检索结果-内蒙古大学图书馆

爆炸与冲击 2025年第2期45卷 63-73页

作者：郭亚周刘小川白春玉王计真强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710065 中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空科技重点实验室陕西西安710065 陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室陕西西安710065

为研究轻型消费级无人机锂离子电池在高能量冲击下的动响应模式及爆炸着火特性,评估锂离子电池在动态冲击时的安全性能,以某轻型消费级无人机软包锂离子电池为研究对象,采用落锤冲击及气炮冲击实验方法,结合轻型无人机实际应用场景,分... 详细信息

为研究轻型消费级无人机锂离子电池在高能量冲击下的动响应模式及爆炸着火特性,评估锂离子电池在动态冲击时的安全性能,以某轻型消费级无人机软包锂离子电池为研究对象,采用落锤冲击及气炮冲击实验方法,结合轻型无人机实际应用场景,分别开展了软包电池组落锤冲击及电池高速冲击铝板测试实验,探讨了不同电池电量的软包电池组在受冲击后的变形模式及着火情况,结合电池的机械变形响应及其着火演化特性分析了软包锂离子电池的冲击安全性。研究结果表明,轻型消费级无人机软包锂离子电池在常规电池外壳防护条件下受面外方向载荷冲击后的着火风险高于面内方向载荷冲击后的着火风险;锂离子电池着火风险与电池电量、冲击速度等具有明显相关性,锂离子电池本身的力学响应主要受自身材料及结构的影响,电池电量并不会影响电池的机械力学碰撞响应;本研究中所采用的锂离子电池样品在电池电量为100%时以50 m/s的速度撞击铝板,以及电池电量为50%以下时以85 m/s的速度撞击铝板后的燃烧风险均相对较低。

关键词：软包锂离子电池高速冲击机械载荷变形模式着火风险

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民机结构坠撞性能缩比实验方法研究

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爆炸与冲击 2025年

作者：李肖成惠旭龙白春玉刘小川张欣玥韩鹤朝徐绯冯威杨先锋中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室结构冲击动力学航空科技重点实验室西北工业大学航空学院北京航空航天大学航空科学与工程学院

缩比实验具有成本低，风险小，周期短等优势，在航空航天等领域得到了广泛应用。以典型民机机身下部结构为对象，开展了民机结构坠撞缩比理论分析和实验方法研究。推导了民机坠撞缩放比例因子，设计并加工了1/4缩比实验件，开展了6m/s... 详细信息

缩比实验具有成本低，风险小，周期短等优势，在航空航天等领域得到了广泛应用。以典型民机机身下部结构为对象，开展了民机结构坠撞缩比理论分析和实验方法研究。推导了民机坠撞缩放比例因子，设计并加工了1/4缩比实验件，开展了6m/s工况下坠撞实验，获得了全尺寸坠撞实验与缩比实验中机身结构关键位置处速度和加速度响应、地面撞击载荷响应以及局部关键部位的变形和破坏模式，并对其进行了对比分析。结果表明：缩比实验件与全尺寸实验件在框和立柱处的变形和破坏模式具有较好一致性。缩比结构对全尺寸原型结构的坠撞载荷峰值预测误差为14.4%，座椅加速度峰值预测误差为14.8%，横梁处加速度峰值预测误差为13.1%。缩比实验可以有效预测全尺寸原型结构的变形、破坏过程和关键部位动态响应，缩比实验可用于民机结构坠撞性能验证和评估。

关键词：冲击动力学民用飞机缩比理论坠撞性能实验方法

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民机机身框段和全机坠撞响应的对比研究

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航空学报 2025年

作者：惠旭龙刘小川白春玉韩鹤朝张欣玥李肖成薛璞牟让科杨先锋中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室结构冲击动力学航空科技重点实验室陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室西北工业大学航空学院北京航空航天大学航空科学与工程学院

飞机的坠撞性能是其结构安全性设计和评价的关注焦点，而机身框段与全机结构坠撞响应的关系是一直未厘清的问题之一。本文首先以典型民机全机和含舱门机身框段为对象，开展垂直坠撞实验研究，对实验结果进行对比分析。然后建立典型民机... 详细信息

飞机的坠撞性能是其结构安全性设计和评价的关注焦点，而机身框段与全机结构坠撞响应的关系是一直未厘清的问题之一。本文首先以典型民机全机和含舱门机身框段为对象，开展垂直坠撞实验研究，对实验结果进行对比分析。然后建立典型民机全机坠撞动力学模型，基于全机坠撞实验数据对模型进行验证。进一步通过模型剪裁方法获得含舱门机身框段、前机身等直段以及后机身等直段坠撞动力学模型，开展实验工况下的仿真分析，并基于仿真计算结果探讨不同机身框段坠撞响应与全机坠撞响应之间的差异性。结果表明：建立的全机坠撞动力学模型具有较高的预测精度，机体动响应和损伤预测结果与实验结果一致性较好，机身框段模型的剪裁方法准确；含舱门机身框段和后机身等直段的地板下部结构变形、地板加速度均小于全机结构，加速度峰值最大偏差达13.6%，破坏模式也相差较大。而前机身等直段的地板下部结构变形大于全机结构，但地板加速度仍小于全机结构，加速度峰值最大偏差达17.2%，揭示了全机与机身框段实验件的边界条件和能量输入差异是造成坠撞响应存在较大区别的本质原因；在飞机适坠性验证和评估中，针对不同的验证目标要采用不同的验证方法和对象，采用全机结构进行适坠性验证最为真实，采用框段结构可对坠撞仿真模型进行验证，可以支撑基于仿真分析的飞机适坠性评估；此外，含舱门机身段和后机身等直段在坠撞过程中受飞机机头和尾部收缩段的影响较大，不宣作为飞机适坠性的验证对象。采用前机身等直段作为飞机适坠性验证对象时，需要对实验件的端框进行加强，尽可能模拟实际的边界刚度条件。

关键词：冲击动力学民用飞机全机坠撞框段坠撞坠撞响应对比分析

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eVTOL飞行器适坠性研究进展与展望

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航空科学技术 2025年第2期36卷 1-28页

作者：刘小川惠旭龙白春玉李肖成张欣玥韩鹤朝中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室结构冲击动力学航空科技重点实验室陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室

电动垂直起降飞行器（eVTOL）作为低空经济领域的新兴装备，具有广阔的应用前景和市场需求，但其安全性尚未得到充分验证和评估，尤其是在紧急情况下的适坠性和乘员保护方面。适坠性是复杂的非线性冲击动力学问题，适航标准和咨询通告... 详细信息

电动垂直起降飞行器（eVTOL）作为低空经济领域的新兴装备，具有广阔的应用前景和市场需求，但其安全性尚未得到充分验证和评估，尤其是在紧急情况下的适坠性和乘员保护方面。适坠性是复杂的非线性冲击动力学问题，适航标准和咨询通告等法规政策对飞机适坠性作出了明确规定，要求通过合理的设计确保乘客安全，具体涉及机体的坠撞变形与结构吸能、乘员座椅系统的复杂约束与保护措施、起落架系统的吸能设计与承载等多个方面，相关的设计需要通过试验方法或经验证的分析方法进行评估。本文针对eVTOL适坠性研究中的几个关键问题，如适航要求和验证方法、结构适坠性设计、乘员座椅系统坠撞试验与分析、电池系统坠撞试验与分析以及机体结构坠撞试验与分析等近年来的研究情况进行了分析，总结了主要研究进展，并分析了当前研究面临的主要挑战，期望为eVTOL适坠性设计与评估提供一定的借鉴。

关键词： eVTOL 适坠性适航要求坠撞试验仿真分析积木式验证

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大型客机客舱-座椅结构减隔振设计方法研究

大型客机客舱-座椅结构减隔振设计方法研究

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第七届中国航空科学技术大会

作者：王鑫李凯翔王纯白春玉李益萱中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室航空声学与振动航空科技重点实验室

本文从大型客机乘员振动舒适性角度出发,采用计算仿真与试验相结合的方法开展座椅减隔振设计研究。采用两种减隔振措施分别为在座椅-地板加装减振器和调整座椅聚氨酯泡沫坐垫物理参数,建立客舱-座椅结构动力学模型,开展基于动力学优化... 详细信息

本文从大型客机乘员振动舒适性角度出发,采用计算仿真与试验相结合的方法开展座椅减隔振设计研究。采用两种减隔振措施分别为在座椅-地板加装减振器和调整座椅聚氨酯泡沫坐垫物理参数,建立客舱-座椅结构动力学模型,开展基于动力学优化的减振设计,基于振动台刚性座椅振动试验验证座椅坐垫不同物理参数的减隔振特性,试验对比改装前后减隔振效果。结果表明,采用在座椅-地板加装减振器的减隔振措施后,在低频段250Hz以下,减振效果明显;采用调整座椅聚氨酯泡沫坐垫物理参数的减隔振措施,坐垫厚度对座椅坐垫的振动传递特性有显著影响,其他物理条件不变的前提下,随着坐垫厚度(65mm、85mm、100mm)的增加,RMS值随之减小,坐垫厚度100mm低频共振频率(约6Hz)振动响应最小;坐垫硬度70度比58度低频共振频率振动响应较小,RMS值较小。

关键词：振动舒适性减隔振动力学振动响应

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基于二维等效FE-SEA混合方法的复合材料层合板传声损失分析

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振动与冲击 2020年第11期39卷 226-231,264页

作者：王晨燕群周红卫慕琴琴中国飞机强度研究所航空声学与振动航空科技重点实验室西安710065

为研究湍流脉动噪声激励下复合材料层合板的传声特性,首先基于一般层合板理论将复合材料层合板等效为单层各向异性板,进而采用FE-SEA混合方法研究其传声损失。同时开展复合材料层合板传声损失试验,并将FE-SEA结果和统计能量法(SEA)结果... 详细信息

为研究湍流脉动噪声激励下复合材料层合板的传声特性,首先基于一般层合板理论将复合材料层合板等效为单层各向异性板,进而采用FE-SEA混合方法研究其传声损失。同时开展复合材料层合板传声损失试验,并将FE-SEA结果和统计能量法(SEA)结果以及实验值进行对比分析。研究结果表明:FE-SEA结果和实验值整体上分布趋势一致,而且误差也相对较小,其中3000 Hz^10000 Hz误差在2 dB以内,但由于刚度等效导致2000 Hz附近结果误差相对较大。相较于SEA方法,FE-SEA混合方法综合考虑了复合材料层合板边界条件和详细得几何特征,不仅可以准确地计算复合材料层合板的固有特性,而且使得传声损失结果在全频带内与试验值吻合得更好。因此建立的二维等效FE-SEA混合模型可以准确预示复合材料层合板在湍流脉动噪声激励下的传声损失。

关键词：湍流脉动噪声复合材料层合板 FE-SEA混合方法等效刚度传声损失

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热颤振地面模拟试验技术

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航空学报 2023年第8期44卷 108-119页

作者：陈浩宇王彬文宋巧治李晓东中国飞机强度研究所航空声学与振动航空科技重点实验室西安710065

地面颤振模拟试验是一项以真实飞行器结构作为试验对象,并利用激振器模拟非定常气动力的颤振验证试验技术。本文通过在地面颤振模拟试验的基础上引入热环境模拟设备,进一步研究热颤振地面模拟试验技术。建立了综合考虑多工况的气动插值... 详细信息

地面颤振模拟试验是一项以真实飞行器结构作为试验对象,并利用激振器模拟非定常气动力的颤振验证试验技术。本文通过在地面颤振模拟试验的基础上引入热环境模拟设备,进一步研究热颤振地面模拟试验技术。建立了综合考虑多工况的气动插值点优化方法,然后利用Kriging代理模型构建了适用于时变温度场中结构的非定常气动力降阶模型,同时设计了气动加热环境地面模拟及热环境下结构的激励与响应测试方案,最终基于钛合金机翼模型搭建了热颤振地面模拟试验系统,并对时变颤振边界进行跟踪测试。试验结果表明,在激振力控制器的设计控制频带内试验结果与仿真结果吻合较好,但鲁棒控制器较窄的控制带宽限制了热颤振地面模拟试验的适用范围。

关键词：高超声速飞行器气动加热效应热气动弹性时变颤振边界地面颤振试验

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涡轮叶片耦合疲劳寿命预测与试验验证

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航空动力学报 2022年第5期37卷 946-953页

作者：由于徐健燕群张伟郭定文黄太誉中国飞机强度研究所航空声学与振动航空科技重点实验室西安710065

为了解决涡轮转子叶片在温度、离心力和气动/噪声联合载荷作用下的疲劳强度问题,开展了高低周复合载荷谱分解方法和基于高低周载荷的全时域蠕变损伤累积模型研究,提出了同时考虑蠕变损伤、低周疲劳损伤和高周疲劳损伤的耦合疲劳寿命预... 详细信息

为了解决涡轮转子叶片在温度、离心力和气动/噪声联合载荷作用下的疲劳强度问题,开展了高低周复合载荷谱分解方法和基于高低周载荷的全时域蠕变损伤累积模型研究,提出了同时考虑蠕变损伤、低周疲劳损伤和高周疲劳损伤的耦合疲劳寿命预测方法。同时,通过正交载荷解耦和耦合载荷协调加载控制等关键技术的应用,开发了高温环境下的高低周复合疲劳试验平台。最终,基于设计的涡轮叶片模拟件,完成了耦合疲劳寿命预测和试验验证。结果表明:模拟试件的耦合疲劳寿命试验结果分散系数为1.01,耦合疲劳寿命的预测结果与试验结果偏差小于24%,从而验证了疲劳寿命预测模型的正确性,为我国航空发动机热端部件的疲劳强度设计和验证提供了有效的技术途径。

关键词：涡轮转子叶片高低周复合载荷蠕变损伤累积耦合疲劳寿命正交载荷解耦协调加载控制

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基于等效FE-BEM法的层合板隔声性能

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航空动力学报 2024年第2期39卷 9-16页

作者：彭涛侯峰邹学锋戚志民韩啸中国飞机强度研究所航空声学与振动航空科技重点实验室西安710065 中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065 中国飞机强度研究所陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室西安710065

以对称层合板结构为对象,基于经典层合板理论,将其等效为单层各项异性板,采用FE-BEM法(hybrid finite element-boundary element method)分析了其在宽频噪声激励作用下的隔声特性。为验证等效方法的适用性,开展对称复合材料层合板模态... 详细信息

以对称层合板结构为对象,基于经典层合板理论,将其等效为单层各项异性板,采用FE-BEM法(hybrid finite element-boundary element method)分析了其在宽频噪声激励作用下的隔声特性。为验证等效方法的适用性,开展对称复合材料层合板模态测试和数值分析;为验证预估结论的正确性,将FE-BEM法结果与FE-SEA法(hybrid finite element-statistic energy analysis)结果、试验结果分别进行对比。结果表明:将等效方法用于对称层合板固有特性模拟是正确的,等效层合板的固有特性的仿真结果与试验值一致,误差在6.9%以内;等效方法和FE-BEM法结合进行对称层合板隔声预计是有效的,FE-BEM法预计结果与试验结果吻合良好;等效方法和FE-SEA法结合进行对称层合板隔声预计也是有效的,FE-BEM法比FE-SEA法所建模型计算耗时长,算例中计算耗时增大4.4%。

关键词： FE-BEM 隔声特性复合材料宽频激励层合板

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一种适用计算声学问题的网格间断人工黏性分布策略

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振动与冲击 2019年第11期38卷 95-100页

作者：王鑫余培汛杨海潘凯中国飞机强度研究所航空声学与动强度航空科技重点实验室

在计算声学数值模拟过程中,当空间离散采用高阶有限差分格式时,在网格间断处易出现短波发散问题,易污染整个计算域的数值解。针对该问题,在对称模板DRP格式的基础上,探索了曲线坐标系下交界面、奇异点等间断处人工黏性添加策略;经过初... 详细信息

在计算声学数值模拟过程中,当空间离散采用高阶有限差分格式时,在网格间断处易出现短波发散问题,易污染整个计算域的数值解。针对该问题,在对称模板DRP格式的基础上,探索了曲线坐标系下交界面、奇异点等间断处人工黏性添加策略;经过初始扰动绕圆柱传播算例的计算对比分析表明:声波随着时间推移,向空间逐步散开;当声波到达圆柱时,声波会发生部分反射现象,形成二次声源向空间传播,整个计算过程中未出现计算发散现象。研究结果表明,提出的人工黏性分布策略能有效解决间断处短波发散问题,为复杂构型的声场模拟提供技术支撑。

关键词：短波网格间断声波人工黏性圆柱

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