瞬态冲击下炮管-摇架间隙动态效应及射击密集度评估

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51905422
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0503.机械动力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Keeping good performance of firing dispersion to destroy targets quickly and accurately has become the major development direction of weapon equipment planning in the world. This project focuses on the prominent problem affecting artillery firing dispersion, that is, the dynamic effect of the barrel-cradle clearance under transient impact. Firing dispersion assessment method based on the clearance dynamic analysis, clearance nonlinear identification and impact force identification is studied. Firstly, starting with the analysis of the physical characterization presented by the clearance effect, local refinement modeling method of sliding pair clearance is to be studied, and the mechanical model of the barrel-cradle structure with clearance is to be constructed to reveal the interrelationship between the clearance and the muzzle vibration under transient impact. Then, the combining study of the piecewise fitting method and description function footprints method is to realize the dynamic extraction of the clearance parameters from vibration responses. Lastly, the sparse regularization method is studied to solve the force identification equation of the clearance nonlinear structure to obtain the impact force. Combining the obtained clearance parameters and impact force is applied to assess the state of firing dispersion and diagnose the cause of the large shooting deviation. This project is expected to make breakthroughs in the study of clearance nonlinear system modeling, clearance parameters identification and impact force identification. It can provide technical support for dynamic error compensation of artillery firing dispersion and improvement of the artillery strike precision.
维持火炮良好的射击密集度状态,快速、精确摧毁目标,是世界各国武器装备发展规划的重点支持发展方向。本项目聚焦于影响火炮射击密集度状态的突出问题,即瞬态冲击下的炮管-摇架间隙动态效应,研究基于间隙动力学分析、间隙非线性系统辨识以及冲击载荷识别的火炮射击密集度评估方法。首先,从分析间隙效应所呈现的物理表征入手,研究滑动副间隙局部细化建模方法,构建含间隙炮管-摇架动力学模型,揭示瞬态冲击下间隙与炮口振动的关联关系;然后,研究分段拟合法和描述函数图法,从系统振动响应信号中,实现间隙参数的动态提取;最后,在构建间隙非线性结构载荷识别方程的基础上,研究稀疏正则化求解方法,实现冲击载荷的识别,结合获取的间隙参数,评估火炮射击密集度状态,诊断射击偏差变大的原因。项目预期在间隙非线性系统建模、间隙参数辨识以及冲击载荷识别上取得突破,为实现火炮射击状态下密集度误差动态补偿,提高火炮精确打击能力提供技术保障。

结项摘要

维持火炮良好的射击密集度状态,快速、精确摧毁目标,是世界各国武器装备发展规划的重点支持发展方向。炮管作为辅助弹丸膛内运动的关键部件,其与支撑摇架间不合理的间隙以及射击时产生的异常瞬态冲击载荷是造成炮管末端振动加剧,进而导致火炮射击密集度性能降低的重要因素。鉴于此,本项目聚焦于影响火炮射击密集度状态的突出问题,即瞬态冲击下的炮管-摇架间隙动态效应,展开间隙动力学分析、间隙非线性系统辨识以及冲击载荷识别的深入研究,取得的主要成果包括:①分析了火炮间隙的接触碰撞特点,建立了含间隙炮管-摇架结构动力学模型,综合分析了间隙有无、间隙非线性参数以及冲击载荷对炮管-摇架结构动力学响应的影响规律,揭示了间隙参数与炮管振动特性之间的关联关系。②分析了间隙非线性的三线性特性以及统计特性,提出了结合非线性检测和概率密度导谱的识别方法,实现了间隙值的快速、准确识别;构建了频域间隙非线性力识别方程和基于最小二乘误差的优化目标函数,提出了间隙非线性参数同时识别方法,解决了传统多参数分步识别方法中传递误差导致识别误差增加的问题,实现了间隙值和间隙刚度的高精度同时识别。③ 建立了基于结构状态空间模型的冲击载荷识别方程,改进了用于确定最优正则化参数的L曲线准则,提出了结合改进L曲线准则的正则化三次B样条函数配置法,实现了冲击载荷的识别;分析了间隙非线性力和冲击力的特点,构建了结合稀疏表征的稀疏正则化模型,推导了非线性响应分离方程,提出了混合-分离识别策略,实现了含间隙非线性结构冲击载荷和间隙非线性力的准确识别。研究成果最终突破了目前间隙作用机理不明确以及间隙非线性参数和冲击载荷获取难的技术瓶颈,为评估火炮射击密集度状态,指导火炮装调维护,进而提高火炮远程精确打击能力提供了理论基础和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(4)
A novel strategy for force identification of nonlinear structures
非线性结构力识别的新策略
  • DOI:
    10.1177/14613484211033433
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Jie;Ding Tianqi;Liu Shanhui;Hu Bingbing
  • 通讯作者:
    Hu Bingbing
Blade damage monitoring method base on frequency domain statistical index of shaft's random vibration
基于轴随机振动频域统计指标的叶片损伤监测方法
  • DOI:
    10.1016/j.ymssp.2021.108351
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Mechanical Systems and Signal Processing
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Xie Jingsong;Liu Jie;Chen Jinglong;Zi Yanyang
  • 通讯作者:
    Zi Yanyang
基于 ADAMS 的印版滚筒支撑间隙动态模拟与分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    包装工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘杰;丁天淇;郑元林;王昌达;岳一鸣
  • 通讯作者:
    岳一鸣
Simultaneous multi-parameter identification algorithm for clearance-type nonlinearity
间隙型非线性多参数同时辨识算法
  • DOI:
    10.1016/j.ymssp.2019.106423
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Mechanical Systems and Signal Processing
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Hu Bingbing;Liu Jie;Liu Shanhui;Li Bing;Lei Xiaofei
  • 通讯作者:
    Lei Xiaofei
Conditional GAN and 2-D CNN for Bearing Fault Diagnosis With Small Samples
用于小样本轴承故障诊断的条件 GAN 和 2-D CNN
  • DOI:
    10.1109/tim.2021.3119135
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Yang Jinsong;Liu Jie;Xie Jingsong;Wang Changda;Ding Tianqi
  • 通讯作者:
    Ding Tianqi

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其他文献

Influencesof Organic Depressants on the Floatability of Fine Cassiterite
有机抑制剂对细锡石可浮性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016-11-18
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    韩跃新;宫贵臣;刘杰
  • 通讯作者:
    刘杰
2013年4月20日四川芦山 M 7.0级地震介绍
  • DOI:
    10.6038/cjg20130434
  • 发表时间:
    2013-04-20
  • 期刊:
    2011 International Conference on Cloud and Service Computing
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘杰;Liu Jie;易桂喜;Yi Gui;张致伟;Zhang Zhi;官致君;Guan Zhi;阮祥;Ruan Xiang;龙锋;Long Feng;杜方;Du Fang
  • 通讯作者:
    Du Fang
Effect of blood-stage treatment on cytokine IFN-?,IL-4,IL-10 and IL-17 of patients with psoriasis vulgaris in the periods
血期治疗对寻常型银屑病患者细胞因子IFN-γ、IL-4、IL-10、IL-17的影响
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1673-4246.2014.08.006
  • 发表时间:
    2014-08-30
  • 期刊:
    Traditional Chinese Medicine
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何翔;刘杰;徐平;潘祥龙;张慧敏
  • 通讯作者:
    张慧敏
考虑温度变形的大跨度拱桥行车动力响应分析
  • DOI:
    10.1007/978-3-531-90288-3_2
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    铁道工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱志辉;刘杰;周智辉;闫铭铭;张磊;何旭辉
  • 通讯作者:
    何旭辉
各等级道路网对纵向岭谷区景观结构健康的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王娟;刘世梁;刘杰;崔保山;翟红娟
  • 通讯作者:
    翟红娟

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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