2023年, 第2卷, 第3期　刊出日期：2023-06-15

  

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  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 0-1.

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  光学兼容红外伪装涂料研究进展

  许卫东，肖菲菲，刘珩，杨鑫

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 1-8. https://doi.org/10.12018/j .issn.2097-0730.20220818001

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  当前侦察设备波段宽、分辨率高，具备全天候、全天时侦察能力，对现有武器装备的伪装提出了挑战。伪装涂料采用功能颜、填料，通过一定的制备、施工工艺涂覆在目标表面，在不影响武器装备战场机动性能的前提下实现武器装备的伪装，是目前最有效的伪装技术手段之一。在阐述光学伪装涂料、红外伪装涂料、光学兼容红外伪装涂料伪装机理的基础上，梳理了3种伪装涂料技术的研究进展，总结了3种伪装涂料的技术特点和存在的问题，对伪装涂料技术今后的发展进行了展望，提出了发展光学兼容红外伪装涂料的技术实现途径，为有效对抗日益发展的先进侦察技术，满足战场伪装需求提供了方法指导。
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  谐波混叠引起的电压伪振荡分析

  曹曼，尹志勇，刘金宁，安树

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 9-14. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220607004

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  测控装置测量的数据是电网状态估计、潮流分析、自动电压控制等应用的数据来源，保证数据正确至关重要。针对某电厂测控装置量测数据异常波动事件展开研究，指出电网中存在35、37次高次谐波，在特定情况下混叠到基波附近，干扰测控装置的测量功能，造成数据异常波动。分析了混叠干扰量测功能的机理，并通过仿真及宽频测量数据验证了结论的正确性；针对改进措施进行了探讨，从采样频率选择、抗混叠滤波器设计、测量装置检测规范及谐波监测手段等方面给出了解决措施，加强了对高次谐波的监测能力，为分析和抑制此类振荡提供参考。
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  扰动作用下矿柱滑移失稳的理论分析

  熊自明¹,²，李志浩¹，李杰¹，²，王明洋¹，²，陈昊祥³

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 15-23. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220726001

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  动力扰动作用下，处于高静载状态的岩石极易沿已有裂缝产生滑移，造成滑移型岩爆等动力灾害。通过能量分析和变分原理对动力扰动诱发高应力矿柱断裂滑移失稳（滑移型岩爆）的力学机理进行分析，得出了动力扰动条件下矿柱失稳的充要条件。通过开展动静组合荷载作用下的矿柱滑移失稳试验，验证了理论分析的正确性。研究表明：矿柱的动力滑移失稳只会发生在峰后阶段，对于处在峰前稳定平衡状态的矿柱，若要发生动力滑移失稳，需要爆破振动、巷道断裂等人工或者自然活动所产生的动力扰动达到一定量值，同时还需满足加载刚度k1小于峰后的滑移刚度k2。因此，对矿柱断裂滑移型岩爆量级的预测则须准确地确定过剪应力的量值。
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  CFRP对称铺层环形法兰连接拉伸刚度计算方法

  刘建邦，李峰

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 24-31. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220729001

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  为计算碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic，CFRP)对称铺层环形法兰连接的拉伸刚度，基于圆板对称弯曲和经典层合板理论提出一种考虑环向支撑、材料各向异性和撬力作用系数的计算方法。在制备过程中，采用预浸料手工铺设和模压成型的方法成型试件，而后开展了3组不同法兰板厚度（2.2，3.0，3.8 mm）连接件轴向拉伸试验。通过对比理论计算值与试验结果，验证了计算方法的正确性，误差均不大于13.61%。通过理论模型分析影响因素，结果表明：拉伸刚度随法兰板厚度、外径和内径的增大而增大，随螺栓所在的半径变大而减小；改变螺栓位置对于拉伸刚度的提升比改变法兰板内外径更显著，当螺栓位置由90 mm调整至85 mm时，拉伸刚度提升59.54%。
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  考虑剪切方向的改进Barton模型

  杨嘉楠，范鹏贤，王德荣，邢文政

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 32-40. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220907001

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  为研究节理在剪切过程中的方向性和剪切强度规律，利用直剪仪对复制岩石节理试样进行了爬坡和顺坡两个方向的直剪试验。试验结果表明：剪切方向对岩石节理的剪切强度有明显影响，沿爬坡方向的剪切强度大于沿顺坡方向，但粗糙度系数（joint roughness coefficient，JRC)的减小和法向应力的增大可在一定程度上削弱剪切方向的影响。节理剪切破坏过程具有显著的阶段性特征，中低法向应力条件下以爬坡滑移为主要机制，而高法向应力下以相互啃食和凸起啃断为主要机制。采用平均有效倾角差指标参数描述剪切强度的各向异性，并在此基础上提出了考虑剪切方向的改进剪切强度模型，更好地预测节理正、反方向的剪切强度。通过百分位数参数建立了三维形貌指标与端部轮廓线二维高差指标的联系，大大简化了节理形貌指标的获取难度。该模型参数较少容易获取，物理意义明确，且把岩石节理剪切强度的各向异性考虑在内，具有广阔的潜在工程应用前景。
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  薄壁空心球充填节理消波能力试验研究

  严鹏志，李胜，范鹏贤，王德荣，王宇

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 41-48. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220929001

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  地下水在防护工程消波层中几乎是不可避免的，采取技术措施降低地下水对消波层效能的不利影响对防护工程十分重要。为量化新型防护材料的实际效能，通过分离式霍普金森杆试验研究了在干燥与饱水两种工况下薄壁空心球粒集料对高频高幅应力波的衰减能力，并与标准砂进行对比。试验结果表明：在饱水工况下，被测材料的消波能力均有降低；但是在高幅值冲击荷载作用下，薄壁空心球粒集料在两种工况下均较标准砂表现更强的变形能力，尤其是在饱水工况下，新型薄壁空心球粒集料填充节理的应力波透射率仅为相同条件下标准砂填充节理的18.99%~37.6%。使用薄壁空心球粒集料替代传统干散砂作为消波材料可以大大提高地下防护结构消波层在饱水不利工况下的消波效能。
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  融合非偏好注意力跨度的预训练语言模型

  邹傲，郝文宁，陈刚，靳大尉

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 49-57. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220714001

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  语言模型是自然语言处理领域最重要的任务之一，并以迁移学习的方式影响着机器翻译、机器阅读理解、自动文本摘要等诸多下游任务。依托多头自注意力构建的大规模预训练语言模型在特征提取和文本表征能力上相较之前的神经网络模型取得了较大提升，却也极大地增加了模型训练的时空复杂度。为此，从模糊群决策的角度出发，将毕达哥拉斯模糊非偏好函数用作多头注意力跨度范围的先验，提出一种自适应的注意力跨度调节机制，较大程度地改善了模型捕捉长距离文本依赖的能力，并使模型的整体计算复杂度相较原始Transformer结构维持在较低水平。公开语言模型数据集上的实验表明：所提方法在困惑度指标上取得了较好的性能，超越了多种以往的方法。
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  基于忆阻器的固定时间混沌通信方法

  张景莎¹，王焕兵²，周彦超³，甘勤涛¹

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 58-66. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20221215001

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  混沌信号具有隐蔽性、不可预测性和高度复杂等特点，特别适用于保密通信和扩频通信等领域。为有效解决有限时间同步控制过度依赖初始条件的问题，基于固定时间稳定性理论，通过设计状态反馈控制器给出了忆阻神经网络实现固定时间同步的充分条件，并对停息时间进行了精确估计。在此基础上，以驱动混沌忆阻神经网络为发射器，以具有不同初值的响应系统为接收器，采用混沌遮掩的方式实施信号加载，实现在固定时间内恢复加密信号，确保保密通信的安全性和时效性。
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  采用Transformer架构的长跨度视频压缩感知重构方法

  夏开国¹，田畅¹，毛鹏强²

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 67-72. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20230307001

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  深度学习的快速发展给视频压缩感知重构提供了新思路。受网络模型限制，现有的基于深度学习的压缩感知重构方法不能充分利用视频的空时特征，且对于超过16帧的视频段重构效果不够理想。采用Transformer网络构建压缩感知重构网络，利用Transformer网络在序列信号处理方面的优势构建空时注意力提取模块，学习视频帧间的空时注意力特征，更好地实现对视频连续帧的建模，从而解决长跨度视频段压缩感知重构问题。实验结果表明：所提方法在处理32张视频帧的视频分段时，能达到30 dB以上的重构精度，在处理96张视频帧的视频分段时，仍能达到27 dB以上的良好性能。
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  无人机多任务区侦察时间分配模型与应用

  汪瀚洋¹，陈亮²，曹林³，白景波¹

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 73-79. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220819001

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  为了合理分配无人机对多个任务区的侦察时间，提出了一种包含问题建模、求解和方案决策的无人机多任务区侦察时间分配方法。首先，建立了包含侦察收益和侦察风险两目标的无人机多任务区侦察时间分配模型，该模型属于带约束多目标优化问题；其次，提出了一种改进的基于分解的约束多目标进化算法，该算法具有简单、灵活、无参等特点，可有效求解；最后，利用优劣解距离法从非支配解集中选择最优方案。选择了6种约束多目标进化算法，在3个不同雷达强度指数条件下进行对比实验。Hypervolume指标说明约束多目标进化算法在求解该问题时优于其他算法。实验结果表明：提出的方法在求解无人机多任务区侦察时间分配优化问题中能够实现快速准确决策。
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  基于电磁响应的自修复介电弹性体驱动器

  段磊¹，²，杨军¹，高亮³

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 80-86. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20221011002

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  介电弹性体驱动器在能源、信息等高新技术领域应用广泛，但其在使用过程中不可避免地会受到机械应力，引起结构破坏，造成使用寿命缩短，而引入自修复性质将极大延长驱动器使用寿命。同时，考虑到现有单一电场驱动已无法满足现实需求，开发多功能响应的自修复介电弹性体驱动器是一种有效应对方法。基于此，利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）与聚苯胺（PANI）、四氧化三铁（Fe3O4）之间的协同效应，成功制备了一种基于电磁响应的PDMS-PANI-Fe3O4介电弹性体，分别研究了其聚合物稳定性、自修复性、力学性能以及驱动性能。结果表明：在200 ℃以下，PDMS-PANI-Fe3O4膜失重质量分数为0.8%，说明其具有良好的热稳定性；室温自修复48 h后，PDMS-PANI-Fe3O4聚合物修复完整，表明其使用寿命延长；将PDMS-PANI-Fe3O4弹性体加工成燕子翅膀，在磁场作用下，翅膀不断被驱动。在此电场条件下，PDMS-PANI-Fe3O4膜最大驱动形变为6.04%，进一步弥补单一驱动的弊端。
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  石墨烯封装增强二硫化铼薄膜的热稳定性

  白静¹，邴单²，李延标¹，白忠¹，奉勇辉¹，周璇¹

  陆军工程大学学报. 2023, 2(3): 87-92. https://doi.org/10.12018/j.issn.2097-0730.20220713001

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  通过构筑石墨烯/二硫化铼(ReS2)异质结实现了5层ReS2样品在空气中稳定性的提升。其中石墨烯是通过化学气相沉积法(CVD)制备，ReS2的热稳定性通过荧光强度进行表征。实验发现：对于原始的ReS2薄膜，当温度升高到500 ℃时，荧光峰严重展宽且荧光强度几乎消失，而石墨烯封装的ReS2样品，采用同样升温方式时，荧光峰依然很对称且荧光强度很高。通过进一步拟合其变化率发现，本征样品的荧光强度随温度的变化率为-224，而石墨烯封装的ReS2薄膜样品的荧光强度随温度的变化率为-173，说明通过石墨烯的保护，极大地提高了ReS2在空气中的热稳定性。这主要是因为石墨烯有效地隔绝了空气中的水、氧气等分子，钝化了ReS2表面的反应活性，从而提高了其化学稳定性。同时测试对比了石墨烯覆盖前后ReS2的光电性能，发现石墨烯的覆盖大大加快了ReS2的光电响应速度。该研究丰富了ReS2在半导体器件方面的应用。