基于Powell法的GNSS卫星轨道拟合算法

针对GNSS导航信号模拟源中卫星轨道计算的高精度实时性要求,提出了一种基于Powell最优化理论的卫星轨道拟合算法。该算法将有限点卫星位置拟合问题转化为无约束极小值问题,使用最优化理论求解卫星轨道模型参数,从而可以方便计算任意时刻的卫星速度、加速度等高阶量。算例结果表明计算卫星星历时,位置误差小于1×10-4m,速度误差小于1×10-6m/s,计算量为广播星历直接计算的1/3;计算精密星历时,位置精度在2cm左右,拟合精度较拉格朗日插值算法提高了大约1倍。通过实际应用,充分验证了算法的有效性。     

基于步进应力加速老化和改进Arrhenius模型的橡胶贮存寿命预测

为准确、快速地预测橡胶的贮存寿命,在步进高温应力加速老化试验的基础上,对不同加速温度下的加速系数进行计算,获得加速因子和绝对温度倒数的曲线,发现橡胶老化过程表现出非Arrhenius特性。针对非Arrhenius特性,引入幂指数因子,采用一种改进的Arrhenius模型对加速系数进行拟合。由对数反应速率与绝对温度倒数曲线的斜率,计算了改进Arrhenius模型在不同温度下的等效线性活化能,结果表明低温下活化能减小。建立低温下的老化寿命模型,对胶料在10℃,20℃和30℃下的老化寿命进行评估。评估结果表明,该模型可为相关高分子材料腐蚀过程中呈现的非Arrhenius特性的分析及寿命预测提供参考。     

考虑扰动引力影响的弹道助推段误差传播解析计算方法

针对地球扰动引力对弹道导弹惯性导航精度影响日益突出这一问题,研究了沿弹道扰动引力的多项式拟合方法,并基于线性系统理论和弹道摄动思想推导了用于求解扰动引力对弹道助推段状态影响的完整解析表达式。同时考虑扰动引力影响与导弹视加速度之间的耦合特性,将扰动引力引起的视加速度偏差视为扰动引力影响的附加补偿项,并进行迭代修正。仿真结果表明:扰动引力拟合残差小于3×10~(-7)m/s~2,考虑耦合项修正的弹道误差传播解析模型计算残差减小为原有方法的1/3,计算时间仅为直接采用弹道积分求差法的1/10。     

高应变率下GH4720Li合金热压缩性能研究

为了研究镍基高温合金GH4720Li在高应变率下的动态力学性能,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)对材料进行了温度范围为20～1 000℃,应变率为10～5 000 s^-1的单轴热压缩试验,获得了不同温度不同应变率下材料的应力应变曲线。结果表明：在相同的试验温度条件下,GH4720Li合金在高、低2种应变率条件下表现出了不同的动态力学性能。在低应变率(10 s^-1)条件下,GH4720Li合金的应力值随着温度的升高而降低;在高应变率(1 000 s^-1,5 000 s^-1)条件下,GH4720Li合金的应力值在特定温度(400～800℃)随着温度的升高而升高。结合已获得的试验数据,通过数值拟合的方法对原始Johnson-Cook(J-C)本构方程进行了修正,以满足GH4720Li合金在高应变率下应力的变化规律。通过线性相关系数和平均误差对修正的J-C本构方程精度进行了验证。结果显示：修正的J-C本构方程与试验数据吻合良好,可以大幅度提高J-C本构方程对GH4720Li合金在大应变率范围下的拟合精度。     

供油挂车泵机油温度变化规律实验研究

通过实验研究了100 mm野战输油管线供油挂车泵运行时及停运后机油温度随时间的变化规律。采用数据拟合、回归分析等数学方法,分别研究了供油挂车泵空载和带负荷两种情况下机油温度的变化规律;针对供油挂车泵各种工作状态,分析了影响机油温度变化的主要因素,建立了温度变化数学模型。研究结果为100 mm和150 mm野战输油管线供、输油挂车泵机组模拟器的研制提供了一定参考。     

基于折射率和温度回归分析的HFC水分含量测量方法研究

针对目前使用传统电量法测量水-乙二醇抗燃液压液(HFC)中水分含量时存在耗时长,需要消耗大量试剂,且一般只适合实验室使用等不足,研究了一种HFC水分含量测量的新方法。该方法首先通过实验和回归分析建立了水分含量、折射率、温度三者之间的关系模型;然后,根据该模型通过测量折射率和温度换算得到水分含量;最后,利用实验验证了该测量方法的有效性和准确性。该方法为研制现场式或在线式HFC水分含量仪器提供了理论依据。     

复合材料单面胶接修复含中心裂纹铝合金板的疲劳特性分析

利用ANSYS有限元分析软件,建立了复合材料单面胶接修复铝合金裂纹板的裂纹长度参数化的有限元模型,分析了修复结构的裂纹尖端应力强度因子及其变化幅值的规律;与试验测试结果相结合,得到了描述修复结构疲劳特性的Paris公式材料常数;碳纤维、玻璃纤维复合材料胶接修复铝合金裂纹板的材料常数C、m分别为6.76×10-10、2.27和7.89×10-10、2.33。     

激光熔覆搭接过程残余应力应变的有限元计算

激光熔覆过程中产生的残余应力与应变对熔覆层的裂纹开裂倾向有重要影响。利用有限元法对激光多道搭接过程熔覆层的残余应力和应变进行计算,计算过程中主要考虑瞬时温度变化引起的热应力、σ-ε曲线、有限元网格、力学边界条件4个方面。热应力主要在温度场计算结果的基础上求得;σ-ε曲线采用的是线性强化材料的弹塑性曲线;有限元网格主要采用分区划分的形式进行。通过计算,得到了搭接后的熔覆层上关键点的残余应力和应变分别为1 400 MPa和2.2×10^-2。结果表明：搭接熔覆层交界处的点产生焊趾裂纹的倾向最大,第1道熔覆顶点处产生横向裂纹的倾向次之。     

TiZrNbVAl高熵合金弹体侵彻双层钢板可行性研究

为了验证TiZrNbVAl高熵合金弹体的可行性,开展了材料力学性能及弹体侵靶试验研究。对TiZrNbVAl高熵合金在应变率分别为10^-3s^-1、1 000 s^-1、3 000 s^-1和室温分别为、200℃、300℃条件下的力学性能进行了试验研究,获得了TiZrNbVAl高熵合金的准静态和动态力学性能,并对其冲击韧性、应变率效应及温度效应进行了分析,结果表明：TiZrNbVAl强度较好,抗冲击性能优异,在高温和动态加载条件下具有温度软化效应和应变率强化效应,并根据试验数据拟合得到了TiZrNbVAl高熵合金的Johnson-Cook模型参数。设计并开展了125 mm火炮侵靶验证试验,TiZrNbVAl弹体以786 m/s速度穿透2层Q345钢板,头部侵蚀较为严重,但主体结构完整,验证了TiZrNbVAl高熵合金用于侵彻战斗部壳体的可行性。采用数值仿真模型对侵彻过程进行了模拟,弹体头部侵蚀仿真结果与试验结果较为吻合,验证了材料模型和数值仿真模型可靠性。研究结论和成果可为高熵合金侵彻弹体设计提供思路和依据...     

Fenton法对垃圾渗滤液生化活性影响研究

采用Fenton法对垃圾渗滤液进行氧化预处理,研究了垃圾渗滤液的初始pH、药剂投加量、药剂投加比例和反应时间对有机物去除效果和生化性能的影响,得到Fenton法提高垃圾渗滤液生化反应效率的最佳工艺条件为:初始pH=3.0,n(Fe~(2+))/n(H_2O_2)=1/4,H_2O_2投加量为8~9mL/L,反应时间1~2h,低速搅拌。经实验表明:采用最佳工艺处理垃圾渗滤液后,垃圾渗滤液COD为6 600mg/L,COD去除率达到60.8%,生物处理反应负荷降低;BOD5/COD值增大到了0.42,垃圾渗滤液的生化反应活性得以增强,为后续的生物处理提供了良好的反应条件。     

户式集中空调在民用住宅中的应用及发展

简单介绍户式集中空调系统的由来,分析了制冷剂系统、风机盘管加新风系统、全空气系统3种类型的优缺点。结合工程实例,总结出全空气系统舒适、节能、低成本的特点。对户式集中空调的发展及其普及要解决的问题提出了自己的见解,最后指出其有着广阔的前景。     

石河子气温变化趋势特点的奇异谱分析

本文采用1961—2001年石河子地区的气象资料,利用奇异谱分析的方法,分析了40a来气温变化,结果表明,石河子的气温变化具有4个明显的变化周期,分别为33—34年,11—12年,8—9年,3—4年;利用噪声驱动阻尼振子模型对得到的时间周期做了初步的分析,并利用拟合函数集对石河子气温给出了对应的函数变化关系。利用该方法可以对气温的变化特征有一个明晰的物理理解,也可以为将来的气温变化趋势的预测给出一定的借鉴作用。     

一种高能点火药吸湿性的研究

在特定恒湿恒温条件下对5个药剂样品进行吸湿试验。由试验结果可以看出,该高能点火药的吸湿与硝酸钾、炭粉和药剂密度有很大关系,同时由于镁粉、铝粉等活泼金属的加入,增强了药剂的吸湿性,从而使药剂在吸湿试验干燥后其剩余增加量较大。     

高超声速飞行器边界层外缘参数仿真分析

以高超声速飞行器为研究对象,构建快速准确计算高超声速飞行器无黏边界层外缘参数的计算方法。拟合空气比热、比热比随温度变化曲线,建立空气属性温度划分准则。基于不同空气属性建立高超声速飞行器边界层外缘参数工程与数值计算模型,采用钝双锥模型,对比分析工程估算、无黏数值及有黏数值计算方法的计算结果。结果表明,0°攻角状态下,基于无黏流场的数值计算与工程估算和有黏数值计算的压强最大差值分别为1.19%和2.39%;10°攻角状态下,最大差值分别为5%和50%;从而证明所提出的无黏数值计算方法明显优于工程计算方法,为进一步快速准确计算高超声速飞行器气动热环境奠定了重要基础。     

Damage modeling of ballistic penetration and impact behavior of concrete panel under low and high velocities

This work presents a numerical simulation of ballistic penetration and high velocity impact behavior of plain and reinforced concrete panels. This paper is divided into two parts. The first part consists of numerical modeling of reinforced concrete panel penetrated with a spherical projectile using concrete damage plasticity (CDP) model, while the second part focuses on the comparison of CDP model and Johnson-Holmquist-2 (JH-2) damage model and their ability to describe the behavior of concrete panel under impact loads. The first and second concrete panels have dimensions of 1500 mm × 1500 mm × 150 mm and 675 mm × 675 mm × 200 mm, respectively, and are meshed using 8-node hexahedron solid elements. The impact object used in the first part is a spherical projectile of 150 mm diameter, while in the second part steel projectile of a length of 152 mm is modeled as rigid element. Failure and scabbing characteristics are studied in the first part. In the second part, the com-parison results are presented as damage contours, kinetic energy of projectile and internal energy of the concrete. The results revealed a severe fracture of the panel and high kinetic energy of the projectile using CDP model comparing to the JH-2 model. In addition, the internal energy of concrete using CDP model was found to be less comparing to the JH-2 model.     

焓法模型求解相变传热问题有效性分析

首先探讨了伴有相变过程的瞬态热传导问题所具有的非线性特征.采用将分区域求解问题化为整个区域的非线性问题处理的思路,在整个区域建立统一能量方程的焓法模型求解该类传热问题.在此基础上建立了轻质相变墙体房间空气热平衡模型.采用有限差分方法对模型进行离散,并编程求解.通过与前期所建立的轻质相变墙体实验间的测试数据进行比对,结果...     

结合全局与局部信息的主动轮廓分割模型

针对传统的基于区域的主动轮廓模型在分割灰度不均匀图像和噪声图像存在效果不佳的问题,提出结合全局项与局部项的主动轮廓分割模型。全局项由CV(Chan-Vese)模型的保真项构成,局部项的构建考虑局部区域信息的同时引入反映图像灰度特性的局部熵信息。依据图像灰度的特点,选择合理的全局项和局部项参数,并加入正则项保证曲线在演化过程中保持平滑,保障分割结果的可靠性。通过变分水平集方法最小化能量泛函,依据梯度下降流迭代更新水平集,完成曲线演化。采用模拟图像和实际图像进行实验分析,结果表明,所提出的结合全局项和局部项的主动轮廓模型可以高效地分割噪声严重以及灰度分布不均匀的图像。     

Research on fuze microswitch based on corona discharge effect

Abnormal voltages such as electrostatic, constant current, and strong electromagnetic signals can erro-neously trigger operation of MEMS pyrotechnics and control systems in a fuze, which may result in casualties. This study designs a solid-state micro-scale switch by combining the corona gas discharge theory of asymmetric electric fields and Peek's Law. The MEMS switch can be transferred from "off" to"on" through the gas breakdown between the corona electrodes. In the model, one of the two electrodes is spherical and the other flat, so a non-uniform electric field is formed around the electrodes. The theoretical work is as follows. First, the relation among the radius of curvature of the spherical electrode, the discharge gap, and the air breakdown voltage is obtained; to meet the low voltage (30-60 V) required to drive the MEMS switch, the radius of curvature of the spherical electrode needs to be 10-50 μm and the discharge gap between the two electrodes needs to be 9-11 μm. Second, the optimal ratio ε is introduced to parameterize the model. Finally, the corona discharge structural parameters are determined by comparing the theoretical and electric field simulation results. The switch is then fabricated via MEMS processing. A hardware test platform is built and the performing chip tested. It is found that when the electrode gap is 9 μm, the electrostatic voltage is at least 37.3 V, with an error of 2.6% between the actual and theoretical air breakdown voltages. When the electrode gap is 11 μm, the electrostatic voltage is at least 42.3 V, with an error of 10.5% between the actual and theoretical air breakdown voltages. Both cases meet the design requirements.     

新型背腔式对数周期缝隙天线阵列设计

介绍了一种新型背腔式对数周期缝隙天线单元,对其各参数特性进行了分析,并采用这种新型天线单元设计了9×7天线阵列。通过HFSS13进行天线阵列的设计。仿真结果表明,该天线阵列在1.5 GHz~6 GHz的工作带宽内,驻波比小于3,回波损耗小于-10 d B,天线阵列最大增益为29.6 d Bi,在整个工作带宽内,增益均大于20 d Bi。具有良好的定向辐射能力,可用于UWB雷达、探测等领域。