基于文本挖掘技术和信息熵-TOPSIS 法辨识重点工序

为辨识影响火药安全生产的重点工序,利用文本挖掘技术提取相关文献中具有分析价值的信息,归纳出 设备状态、事故损失、事故影响、参数监控、物料特性、事故可能性以及防护设计等7 个指标,对某发射药连续化 制球工艺中重点工序进行评估。引入信息熵法优化了TOPSIS 法中指标权重的计算,综合求得各工序的重要度排序, 由此辨识出重点工序。实例分析结果表明：挤出、切粒和塑化工序是该制球工艺中最重要的工序,对发射药的生产 安全有重大影响;所得结果与实际相符,能为相关风险评估工作的有效进行提供思路。     

影响变燃速发射药尺寸波动因素数值计算

为了探索连续化生产工艺中变燃速发射药尺寸波动的影响因素,选择硝化棉与溶剂的体积比为1/1.35和1/1.50的单基药物料为挤出物,采用Bird-carreaulaw模型对不同操作条件下挤出物共挤段流动情况进行了数值模拟.研究结果表明:螺杆转速波动对变燃速发射药尺寸精度影响比人口压力大,主要体现在对交界面半径的影响上;入...     

发射药制造过程中静电产生机理及控制措施

为提升发射药生产过程的安全性,对其在制造过程中静电产生机理及控制措施进行研究。通过对发射药 制造过程易产生静电的主要工序进行分析,根据发射药制造过程中静电产生的机理,分别提出了控制发射药制造过 程中接触带电、摩擦带电和升温带电的措施,并进行试验验证。结果表明：控制静电产生的主要措施是改变设备表 面的功函数,增加导电剂和环境湿度,减少电荷的迁移和使电荷平衡。     

螺杆挤出过程中物料在线流变行为及其数值模拟

为研究发射药螺杆挤出成型工艺,采用硝化棉(NC)代料二醋酸纤维素(CDA)、通过狭缝流变仪研究了物料在螺杆挤出成型过程中的在线流变行为。结果表明,CDA溶液为一种非牛顿假塑性流体,提高加工温度有利于改善物料的流动性并降低机头压力。同时利用计算机辅助工程软件Polyflow对挤出机机头流道内物料的流变行为进行了数值模拟,选取Power模型,得到流道内物料的压力分布、剪切速率分布和剪切粘度分布,模拟结果与实验数据相近。模拟结果表明,螺杆转速增大,物料的剪切粘度降低,但同时增大了机头压力和压降速率,不利于发射药的质量和加工的安全性。CDA溶液挤出成型过程中在线流变行为及其数值模拟计算的研究,对发射药的连续挤出成型具有重要的指导意义。     

发射药粒冲击破碎动力学仿真

为了研究低温发射药粒在冲击载荷作用下的力学性能,用一种建立在非连续介质基础上的离散单元法为工具,建立了发射药粒的破碎模型,采用Mohr-Coulomb型的破坏准则,数值仿真了发射药粒以不同初速冲击刚性界面的破碎过程.定性研究了低温发射药粒在冲击载荷作用下的力学性能.分析结果表明,冲击速度越大,发射药粒的破坏情况越严重,该结果与试验相符.该文方法为发射药粒破碎过程研究提供了一种新途径.     

小粒发射药混同工序的安全性

混同工序一直是小粒发射药生产过程中存在重大安全隐患的工序，针对“方锥式机械混同法”在小粒发射药混同过程中的安全性进行了研究，并提出了相应的安全措施，为进一步减少混同过程事故发生的机率和后果起到了关键的作用。     

发射药螺旋分料装置的设计与实验研究

为提高发射药的装药质量,对发射药螺旋分料精密称量技术的分料装置进行研究。介绍螺旋分料装置的 机械结构及工作原理,构建分料过程的力学模型、速度模型及分料量模型,设计螺旋分料装置的关键参数,采用松 散密度及流动性等物料特性近似的旱菜籽作为替代物料进行实验验证。实验结果表明：该研究可提升工程问题的设 计水平,为发射药的分料装置设计提供参考。     

面向武器装备动员生产的ェ艺过程重组技术研究

武器装备动员生产特色鲜明，工艺过程重组是动员生产的关键技术之一。基于重组理论，提出在满足资源约束和生产批量的前提下，重组工艺过程的原则和方法，建立了制造资源数据库及资源能力评价模型。重点讨论了工序与设备资源约束之间的匹配关系，改进了指派问题的数学模型，应用匈牙利算法得出配置结果，最后给出匹配问题的求解实例。     

发射药生产过程中静电锥体放电规律数值模拟研究

静电锥体放电是引发发射药燃烧爆炸事故的重要放电形式。为了研究其在生产过程中的放电规律,基于静电场高斯定理,利用ANSYS有限元模型,对单基发射枪药的存储、转运料斗中的静电场进行了数值模拟,并进行了实验验证,实验值与模拟值吻合较好。通过数值模拟得到了单基发射枪药料斗内静电场的分布规律,以及静电场随物料厚度的变化规律。研究结果表明：单基发射枪药料斗底部电场强度最大、侧壁次之、物料表面电场强度最小;最大电位出现在物料内部,而不是物料表面;物料厚度在0.05 m时,底部最大电场强度为6.92×10⁶ V/m,大于空气击穿电场强度,这表明在料斗刚罐充发射药时,就可能在料斗底部发生静电锥体放电;随着物料厚度的增加,料斗内的电场强度也随之增大,当发射药厚度增加到0.29 m时,底部最大电场强度已增大至1.41×10⁷ V/m, 侧壁和料面电场强度也随之增大,料斗内锥体放电更加频繁,点燃发射药的危险性也更大。     

基于挤出沉积技术的发射药3D打印机设计及制备

以挤出沉积技术为核心、针对发射药黏度高、不能高温加热的性质,设计了发射药挤出沉积快速成型系统,并搭建了完整样机.以硝化棉为主的某ZY发射药为原料,制备出27.3％、33.3％、38.5％、42.9％、46.7％、50％等不同浓度物料,通过3D打印挤出实验,发现针头内径与物料浓度之间存在多项式函数关系,确定了填充速度范围为2～4 mm·s-1、填充率范围为70％～90％、底板温度范围为25～45℃;在此基础上,使用发射药3D打印机打印发射药,并进行压缩实验,结果表明发射药压缩强度最高可达为230 MPa.     

液体发射药迫击炮内弹道建模及性能分析

为了将液体发射药技术应用于迫击炮,针对液体药侧喷结构,在考虑迫击炮基本装药燃烧过程,并计及活塞气室气孔对燃气的节流作用的基础上,建立了再生式液体发射药迫击炮内弹道模型。数值模拟了液体发射药迫击炮内弹道过程,分析了活塞气室气孔、喷射启动压力、喷射孔面积、液体发射药装药量等结构参数对迫击炮内弹道性能的影响,结果表明:活塞气室导气孔面积、喷射孔面积对各腔室的压力及弹丸初速影响较大; 液体发射药装药量对初速提高有明显作用,通过匹配系统结构参数及装填条件,在不增大最大膛压的同时可有效提高初速。该文所建模型将为液体发射药迫击炮结构优化和样机研制提供理论参考。     

压力调节供应方式的鱼雷热动力系统启动过程匹配性研究

鱼雷热动力系统通常采用固体药柱先在燃烧室内点火再适时使燃料进入并点燃的方式实现启动，启动过程各参数变化剧烈且工作过程极为复杂，试验及统计表明，使用燃料压力调节供应方式的热动力系统在启动阶段更容易发生如热爆和无法点火等各类故障，问题主要出在系统启动过程的匹配方面。文中针对使用燃料压力调节供应方式的热动力系统，建立了包括充填集液腔和喷嘴阀杆运动等启动过程动态仿真模型；对启动过程的3个典型阶段进行了启动特性仿真，对模型与功率试验相关结果进行了比较，给出了3个典型阶段的特性，讨论了主要参数对各过程的影响；在对系统启动特性仿真和系统样机功率试验结果分析的基础上，从使用闭式喷嘴及可靠开启、喷嘴特性选择、燃料进入燃烧室时刻的参数匹配、燃料进入燃烧室后的相关匹配4个方面分析了系统的匹配性，给出了系统设置、主要参数（如燃料进入时间、燃料进入时刻的内压、燃料进入量、燃料进入后泵增压速率和药柱选择等）合理匹配以及可调控环节等方面的建议。     

不同点火条件下膛内药床运动规律的实验研究

利用多幅脉冲X光摄影技术，获得了底部药包和中心传火管点火条件下火炮膛内药床运动状况的照片，同时利用示踪药粒技术获得了膛内药床中火药颗粒的运动数据，从而为研究膛内起始弹道段药床的点火及运动规律提供了重要的实验依据。     

铝镁贫氧推进剂压缩力学性能及本构模型实验研究

为获得贫氧推进剂在压缩情况下的力学特性,运用单向压缩方法、显微镜及CCD图像传感器技术,研究了铝镁贫氧推进剂在常温下、不同压缩速率时的力学特性,得到其在压缩情况下的应力-应变关系、屈服应力和屈服应变与压缩速率之间的关系以及在压缩过程中推进剂表面形貌的变化.建立了贫氧推进剂压缩情况下的粘弹性本构模型.试验结果表明,贫氧推进剂在压缩情况下应力-应变关系分弹性段、应变软化段、塑性不稳定段和应变强化段;贫氧推进剂力学特性受压缩速率和温度耦合作用的影响,贫氧推进剂的破坏形貌没有明显的压缩速率效应;常温下,贫氧推进剂的屈服应力和屈服应变与压缩速率的自然对数呈线性函数关系;文中建立的粘弹性本构模型与不同应变率下的线粘弹性段试验结果符合较好.     

挤出沉积3D打印工艺参数对发射药尺寸及拉伸强度的影响

针对现有发射药制造存在成型结构简单、难以满足日益增长的复杂结构需求,基于挤出式3D打印技术建立挤出沉积模型,确定挤出3D打印过程的重要工艺参数,开展3D打印工艺参数对发射药成型尺寸及拉伸强度影响的实验研究,分析针头内径、打印速度、底板温度等工艺参数对发射药尺寸和拉伸强度的影响.结果表明:针头内径为0.7 mm、打印速度...     

基于3D打印技术的发射药燃烧增面设计

为了研究提高发射药燃烧增面技术,根据3D打印技术可制造特殊形状物体的原理和发射药平行层燃烧定律,设计了具有多列环形空槽管形结构的高燃烧增面的整体发射药。分析了整体发射药燃面和燃气生成量及燃气生成速率随燃烧进行的变化规律。建立了整体发射药相对燃面和相对燃气生成量随燃烧进行的变化规律计算方法。对比分析了整体发射药与19孔粒状发射药的相对燃面和相对燃气生成量随相对燃烧层厚度变化的规律。结果表明,设计的整体发射药具有较高的燃烧增面,可用于155 mm火炮的整体发射药,燃烧结束时相对燃面比19孔粒状发射药的相对燃面大3.1倍。整体发射药在燃烧过程中,燃气生成速率呈现前低后高的状态,75.612%的燃气生成量在整体发射药燃烧的后半程产生,比19孔粒状发射药高27.575%。     

工作流在MES中的设计与实现

基于工作流的制造执行系统(MES)开发,在传统关系数据库基础上,建立适用于关键业务开发的工作流模型,包括组织模型和业务模型,并通过工作流引擎驱动MES业务流程,实现MES过程的动态建模和功能配置.组织模型反映含人员、组织、组和角色的组织结构,业务模型描述车间MES工作过程并记录过程活动的功能配置信息.工作流引擎将生产过程、组织结构、物料生产信息、生产运营资金和工作任务有效结合,形成集成化MES系统.     

膛口初始流场对火药燃气射流的影响

身管武器发射弹丸时,初始流场对随后火药燃气射流的发展及弹丸的运动有较大的影响。为了分析初始流场对燃气射流结构以及弹丸运动的影响,基于有限体积法,采用分块网格划分的整体运动方法及Realizable k-ε湍流模型,耦合内弹道过程及六自由度方程,建立了含有初始流场和不含初始流场的两种二维轴对称膛口流场数值模拟模型。以300 mm平衡炮为例,研究了1730 m·s~(-1)发射速度下的膛口流场特性。结果表明,无初始流场时,火药燃气波阵面近似为球形,火药燃气无法追赶上弹丸。而在初始流场的干扰下,膛口喷射出的燃气速度提高约200 m·s~(-1),燃气追赶并包围弹丸,流场中最大压力降低一倍,温度提高1000 K以上,弹底压力降低约1.3 MPa。     

发射药制造中的静电在线检测及消除

为了保证发射药生产安全,在双基药中添加含量为0.1%~0.2%的石墨,可使干燥结束时静电电位降低到600 V左右;而采取增湿措施后,干燥结束时发射药静电电位降低约70%.采用静电在线检测与控制系统,能够检测准确、响应及时,实现发射药生产过程中静电实时消除.