0.9u_(max)时飞片的飞程等计算公式。差分解和公式解的两种结果符合得比较好。     

基于Hill方程的编队卫星群运动分析与轨道设计

从Hill方程出发 ,研究了绕飞轨道的性质及编队卫星群的轨道设计方法。从三方面对绕飞轨道进行了描述 :坐标平面投影 ,与坐标平面的夹角 ,绕飞轨道根数。编队卫星群的轨道设计分两步进行 :先求基本环绕卫星的轨道根数 ;再求其它环绕卫星的轨道根数。仿真结果表明 ,此方法适用于编队飞行的初步设计     

磁探针位置及角度偏移对电磁发射过程测试的影响

简化电磁发射装置中的导轨和电枢为线电流下的直导体,建立发射装置的物理模型。利用毕奥-萨伐尔定律和感应电动势原理,推导出磁探针线圈中心放置点的磁感强度。假设线圈范围内的磁场为均匀磁场,计算得到磁探针线圈产生的电动势。以此设计测量所用的磁探针,并和测试数据对比验证模型的正确性。在多次试验中发现,发射过程中装置振动导致磁探针距离变化和角度偏转问题。测量并分析三组单次发射中的故障测试状态。仿真和实验数据表明:小范围距离变化没有使磁探针的测试性能失效,但角度偏移对下一步的速度拟合带来误差干扰,且随着角度增大拟合速度逐步减小。     

基于循环追踪算法的编队航天器交会控制

采用循环追踪算法解决编队航天器交会控制问题。建立并推导了线性循环追踪算法和非线性循环追踪算法数学模型,提出了绕飞平面采用循环追踪控制,绕飞平面法向采用比例微分进行振动抑制的编队交会控制律。基于脉冲推力方式,对绕飞平面分别采用线性和非线性循环追踪的三航天器编队交会控制问题进行了仿真分析。仿真结果表明,提出的基于循环追踪的控制方式可满足编队航天器交会控制要求,航天器按顺时针运行轨迹交会于初始位置决定的参考中心,三航天器间相对距离、相对运动速度变化趋势基本一致,速度增量消耗较小,为航天器编队构形控制研究提供有益参考。     

基于灰色理论的飞片冲击起爆参数优化设计

针对飞片冲击起爆钝感炸药的参数选择问题,提出了一种基于灰色理论的参数优化方法.利用正交法设计模拟方案,采用大型非线性数值模拟软件进行了不同参数组合下的冲击起爆计算.运用灰色理论中的关联度分析方法,获得了飞片直径、厚度、加速距离与飞片冲击输入能量的关联度系数和关联度,以被发炸药在起爆过程受到的飞片冲击能量为优化目标,确定...     

基于探针的Web服务运行时监控方法研究

为了实时、准确地获取工作流服务及其构件服务的运行状态,提出了一种基于探针的Web服务运行时监测方法。该方法采用面向方面编程(AOP)技术对Web服务进行监测探针插入,以捕获Web服务运行过程中的异常事件和服务质量(QoS)属性相关数据,进而实现对Web服务运行状态的实时监测;针对异常、响应时间、可靠性以及可用性的监测需求分别设计和实现基于AOP的监测探针;在此基础上,基于开放服务网关协议(OSGI)框架设计实现了一个Web服务运行时监测与可视分析原型系统,并通过实验验证了方法的有效性和系统的可用性。     

制导精度对弹道导弹动能拦截效果的影响分析

本文首先从碰撞几何关系角度建立了直接碰撞毁伤来袭弹头内所有子弹头的碰撞毁伤模型,并得出了碰撞弹坑需求;其次从碰撞能量角度建立了直接碰撞产生的动能与对弹头造成侵彻弹坑的关系。通过仿真计算,得到了碰撞精度与弹目交汇速度、KKV的质量和体积之间的关系,可为KKV的设计提供参考。     

炸药装药在压剪加载下的起爆特点

进行了两类压剪加载实验：（１）利用石英的平面正碰撞产生压剪加载的实验,采用电磁质速法测试装药试件内部不同质点的运动情况,分析炸药装药中发生化学反应的可能性;（２）在压剪炮上采用平行倾斜碰撞产生压剪加载的实验,观测炸药装药爆炸的可能性。由实验可以看出：在亚爆轰状态的压缩加载应力条件下,剪切的联合作用对炸药的起爆起到敏化作用,适当比例的压剪加载造成更加敏感的炸药起爆响应。文中给出了起爆响应规律和响应机制的实验分析。     

基于 Taylor 展开的自由拉氏方法

导出了基于泰勒展开的自由拉氏方法 (简称为BTE方法 ) ,编制了一维程序 ,对激波管和飞片撞靶两个问题进行了数值模拟 ,所得结果与传统拉氏差分方法的结果一致。     

DIP引脚应变分析

为了研究双列直插式元件在振动冲击环境下的可靠性,首先通过建立其物理模型,利用莫尔积分方法对引脚的变形进行分析,可以得到引脚任意位置的变形量;而后建立元件的实体模型,利用有限元方法对其应力应变进行仿真分析,结果表明在外载荷作用下,引脚是元件的薄弱环节,尤其在引脚与其他部位连接位置处易出现应力集中使其应变量较大,导致可靠性降低;最后进行振动冲击环境下的应变测量试验,在30 g的冲击载荷下,引脚的最大变形量可达66.47×10-6,在50 g的冲击载荷下,引脚的最大变形量可达173.95×10-6,在扫频过程中,当激振频率为146.48 Hz时,引脚的变形量最大。     

基于Matlab仿真的当前统计模型的参数校正

当前统计模型能真实地反映目标机动范围和强度的变化,是目前较好的实用模型。大量实验表明该算法在跟踪机动目标时具有良好的跟踪结果。然而实验中也发现该算法在跟踪具有加速度的目标机动情况时,其速度与加速度估计的动态时延明显位置误差较大,因此不能很好地实时反映目标的机动情况。因此需要进行新的调整参数的设定与比较,使其克服以上的缺点,文章借鉴强跟踪滤波器,在滤波器状态预测协方差矩阵中引入了加权因子并利用M atlab仿真技术,针对当前统计模型中对动态时延影响比较大的几个重要参数,进行了仿真对比和调整。跟踪结果表明:动态时延明显减小,位置误差大幅下降,达到了比较理想的跟踪效果。     

An investigation on anti-impact and penetration performance of basalt fiber composites with different weave and lay-up modes

The woven basalt fiber composites (WBFC) and the unidirectional [0°/90°/45°/-45°]_s basalt fiber composites (UBFC) were prepared by hot-pressing. Three-point bending test, low velocity impact test, and ballistic test were performed to the prepared composites. After the tests, the specimens were recovered and analyzed for micromorphology. Three-point bending tests show that both the bending strength and stiffness of the WBFC surpass those of the UBFC. Low velocity impact test results show that the low velocity impact resistance to hemispherical impactor of the UBFC is higher than that of the WBFC, but the low velocity impact resistance to sharp impactor of the UBFC is lower than that of the WBFC. For the ballistic test, it can be found that the ballistic property of the UBFC is higher than that of the WBFC. After the tests, microscopic analysis of the specimens was applied, and their failure mechanism was discussed. The main failure modes of the UBFC are delamination and fibers breakage under the above loading conditions while the main failure mode of the WBFC is fibers breakage. Although delamination damage can be found in the WBFC under the above loading conditions, the degree of delamination is far less than that of the UBFC.     

材料压剪加载的实验测试

利用Ｙ—切石英晶体的各向异性动态响应材料特性,实现对粘接在石英晶体后表面的材料试件的一维平面复合压缩剪切加载。用电磁质速法测试试件中不同位置上的质点在压剪加载下的运动情况。从处于粘接界面上的量计所测纵向质速史和横向质速史,可以看到压剪波传入试件中的清晰的两波（ＱＬ波,ＱＴ波）结构,与理论估计基本相符;其它位置上量计的测试曲线亦反映了材料对压剪波传播的动态响应特点,可以看到剪切波的衰减规律。     

旋成体射弹倾斜入水运动仿真

为了研究运动参数和弹头外形对弹体斜入水过程的影响规律,采用气液两相流体积分数和水汽空化模型,通过嵌套网格实现刚体三自由度运动学和动力学耦合,模拟了弹体以80～100 m/s速度倾斜入水开空泡阶段的运动过程。经文献实验验证,入水弹体速度与位移的误差为0～6%和-8%～0,转动角度误差为-6%～0。通过对入水速度和入水角度的多工况模拟研究,发现入水速度增大,弹体轴向冲击载荷增大,最大载荷与速度的平方呈线性关系,弹体速度非线性衰减率大;入水角增大,弹体转动角速率减小,运动稳定性强,速度衰减率不受入水角影响。与圆锥头部弹体相比,采用头部阶梯状修型后的弹体的平均速度衰减率、转动角速率和最大轴向冲击载荷分别降低到66.7%、40%和77.2%,显著提高了运动稳定性。     

航空轮胎用橡胶弹性体Mullins效应动态加载方法

航空轮胎用橡胶弹性体在服役过程中遭受严苛的动态循环工况。为了研究弹性体在此工况下的力学响应特征和损伤机理,提出基于应力波作用的Mullins效应动态加载实验方法。根据应力波传导与作用特征,采用Hopkinson压杆加载思路,设计和配置了各单元尺寸参数,进而搭建可用于橡胶弹性体材料动态循环加载的实验系统,并开展了航空轮胎用丁苯橡胶的动态循环加载试验。基于试验信号分析发现：加载系统实现了弹性体材料Mullins效应动态应变递增的试验加载。最后开展加载测试参数的影响因素分析,结果表明通过优化系统各单元可实现Mullins效应的动态加、卸载参数的控制。     

A bayesian optimisation methodology for the inverse derivation of viscoplasticity model constants in high strain-rate simulations

We present an inverse methodology for deriving viscoplasticity constitutive model parameters for use in explicit finite element simulations of dynamic processes using functional experiments, i.e., those which provide value beyond that of constitutive model development. The developed methodology utilises Bayesian optimisation to minimise the error between experimental measurements and numerical simulations performed in LS-DYNA. We demonstrate the optimisation methodology using high hardness armour steels across three types of experiments that induce a wide range of loading conditions: ballistic penetration, rod-on-anvil, and near-field blast deformation. By utilising such a broad range of conditions for the optimisation, the resulting constitutive model parameters are generalised, i.e., applicable across the range of loading conditions encompassed the by those experiments (e.g., stress states, plastic strain magnitudes, strain rates, etc.). Model constants identified using this methodology are demonstrated to provide a generalisable model with superior predictive accuracy than those derived from conventional mechanical characterisation experiments or optimised from a single experimental condition.     

Microcrack- and microvoid-related impact damage and ignition responses for HMX-based polymer-bonded explosives at high temperature

Investigating the damage and ignition behaviors of polymer-bonded explosive (PBX) under a coupled impact and high-temperature loading condition is required for the safe use of charged PBXs. An improved combined microcrack and microvoid model (CMM) was developed for better describing the thermal effects of deformation, damage, and ignition responses of PBXs. The main features of the model under typical dynamic loadings (i.e. uniaxial tension and compression, and lateral confinement) at different initial temperature were first studied. And then the effects of temperature on impact-shear sensitivity of HMX-based PBXs were investigated. The results showed that the ignition threshold velocity of shear-crack hotspots exhibits an increase from 260 to 270 to 315–325 m/s when initial temperature increases from 301 to 348 K; and then the threshold velocity decreases to 290–300 m/s with the initial temperature continually increasing to 378 K. The predicted ignition threshold velocity level of the explosives under coupled impact and high temperature loading conditions were consistent with the experimental data.