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当期目录

    2017年, 第51卷, 第9期 刊出日期:2017-09-20 上一期    下一期
    兵器工业
    基于温度的隔膜超弹性本构模型
    王立冬1,魏冉2,徐鹏2,赵科新2,彭雄奇1
    2017,51 (9):  1025-1030.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.001
    摘要 ( 778 )  
    为获得复合材料热隔膜预成型中隔膜的基本力学性能参数,在不同温度下进行了隔膜材料的单向拉伸实验;基于连续介质力学超弹性理论和虚功原理,建立了描述隔膜材料在90℃以下的不同温度及大变形条件下的本构模型,并通过Abaqus软件的材料子程序UHYPER来实现;通过拟合实验数据获得材料模型参数并分析了模型的稳定性;采用有限元法分别对隔膜单向拉伸性能和隔膜覆盖进行模拟.结果表明:仿真结果与实验结果较吻合,从而验证了所提出的隔膜本构模型的准确性.
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     基于响应面法的乘用车消声器声学性能优化
    李明瑞1,邓国勇2,米永振1,郑辉1
    2017,51 (9):  1031-1035. 
    摘要 ( 475 )  
     针对某乘用车车内、外消声器中频段(0.5~1.5kHz)降噪能力较差的问题,利用响应面法对消声器在中频段的传递损失进行优化.首先,采用Latin超立方法对插入管长度、穿孔板位置和穿孔率等设计变量进行采样,采用声学有限元法计算各样本点在中频段的传递损失;然后,利用Kriging模型建立中频段传递损失的响应面模型,并验证其计算精度;最后,利用遗传算法对该响应面模型的计算结果进行优化.结果表明,与优化前消声器在中频段的传递损失(27.05dB)相比,优化后消声器在中频段的传递损失(41.38dB)增加了14.33dB,其消声性能得到了明显改善.
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     车身阻尼材料的布置优化方法
    赵建轩,王增伟,刘钊,朱平
    2017,51 (9):  1036-1042.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.003
    摘要 ( 707 )  
     通过建立车身的声固耦合有限元模型,分析了车身在低频段的声压频响函数,截取了20~200Hz范围内的4个主要峰值频率以分析壁板贡献度;对车身地板的阻尼材料敷设位置进行优化,并以阻尼材料的厚度为设计变量,以阻尼材料的总质量最小为目标,将 Kriging近似建模技术与粒子群算法相结合对车身地板的阻尼材料敷设厚度进行优化,提出了一种基于壁板贡献度的分析方法和基于改进的粒子群优化算法的车内阻尼材料布置优化方法.结果表明,在保证车内峰值声压不增大的情况下,采用所提优化方法能够达到阻尼材料质量降低52.0%的效果,并通过简易车身装置的实验验证了优化方法的有效性.
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     基于新流动沸腾传热关联式的微通道平行流蒸发器数值模型
    马磊,谷波,田镇,李萍
    2017,51 (9):  1043-1049.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.004
    摘要 ( 624 )  
      提出了一种基于新流动沸腾传热关联式的微通道平行流蒸发器数值模型,并与文献中的实验数据进行对比,以验证微通道平行流蒸发器数值模型的正确性.其中,在制冷剂流量为34.6~245.6kg/h,蒸发压力为200~500kPa的条件下,分析了4种流动沸腾传热关联式对所提出的数值模型的影响.结果表明,在所采用的99%的实验数据下,新流动沸腾传热关联式的预测误差在±30%范围内.与此同时,采用所提出的微通道平行流蒸发器数值模型预测微通道平行流蒸发器的制冷量、制冷剂过热度、空气侧和制冷剂侧压降所产生的平均绝对误差分别为1.5%、18.8%、14.2%和19.8%.
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     复杂应力对结构功率流的影响
    杨念,易宏
    2017,51 (9):  1050-1057.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.005
    摘要 ( 687 )  
     基于Kirchhoff平板理论,利用特定阶模态的正交性推导含复杂应力的结构功率流解析式,用于计算含任意分布应力的结构功率流,并通过数值算例验证了所推导的结构功率流解析式的正确性.同时,利用结构功率流解析式分析某焊接平板的复杂应力对结构速度场和内力场以及功率流的影响.结果表明,复杂应力对焊接平板功率流的影响比对其速度场和内力场的影响更大.在实际工程的振动预测及控制中,应考虑应力因素的影响.
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     变刚度条件下隧道掘进机撑靴液压缸的动态特性
    李琳a,余海东a,b,陶建峰a,刘成良a
    2017,51 (9):  1058-1064.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.006
    摘要 ( 626 )  
     全断面岩石隧道掘进机(Tunnel Boring Machine, TBM)的振动将造成其撑靴液压缸损伤,进而影响TBM的掘进.考虑液压缸的结构及其工作过程中的变刚度特性,基于拉格朗日方法建立了TBM撑靴液压缸集中参数动力学模型,分析了活塞杆伸出量、撑靴界面刚度和油液等效刚度等因素对液压缸振动的影响,并分析了TBM工作过程中,撑靴液压缸内部的载荷特性.结果表明:随着活塞杆伸出量的增加,液压缸的固有频率略有下降;随着撑靴界面刚度和导向铜套的等效刚度增加,液压缸的固有频率略有提高;活塞杆密封和油液等效刚度对撑靴液压缸的振动固有频率的影响最明显.通过分析TBM撑靴液压缸的动态特性,可以得到撑靴液压缸的振动载荷规律,为研究液压缸的损伤提供了载荷基础.
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     磁流变液孔口出流数学模型
    胡明,王炅,范一清
    2017,51 (9):  1065-1070.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.007
    摘要 ( 757 )  
     为了计算和调节磁流变液孔口流量,对流场的区域进行剖分和分析,建立了磁流变液孔口出流数学模型.通过数值模拟的方法,对局部阻力系数进行了修正.通过孔口出流实验,验证了数学模型的精确性,并研究了孔口流量的影响因素.结果表明:该数学模型能够较为精准地计算孔口流量,并且在一定条件下通过改变磁流变液黏度、孔长、孔径和外加压强能有效地调节孔口流量.
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     夹芯厚度与真空度对蜂窝夹层隔声特性的影响
    许晖,刘涛,雷烨
    2017,51 (9):  1071-1075.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.008
    摘要 ( 664 )  
     研究了蜂窝夹层结构在不同夹芯厚度和空腔真空度下的隔声特性.就平面声波垂直入射的情况,对蜂窝夹层结构的隔声特性进行了理论分析,并采用有限元软件,对不同夹芯厚度与空腔真空度下的结构隔声特性进行了数值模拟.结果表明:提高蜂窝夹层结构中夹芯厚度与空腔真空度,能够有效改善蜂窝夹层结构在不同频段内的隔声性能,尤其体现在中高频段.在蜂窝夹层用于隔声结构设计与使用过程中,针对不同的噪声频谱需求,采用有限元计算的方法选择蜂窝夹层结构的夹芯厚度与空腔真空度,可以达到所需的隔声要求.研究结果对轻薄隔声结构的设计具有一定的指导意义.
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     管道小缺陷超声检测传感器阵列电路设计
    宋寿鹏,江洲,王治有,倪英杰
    2017,51 (9):  1076-1082.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.009
    摘要 ( 601 )  
     针对现有的管道缺陷超声阵列检测技术发射声能低、小缺陷检出率低以及电路结构复杂的问题,设计了一种8通道阵列收发电路.发射电路采用单片机控制发射电路产生时序和重复频率均可调的8路高压窄脉冲,实现阵列的激发.接收电路采用数控模拟多路复用器,实现接收电路的分时复用.将该阵列电路用于管道试样检测中,能够检测出直径2mm、高3.6mm的平底孔和长×宽×高为10mm×0.5mm×1.5mm的裂纹,测量壁厚的平均误差达到0.51%,且电路稳定可靠.
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     聚合物薄膜表面微结构的粉末热辊压成形工艺
    舒赟翌,彭林法,易培云,来新民
    2017,51 (9):  1083-1089.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.010
    摘要 ( 696 )  
     利用卷对卷热辊压工艺连续、高效和粉末冶金成形技术精度高的优点,提出了一种在聚合物薄膜表面制备微结构粉末的热辊压成形工艺方法,构建了聚合物薄膜表面微结构粉末热辊压成形工艺试验系统并进行了粉末热辊压成形工艺试验,通过单因素试验研究了工艺参数(模具温度、辊压速度和辊压力)对成形质量的影响规律.结果表明,采用模具温度130~145℃,辊压速度0.2~0.8m/min和辊压力250~500N的粉末热辊压成形工艺参数,能够得到聚合物粉末充型完整的微金字塔阵列结构.
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     YBa2Cu3O7δ超导带材非均匀性
    对失超传播特性的影响
    杨平1,盛杰1,王禹程2,李柱永1,金之俭1,洪智勇1
    2017,51 (9):  1090-1096.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.011
    摘要 ( 706 )  
     采用具有点缺陷含铜稳定层、域缺陷不含铜稳定层和域缺陷含铜稳定层的YBa2Cu3O7δ(YBCO) 高温超导带材,在自场温度77K的液氮环境下通过试验研究了YBCO的非均匀性对其失超传播特性的影响规律,分析了非均匀性YBCO的失超传播特性与缺陷临界电流的关系,对比了具有点缺陷与域缺陷含铜稳定层的YBCO的失超传播特性,探讨了含铜稳定层对YBCO失超传播速度的影响,并将试验结果与其模型计算结果进行对比.结果表明:当具有点缺陷含铜稳定层的YBCO带材传输电流低于缺陷临界电流时,YBCO带材能够正常工作而未发生失超;当具有点缺陷含铜稳定层的YBCO带材传输电流高于缺陷临界电流且小于原带材的临界电流时,点缺陷区域发生失超,但其热点未扩散.
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     微网优化控制研究现状及智能化即插即用趋势与策略
    江海啸1,2,郑毅1,李少远1,蔡旭1
    2017,51 (9):  1097-1103.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.012
    摘要 ( 728 )  
     微型电网是在用户侧提高整体能源效率、清洁化程度和智能化程度的重要手段,其优化运行控制是能否有效发挥上述作用的关键.分析了不同微网结构,即直流微网、交流微网和交直流微网在控制优化需求方面的异同及优缺点.重点介绍比对了目前微电网低层控制方法和监督层的能量管理策略.总结了目前微网控制优化的热点问题及发展趋势,并提出了智能化即插即用微网构架在算法和实现方面的解决策略.
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    基于数据驱动的智能电器运行状态监测方法 
    高筱婷,杨东升
    2017,51 (9):  1104-1110. 
    摘要 ( 482 )  
     以满负载条件下频繁操作的交流接触器为研究对象,提出一种基于数据驱动的电器运行状态监测方法.首先,通过试验平台采集交流接触器历史运行数据,得到状态特征参量,并结合小波变换与主成分分析综合评价,对参量数据进行去噪去奇异值等预处理;其次,针对参量数据存在高维、冗余等负面干扰问题,采用核主成分分析方法进行多信息融合,并基于试验数据进行核参数的优选;最后,将融合信息量输入至隐半马尔可夫模型中,实现智能电器运行状态的监测与识别.以CJX28011交流接触器的试验数据为例,验证了所提方法在电器状态监测中的实用性和有效性.
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     利用结构特征的语音压缩感知重建算法
    贾晓立,江晓波,蒋三新,刘佩林
    2017,51 (9):  1111-1116.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.014
    摘要 ( 609 )  
     针对语音信号在变换域中不够稀疏使得压缩感知重建困难的问题,提出了一种利用频域结构特征的重建算法.该算法为单帧语音信号的修正离散余弦变换系数引入幅度和状态2个隐变量,并分别用高斯马尔可夫过程和马尔可夫链对幅度和状态沿频率轴的连续性建模.在此基础上用因子图表示系数及其幅度、状态的联合后验分布,在因子图上用Turbo消息传递迭代求出系数的后验均值,进而重建原始语音信号.与当前几种最新的算法相比,该算法在不同帧长、不同压缩率下均获得更高的重建精度,重建信号在时频图上的能量分布也与原始语音最为接近.可见,利用语音频域系数的连续性,以Turbo消息传递的方式可以在压缩感知中得到较高的重建精度.
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     广义频分复用通信系统抑制干扰技术
    吴虹,刘兵,赵迎新,王冲,张钰婷,唐然,马肖旭,徐锡燕,穆巍炜,刘之洋
    2017,51 (9):  1117-1123.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.015
    摘要 ( 779 )  
      针对采用GFDM(Generalized Frequency Division Multiplex)多载波调制的移动通信系统中,非正交性引起的ICI(Inter Carrier Interference)、OOBE(Out of Band Emission)问题,以及在衰落信道条件下存在的时域、频域选择性衰落问题,提出了根据干扰信号能量预估值来调整原型滤波器参数以降低干扰的方法.在此基础上,采用结合了压缩感知的低复杂度预编码算法,在降低计算复杂度的同时能进一步提高频谱效率.使用Matlab软件搭建模型验证上述方法,仿真结果表明,采用上述降低干扰的方法可以将GFDM系统BER(Bit Error Rate)控制在较低水平.
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     基于改进遗传算法和SinChirplet原子的调频
    雷达信号稀疏分解
    王星,周一鹏,田元荣,陈游,周东青,贺继渊
    2017,51 (9):  1124-1130.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.016
    摘要 ( 785 )  
     为构建合适的时频原子库和信号分解算法,提出一种基于改进遗传算法和SinChirplet原子的调频雷达信号稀疏分解算法.这种新的SinChirplet原子在Chirplet原子的基础上增加正弦调频因子,改善原子时频曲线的弯曲性能,使原子对非线性调频信号具有较强的匹配性能.然后基于原子的匹配特性,改进遗传算法中初始原子种群产生机制,提高了最佳原子搜索速度.理论分析和仿真结果表明,基于改进遗传算法的信号稀疏分解效率高于传统遗传算法和匹配追踪算法.相比现有的3种典型时频原子,SinChirplet原子的匹配性能良好,可以更有效地分解调频雷达信号及其混合信号.
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     基于连续稀疏重构的宽频段欠定波达方向估计
    吴晨曦,张旻,王可人
    2017,51 (9):  1131-1137.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.017
    摘要 ( 607 )  
     针对宽频段欠定波达方向估计问题,提出一种基于连续稀疏重构的波达方向估计方法.首先利用方向波数对互质阵列接收数据进行降维处理,接着对协方差矩阵向量化提高自由度;然后利用方向波数的空间稀疏性建立连续稀疏模型,通过求解相应的凸优化问题及多项式求根得到方向波数的高精度估计;最后结合Capon波束方法的思想实现频率和方向波数的配对.该方法有效避免了传统稀疏重构算法中由于角度域离散化所导致的模型失配对估计性能的影响,提高了估计精度和分辨力,可估计信号个数要大于实际阵元数.理论分析与仿真验证了本方法的正确性与有效性.
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     基于MIMOFNN模型的弹道导弹目标
    时空序贯融合识别方法
    李昌玺1,2,周焰1,林菡3,李灵芝1,郭戈1
    2017,51 (9):  1138.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.018
    摘要 ( 718 )  
     针对传统弹道导弹(BM)目标时空序贯融合识别算法识别效率低、抗噪性能差的缺点,提出了一种基于多输入多输出模糊神经网络(MIMOFNN)模型的BM目标时空序贯融合识别方法.该方法首先根据多层融合的思想,结合神经网络和模糊理论,提出了多传感器多特征MIMOFNN模型;其次,在此基础上,将当前时刻的融合结果与下一时刻的融合结果再融合,得到此时刻时空序贯融合识别结果,并将其与识别门限比较,直到满足识别门限要求,时空序贯融合识别结束,并做出决策;最后通过实验验证了所提模型的有效性和良好的抗噪性.
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     基于协方差拟合旋转不变子空间信号参数
    估计算法的高分辨到达角估计
    冯明月,何明浩,韩俊,郁春来
    2017,51 (9):  1145.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.09.019
    摘要 ( 668 )  
     为进行高分辨到达角(DOA)估计的同时避免稀疏类算法的不足,提出了协方差拟合旋转不变子空间信号参数估计(ESPRIT)算法.首先将协方差拟合准则转换成半正定规划问题,利用凸优化进行求解,得到更接近理论值的信号协方差矩阵;然后对估计的信号协方差矩阵进行特征分解,利用信号子空间和噪声子空间特征值的差异估计信源个数;最后利用子空间旋转不变性反解出未知DOA.仿真实验从DOA估计精度、分辨率等方面验证了该算法的有效性,较传统ESPRIT算法具有更高的DOA估计分辨率并且受相干信源影响小;与稀疏类算法相比,不依赖先验信息以及避免了网格失配问题.
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