单兵信息系统装备可靠性评估方法研究

首先介绍了士兵系统在环境适应性、信息安全、作战适应性、使用寿命等方面的需求,提出了一种可靠性设计方法,可有效解决单兵多模块信息系统可靠性评估问题,大幅提升士兵信息系统的设计效率。同时以典型士兵信息系统为例,进行了士兵结构可靠性、电气可靠性设计。     

腐蚀环境下典型“钛‒铝”复合耳片腐蚀防护性能研究

目的 研究腐蚀环境下典型“钛–铝”复合耳片的腐蚀防护性能。方法 开展典型“钛–铝”双耳两层结构的加速腐蚀环境试验,共10个周期。采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析结构的腐蚀形貌、腐蚀产物,研究“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护性能。结果 在腐蚀环境下,“钛–铝”复合耳片结构中衬套周围异种金属连接部位的电偶腐蚀敏感性高,其他部位防护体系的耐蚀性较好。经过10个周期的加速试验,衬套周围铝合金结构发生较为严重的点蚀,各蚀坑扩展相连,形成较大蚀坑。在第10周期,典型“钛–铝”复合耳片铜衬套周围铝合金蚀坑处出现裂纹扩展,并发生腐蚀疲劳破坏。结论 增强典型“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护措施,加强典型“钛–铝”复合耳片异种金属接触部位的日常维护,能有效提高结构的腐蚀防护能力。     

基于平面压入技术研究焊接接头单轴应力-应变关系

目的 获取异种金属焊接接头母材和热影响区局部拉伸应力-应变关系。方法 对压水堆机组蒸汽发生器接管安全端异种金属焊接接头(20MND 5-INCONEL 52-Z2 CND 18.12控氮)进行研究,通过金相检验和显微硬度测试,研究DMWJ母材、热影响区、焊缝熔合线位置的金相组织和维氏硬度分布。采用等直圆棒拉伸试验获得DMWJ低合金钢(20MND 5)母材的应力-应变关系,采用基于能量等效理论的平面压入技术获得DMWJ低合金钢母材、热影响区和焊缝局部材料应力-应变关系。结果 DMWJ材料组织、力学性能不均匀,等直圆棒拉伸试验得到的低合金钢母材拉伸应力-应变关系与平面压入技术测得结果较为吻合。结论 基于能量等效理论的平面压入技术可精确测得DMWJ低合金钢母材、热影响区和焊缝局部材料应力-应变关系,对压水堆核电站DMWJ在役检测及结构完整性评价具有重要意义。     

聚合反应时间对聚酰亚胺基碳膜结构和性能的影响研究

目的 系统研究前驱体聚合反应时间对PI膜及其碳化、石墨化后薄膜结构和性能的影响规律。方法 通过调整聚合合成聚酰胺酸(PAA)溶液过程中的反应时间,制备石墨膜前驱体聚酰亚胺(PI)原膜,将不同工艺条件下制得的PI膜进行碳化、石墨化处理,得到高导热率石墨膜。利用扫描电镜、红外光谱、拉曼光谱仪和LFA激光闪射仪对制备的PI膜、碳化膜及石墨膜的微观结构和热导率进行检测。结果 随聚合反应时间的延长,PI膜酰亚胺化程度和石墨膜的石墨化程度及导热性能先增高、后降低。反应时间为3 h时,制得的石墨膜结构致密,石墨片层取向性好,导热性能最好,热导率可达765.2 W/(m.K)。结论 PI膜前驱体聚合反应时间显著影响PI膜酰亚胺化的程度和有序度,进而影响石墨膜的定向性和导热性能。     

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。     

毫米波近炸探测器超宽带电磁脉冲防护加固措施研究

目的 研究毫米波引信近炸探测器超宽带(Ultra-wideband,UWB)电磁脉冲防护加固措施,提高引信的电磁防护能力。方法 利用超宽带辐照试验平台,开展辐照试验,通过测试,确定受损探测器的损伤部位,明确辐照效应机理,并提出针对性加固措施。结果 超宽带电磁脉冲可使探测器出现死机或硬损伤的现象,受试探测器的效应场强阈值在50~80 kV/m。死机可在重启后恢复,而硬损伤为不可恢复现象。结论 毫米波引信近炸探测器对超宽带电磁脉冲较为敏感,锁相环回路是探测器的敏感部位。探测器暴露在辐照场下的射频电路和天线窗口是超宽带能量的主要耦合通道。采取改进元器件布局、更换器件和屏蔽线等加固措施后,探测器超宽带的防护能力有较大提升,证明了加固措施的有效性。     

脉冲激光发射模块电磁屏蔽效能仿真分析

目的 提高脉冲激光发射模块的电磁兼容性。方法 基于腔体的电磁屏蔽机理,使用HFSS软件,建立脉冲激光发射模块腔体模型,以电磁敏感度、电磁干扰2个方面对腔体电磁屏蔽效能进行仿真分析。结果 设计的双层屏蔽腔体在电磁波辐照频率为1~100 kHz时,屏蔽效能达到28 dB;电磁波辐照频率为0.2~18 GHz时,屏蔽效能达到47 dB。结论 当电磁波辐照频率在1~100 kHz时,腔体的屏蔽效能随频率的增加而增大。辐射源外部激励时,双层屏蔽腔体使用外层铁内层铜屏蔽效能较高。电磁波辐照频率在0.2～18 GHz时,腔体的屏蔽效能随频率的增大而减小,且发生了谐振效应。当腔体厚度相等时,双层屏蔽的屏蔽效能高于单层屏蔽。使用电缆连接器代替孔洞进行信号传输时,腔体屏蔽效能增加。     

民用飞机实验室APU开车高温尾气排放影响因素分析

目的 对民用飞机APU在气候实验室内开展极端气候环境下的起动和工作试验,建立一种APU高温尾气安全排放方法。方法 用CFD仿真手段对采用排气管道将APU高温尾气排出气候实验室的可行性及影响因素(包括管道直径、距离、背压等)进行系统性分析研究。结果 气管道入口距离APU管道出口过近时,将有利于APU排气,引射比ε与排气管道出口压力Pex及排气管道直径D线性相关,排放温度tex与管道直径D成反比。在排气管道入口设置平滑收敛段,利于消除涡流,减轻负压程度,并在一定范围内提高引射比。结论 采用管道被动排气是可行的,合适的排气管道设计为D/d=2.0,L/d=1.5,并在管道入口设置平滑收敛段。     

2种防护涂层体系在湿热海洋环境下防护性能的劣化规律研究

目的 研究2种防护涂层体系在湿热海洋环境下自然暴露3 a的防护性能劣化规律。方法 确定试验件为钢–铝(钢)螺接连接件,试验地点为海南万宁,并按周期测得不同暴露时间下涂层A和涂层B的外观形貌、色差、光泽度、表面傅里叶红外光谱、电化学阻抗的相关数据。通过对比分析测试结果,判断2种涂层在不同暴露时间下的劣化程度,并最终得到其劣化规律。结果 涂层A自然暴露1 a老化严重,紧固件区域涂层剥落,平板区域失光率约为75%,阻抗模量降低5个数量级,色差ΔE^*为5(轻微变色),涂层有机基团老化降解严重。涂层B自然暴露2 a,老化较严重,紧固件区域涂层剥落、生锈,平板失光率约为20%,阻抗模量降低2个数量级,色差ΔE^*为11(严重变色),涂层有机基团轻微老化降解。结论 对于螺钉连接结构,连接区域不仅更容易被腐蚀,而且增加了附近平板区域的不一致性。涂层体系B的保护能力优于涂层体系A,涂层体系B的有效保护时间约为2 a,而涂层体系A则不到1 a。     

Al/BN封严涂层在盐雾环境中的腐蚀性能及表面特征研究

目的 研究Al/BN封严涂层在海洋环境下的腐蚀历程。方法 使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学等测试方法,对Al/BN封严涂层在盐雾环境中的腐蚀行为、形貌、显微结构、相组成及耐腐蚀等性能进行研究,分析Al/BN封严涂层在盐雾试验中的电化学腐蚀过程。结果 在96 h盐雾试验中,Al/BN封严涂层的腐蚀过程分为2个阶段,分别为孔蚀形成期和孔蚀发展期。在前72 h的盐雾腐蚀时间里,Al/BN封严涂层的腐蚀产物对于孔洞的堵塞越来越严重,自腐蚀电流密度也处于下降状态,表明Al/BN封严涂层的腐蚀产物有效地阻止了腐蚀速度的加剧。在第2阶段,阻抗值有所下降,是因为腐蚀产物龟裂或孔洞内局部酸化造成。结论 Al/BN涂层的腐蚀产物对Al/BN封严涂层的自腐蚀速率有比较大的影响。