复杂火工系统可靠性预计方法及软件研究

目的 解决在进行复杂系统的可靠性建模以及预计时,计算效率低、容易出错的问题。方法 开展基于GO(Goal Oriented)法的复杂火工系统可靠性预计方法研究。建立不同种类火工组件的可靠性模型和算法,结合火工系统的GO图模型,对系统的可靠性进行预计以及定量分析。依据建立的可靠性模型以及算法,开发一套火工系统可靠性建模以及预计的软件,运用该软件对典型座椅弹射火工系统的可靠性进行预计,并且将软件计算结果与蒙特卡洛仿真方法得到的结果进行比较。结果 软件计算结果与蒙特卡洛仿真方法所得结果的最大相对误差不超过0.004 8%。结论 基于GO法的复杂火工系统可靠性预计方法是合理可行的,而且运用GO法开发的软件可以提高可靠性预计的计算效率,同时也为后续的 GO 图分析计算提供了技术支持。     

基于热网络模型的导弹贮存温度预计方法

目的提供一种预计空空导弹的外场贮存温度的方法,以确定空空导弹的环境适应性要求。方法基于热网络模型,预计不同环境条件下导弹的贮存温度与日高温极值。考虑各种环境因素对导弹热环境的综合影响,建立导弹内外各节点的能量守恒方程。将实测数据代入方程,利用最小二乘法拟合方程系数建立预计模型,将实测结果与模型的预计结果进行对比以验证模型的准确性。结果热网络模型预计的温度结果和实测结果较为吻合,95%置信度下实测数据与预计的日高温极值误差均值为0.3℃。结论该方法对舱内温度的预计结果较好,可用以确定空空导弹的环境适应性要求。     

微环境温湿度检测装置的研制

目的研制一种包装容器微环境温湿度测试和记录装置,实现对包装容器微环境温度和湿度试验数据的检测。方法基于RS485通讯接口的微环境数据采集与记录装置,将装置分为硬件和软件两个部分,硬件主要包含人机界面、存储器、传感器、RS485Hub和电源五个部分,软件包括数据采集与处理程序和可视化界面两个部分,从而实现对微环境温湿度试验数据的检测和记录。结果利用研制的装置对贮存环境下包装容器样品微环境温湿度进行了一段时间的测试,将测试结果与计量合格的温湿度计的所测结果进行了对比分析。结论研制微环境温湿度测试和记录装置性能稳定,尺寸较小,携带方便,能同时测量32组试验样品的微环境温湿度,具有较高的测量精度和广阔的应用范围。     

基于Elman网络的导引头舱停放温度环境条件预计

目的克服现场温度测试难以短时间内获得高温极值的缺陷,准确制定导弹导引头舱机场停放高温环境条件,提出一种导引头舱内高温预计的方法。方法在导引头舱内温度测试数据基础上,建立基于Elman网络的导引头舱温度预计模型,并与BP网络预计模型、线性网络预计模型进行对比,通过均方误差(MSE)、拟合相对误差(MRE)和最大绝对误差(MAE)等指标评估3种模型的预计能力。结果基于Elman网络的温度预计模型精度比BP网络高出约1℃,比线性网络高出约1.5℃。结论 Elman网络温度预计模型具备准确预计导引头舱内温度的能力,该方法可用于导弹停放温度预计工作,为确定导弹贮存温度环境适应性要求提供参考。     

不同环境下包装容器内温湿度变化试验研究

目的 探究不同环境下密闭容器内微环境的变化规律.方法 通过连续采集室内存放、户外遮盖、户外暴露3个包装容器内外11个监测点的温湿度数据,对比分析不同容器内温度、湿度的分布与变化规律.结果 户外容器日间温度梯度大,昼夜温差高达30℃,温度波动远大于室内容器的1.1℃,篷布遮盖能降低20％的温度波动.容器内相对湿度不受环境湿度影响,但与温度强烈负相关.结论 太阳辐射的热效应对包装容器内温湿度的变化与分布有决定性影响,应加强防护措施.     

火工品温湿度双应力加速寿命试验方法研究

目的 获取火工品温湿度加速系数,建立温湿度双因素加速寿命试验方法。方法 通过设计3种火工品不同温湿度加速条件下的加速寿命试验,定期取样进行性能测试,利用获取的性能数据和选定的温湿度加速模型,计算3种火工品的温湿度加速系数和湿度项反应速率常数,确定温湿度加速模型公式。结果 获取了3种火工品的温湿度加速系数和湿度项模型参数,初步建立了火工品温湿度双因素加速寿命试验方法,并对下一步研究方向进行了展望。结论 建立的火工品温湿度双因素加速寿命试验方法可由高温高湿加速试验时间外推常温常湿贮存时间,适用于自身密封性差或密封失效,且贮存环境湿度大的火工品的寿命预测。     

仿真技术在弹药贮存中的应用

利用仿真技术测定弹药贮存的微环境,根据包装结构和弹药结构对弹药贮存的微环境进行了分析.采用较为简便的数学模型,找出了包装箱和弹药在变化的环境温度下的温度分布和变化规律,然后通过弹药贮存微环境的仿真设计,确定了计算软件的功能模块.使用该软件可计算任一时间弹药及其各包装部位微环境的温度.     

长期立贮固体发动机药柱变形预估方法研究

目的 研究老化与颠振影响下长期立式贮存固体发动机药柱的蠕变特性,基于广义Kelvin模型,构建一种考虑老化和损伤因素的蠕变本构模型。方法 通过开展温度与应力加速蠕变试验、高温加速老化试验以及往复拉伸损伤试验,获得老化与损伤对蠕变的影响规律,建立蠕变预测模型,获取模型参数,并将其嵌入有限元软件。结果 利用所得蠕变本构模型计算了某型发动机立式贮存15 a后药柱蠕变的应力应变,结果表明,考虑老化因素后,发动机药柱的最大等效应力增大了96.84%,最大等效应变减小了4.07%,在同时考虑老化与损伤因素后,最大等效应力增加了82.77%,最大等效应变减小了3.62%。结论 对比不同条件下的仿真结果,老化和损伤对发动机蠕变状态的影响较大。使用该模型能够较好地体现出固体发动机药柱的老化硬化和损伤软化。     

侵彻引信用磁电传感器的输出特性仿真分析

目的 解决侵彻引信用磁电传感器在不同侵彻环境下输出特性难以预知的问题,掌握不同结构参数对传感器输出的影响。方法 基于一种新型磁电传感器的结构原理,提出一种联合仿真研究方法,研究过程分为2部分,一部分是利用ADAMS软件进行磁电传感器惯性系统的力学特性仿真,另一部分是利用COMSOL软件进行传感器机电转换元件的磁电特性仿真,仿真模型的输入是战斗部在穿靶过程中的过载信息。通过磁电传感器在多次冲击加载试验中获取的实测数据,对仿真模型的仿真结果进行验证。改变仿真模型的相关参数,模拟并分析传感器结构对仿真输出特性的影响。结果 仿真穿靶时间的平均绝对误差约为138 μs,穿靶时刻仿真电压值的平均相对误差约为5.9%。在给定力学环境的前提下,侵彻引信用磁电传感器中的线圈与磁铁的相对高度会影响输出信号的正负、幅值以及波峰出现的时间,线圈匝数、线圈与磁铁之间的间隔仅对信号的幅值产生影响。结论 仿真误差在可控范围内,验证了联合仿真模型的正确性与该研究方法的可行性。该仿真模型可以为侵彻引信用磁电传感器的设计提供指导,并为后续进一步验证侵彻引信起爆控制系统的性能工作提供了新的思路。     

热电池失效分析及等效加速贮存试验技术

目的建立基于实测环境载荷的热电池等效加速贮存试验技术,掌握其在环境载荷作用下的性能退化规律。方法在分析热电池组成和所受环境载荷情况的基础上,分析热电池的主要失效模式,设计基于实测环境数据的等效加速贮存试验,开展热电池等效加速贮存试验,分析热电池性能和热图像的变化情况,利用粒子滤波算法对电池剩余电容量进行预测。结果随加速循环次数(时间)的增加,热电池的电容量下降。热图像表明,热电池经过等效加速贮存试验后,其放电过程表面温度要高于初始放电表面温度。粒子滤波算法能够有效模拟电容量的退化过程,电池剩余电容量预测结果与试验结果误差在10%以内。结论等效加速贮存试验得到了热电池的性能退化规律,从而为热电池的贮存试验提供一种解决方案。     

东南沿海地区集装箱内部温-湿度环境条件研究

以东南沿海地区军用物资开展集装箱运输为背景,在福州地区对集装箱内部温度、湿度和大气温度等数据进行测试,对数据进行回归分析后,建立集装箱内部温度模型,预测出该地区集装箱内部最恶劣的温度及湿度范围,为危险军用物资集装箱安全储运提供理论依据.     

军用物资集装箱内部温-湿度环境条件对比分析

以武汉和深圳两个高温地区军用物资开展集装箱运输为背景,分别对两个地区的集装箱内部温湿度变化及大气温度等数据进行测试并对比分析,对武汉地区的数据进行回归分析,建立了集装箱内部温度模型,预测出该地区集装箱内部最恶劣的温度及湿度范围,为危险军用物资集装箱安全储运提供了理论依据。     

高温高湿地区集装箱内部温-湿度环境条件研究

以高温高湿地区军用物资开展集装箱运输为背景,在海口地区对集装箱内部温度、湿度和大气温度等数据进行测试,对数据进行回归分析后,建立集装箱内部温度模型,预测出该地区集装箱内部最恶劣的温度及湿度范围,为危险军用物资集装箱安全储运提供理论依据。     

军用物资集装箱内部低温环境条件研究

以天津和齐齐哈尔两个低温地区军用物资集装箱运输为背景,分别对两个地区的集装箱内部温度变化及大气温度等数据进行测试并对比分析。对齐齐哈尔地区的数据进行回归分析,建立了集装箱内部温度模型,预测出集装箱内部最恶劣的低温极值范围,为危险军用物资集装箱安全储运提供理论依据,并提出了相应的对策及建议。     

基于Arrhenius模型和Peck模型的分段非线性加速模型

目的 解决Arrhenius模型无法估计湿度应力敏感产品和Peck模型试验时间较长的问题。方法 考虑温度应力和湿度应力对产品贮存寿命的综合影响,在产品激活能不变的假设下,将Arrhenius模型对产品激活能的估计和Peck模型对湿度应力参数的估计相结合,建立Arrhenius&Peck分段非线性加速寿命估计模型。基于此模型,在双应力恒加试验条件下,得到产品的寿命估计方程。结果 以弹上电子产品的恒定应力加速贮存试验为例,进行仿真分析,得到产品寿命的估计,并对比产品实际寿命。Arrhenius&Peck模型的寿命误差和失效率误差均控制在5%以内,准确度高于Arrhenius模型和Peck模型。结论 构建的Arrhenius&Peck分段非线性加速寿命模型可以充分利用温度和湿度条件下的试验数据,对温湿敏感产品的寿命估计有较好的应用效果,为导弹产品的寿命估计提供一种可选方法。     

基于灰色关联理论分析水面舰船环境对数字多用表贮存性能的影响

目的评价水面舰船环境中温度、湿度和盐雾环境因素对数字多用表贮存性能影响的敏感性。方法模拟水面舰船舱室环境,开展贮存环境试验,测量数字多用表的性能数据和贮存环境数据。通过灰色关联分析,评估不同环境因素对数字多用表贮存性能影响的敏感性。结果分析了四种模拟舱室环境、两种型号数字多用表的贮存性能受温度、湿度和盐雾环境影响的关联度。结论采用灰色关联理论研究环境因素对数字多用表贮存性能的影响,并对比关联度计算结果发现:温度影响最大,湿度其次,盐雾影响最小。     

高温高湿高盐环境雷达典型部件腐蚀分析

目的研究雷达典型部件长期工作在高温、高湿、高盐雾等环境下腐蚀情况的影响机理。方法提出在该环境下对雷达典型部件多场耦合的仿真计算方法,以计算流体动力学(CFD)软件FLUENT为平台,建立雷达典型部件的有限元模型,对雷达典型部件进行仿真模拟分析。结果得到了雷达典型部件的温度、湿度和盐度分布云图和综合环境腐蚀云图,从腐蚀云图可以看出,部件表面腐蚀程度在0.6 mm以上,腐蚀程度比较严重,仿真结果与实际检测结果较为吻合。从分布云图可知,单一的温度或盐度因素对部件表面的腐蚀情况影响较小,湿度对其影响较为显著。结论验证了仿真计算方法的合理性和正确性,为雷达典型部件的动力学仿真,为其腐蚀现象的进一步研究及预防提供了理论指导。