检索结果-内蒙古大学图书馆

中国公路学报 2025年第1期38卷 73-82页

作者：童朝霞邢大鹏郝志宾许国一冯锦艳北京航空航天大学交通科学与工程学院

为了研究黄土在冲击荷载作用下的动力响应特性，利用可靠的分离式霍普金森压杆（SHPB）试验技术，对含水率分别为13%、16%、19%和22%的黄土试样进行了多组不同应变率的冲击压缩试验，撞击杆的设计速度分别为4、6、8、10 m·s-1。试... 详细信息

为了研究黄土在冲击荷载作用下的动力响应特性，利用可靠的分离式霍普金森压杆（SHPB）试验技术，对含水率分别为13%、16%、19%和22%的黄土试样进行了多组不同应变率的冲击压缩试验，撞击杆的设计速度分别为4、6、8、10 m·s-1。试验结果表明：冲击荷载作用下黄土试样的动应力-应变响应过程具有明显的分段性，可划分为弹性变形、塑性流动和破坏3个阶段；应变率和含水率的变化对黄土试样的动力特性影响显著，其中应变率的增加导致黄土试样出现塑性流动阶段延长的现象，含水率的增加则使得黄土试样的动应力-应变发展过程表现出由以塑性流动为主向以脆性破坏为主的转化趋势；黄土试样的屈服强度、破坏强度和破坏应变均随着应变率的增加而增加，随着含水率的增加而减小；黄土试样的压缩波速主要受含水率的影响，含水率越高，波速越大。采用考虑损伤演化的Z-W-T元件组合模型对由试验获得的黄土试样动力响应进行了模拟，结果显示由元件组合模型模拟得到的黄土试样动应力-动应变关系曲线与由分离式霍普金森压杆试验得到的动应力-应变曲线具有很好的一致性；在此基础上，对元件组合模型参数进行了深入分析，发现黄土试样对高应变率的响应比对低应变率的响应更为敏感。

关键词：路基工程动力特性分离式霍普金森压杆黄土含水率元件组合模型高应变率

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基于统一硬化模型的隧道施工引发土体变形数值模拟

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岩土力学 2025年第3期46卷 1013-1024,1038页

作者：武孝天姚仰平魏然崔文杰北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100083

隧道施工引发的周围土体变形和地表沉降会对邻近地下结构及地面建筑物产生不利影响。对隧道施工引发土体变形进行数值模拟时,土体本构模型的选择十分重要。基于统一硬化(unified hardening,简称UH)参数的UH模型具有概念清晰、参数较少... 详细信息

隧道施工引发的周围土体变形和地表沉降会对邻近地下结构及地面建筑物产生不利影响。对隧道施工引发土体变形进行数值模拟时,土体本构模型的选择十分重要。基于统一硬化(unified hardening,简称UH)参数的UH模型具有概念清晰、参数较少、实用性强等优势,已服务于多个重大工程。基于考虑小应变范围内弹性剪切模量非线性衰减的UH模型,对伦敦Crossrail隧道在海德公园开挖和衬砌建造施工全过程开展了流固耦合有限元模拟。有限元预测结果与现场实测数据具有较好的吻合,详细分析了隧道施工过程中地表沉降和土体变形规律。最后通过与考虑小应变特性的修正剑桥(modified Cam-clay,简称MCC)模型计算结果比较,进一步验证了UH模型在描述超固结土应力应变特性上的优势。

关键词：本构模型有限元模拟隧道沉降水平位移

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电解水制氢技术:进展、挑战与未来展望

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工程科学学报 2025年第2期47卷 282-295页

作者：张正宋凌珺北京航空航天大学交通科学与工程学院北京102200

实现全球碳中和是各国在2050年制定的重要目标之一,旨在减缓气候变化的不良影响.氢能作为一种极具潜力的清洁能源,凭借其高能量密度、零碳排放、可再生性强等特性,被视为实现能源转型与应对气候变化的重要载体.为了实现这些目标,利用电... 详细信息

实现全球碳中和是各国在2050年制定的重要目标之一,旨在减缓气候变化的不良影响.氢能作为一种极具潜力的清洁能源,凭借其高能量密度、零碳排放、可再生性强等特性,被视为实现能源转型与应对气候变化的重要载体.为了实现这些目标,利用电解水制取氢气已经成为解决全球碳中和问题的重要关键方案之一.本文综述了碱性电解水、质子交换膜电解水、阴离子交换膜电解水和固体氧化物电解水制氢技术的最新进展,并对这四种电解水技术的工作原理、结构特点以及优缺点进行了详尽比较.此外,总结了电解水制氢催化剂材料的研究进展,尤其是新型材料的开发与结构优化,旨在提升材料的催化活性与稳定性.讨论了海水电解制氢和耦合制氢等新兴技术,强调通过电解质组成优化、高效双功能催化剂开发及利用小分子氧化反应热力学优势,可有效提升电解水制氢效率和系统稳定性.最后,提出了电解水制氢技术的发展趋势与未来研究方向,包括提升催化剂性能、降低电解过程能耗、开发新型电解设备等,旨在促进电解水制氢技术的进步,助力全球碳中和目标的实现,并为未来的研究提供参考与指导.

关键词：碳中和氢能电解水制氢催化剂电极材料

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UH模型数值计算优化分析

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北京航空航天大学学报 2025年第2期51卷 546-552页

作者：张奎姚仰平北京航空航天大学交通科学与工程学院北京102206

数值计算是进行岩土工程问题分析的重要工具,将统一硬化(UH)模型准确、高效地应用于岩土工程数值计算具有重要价值。基于此,研究分析了UH模型在理论继承性、加卸载判断、等效思想应用等方面的优越性,开发了UH模型图形用户界面(GUI)组件... 详细信息

数值计算是进行岩土工程问题分析的重要工具,将统一硬化(UH)模型准确、高效地应用于岩土工程数值计算具有重要价值。基于此,研究分析了UH模型在理论继承性、加卸载判断、等效思想应用等方面的优越性,开发了UH模型图形用户界面(GUI)组件和用户自定义材料(UMAT)子程序,进而将UH模型有效嵌入有限元软件,并通过应用切线刚度矩阵的对称化方法及低压应力变换改进公式改进了数值计算的收敛性。将UH模型应用于地基荷载板试验模拟,发现UH模型计算所得荷载-沉降曲线与试验数据较为接近,体现了UH模型在地基变形计算中的可靠性。研究结果实现了UH模型数值计算功能的有效开发及计算方法的改进优化,对解决复杂岩土工程问题具有重要价值。

关键词：数值计算统一硬化模型用户自定义材料收敛性地基承载力

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可变形超材料技术发展现状及应用综述

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中国科学:物理学、力学、天文学 2025年第3期55卷 155-175页

作者：王惠添王铖玉陈卓殷莎北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

未来智能飞行器将向跨速域、跨介质、多种应用场景自由切换的需求方向发展,对其外形结构设计提出了严苛的挑战.飞行器的可变形能力可以大幅提高其环境适应性,是该领域未来的重要发展方向.可变形超材料具有独特的多功能特性和不依赖机械... 详细信息

未来智能飞行器将向跨速域、跨介质、多种应用场景自由切换的需求方向发展,对其外形结构设计提出了严苛的挑战.飞行器的可变形能力可以大幅提高其环境适应性,是该领域未来的重要发展方向.可变形超材料具有独特的多功能特性和不依赖机械机构的可变形能力,展现出巨大的应用潜力.本文对可变形超材料的发展现状及其在载运工具领域的应用进行综述,为进一步研究提供参考和指导,有望推动包括先进飞行器在内的载运工具的创新设计.

关键词：智能飞行器智能材料可变形超材料微结构设计

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力学分析中的对称性与守恒律分析方法研究进展

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力学进展 2025年第1期55卷 80-112页

作者：邱志平邱宇张培宣北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学沈元学院北京100191

本文综述了力学分析中对称性与守恒律的研究进展.首先,介绍了连续系统中的Lie群对称性,包括微分方程和偏微分方程的Lie群对称性、泛函的Lie群对称性及其守恒律,以及扰动微分方程的近似Lie对称性,并通过实例分析了这些对称性在实际中的应... 详细信息

本文综述了力学分析中对称性与守恒律的研究进展.首先,介绍了连续系统中的Lie群对称性,包括微分方程和偏微分方程的Lie群对称性、泛函的Lie群对称性及其守恒律,以及扰动微分方程的近似Lie对称性,并通过实例分析了这些对称性在实际中的应用.接着,探讨了离散系统的对称性与守恒律,重点介绍了离散系统的动力学方程、Noether对称性、Lie对称性及Mei对称性,并结合具体应用实例进行了说明.最后,综述了随机系统中的对称性与守恒律,讨论了Ito型和Stratonovich型随机微分方程的对称性,特别是在统计意义下对随机微分方程对称性的理解.本文旨在为后续研究提供理论参考,推动相关领域的进一步发展.

关键词：对称性守恒律连续系统离散系统随机系统

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可悬停仿生扑翼微型飞行器气动设计综述

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空气动力学学报 2025年第2期43卷 1-26,I0001页

作者：程诚陈隆张艳来吴江浩北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

可悬停仿生扑翼微型飞行器以昆虫或蜂鸟为仿生对象,具有可悬停、气动效率高、隐蔽性强等特点,应用前景广阔。然而现有仿生扑翼微型飞行器的气动力和气动效率与生物对象仍有较大差距,影响了续航和负载能力,限制了其实际应用场景。本文综... 详细信息

可悬停仿生扑翼微型飞行器以昆虫或蜂鸟为仿生对象,具有可悬停、气动效率高、隐蔽性强等特点,应用前景广阔。然而现有仿生扑翼微型飞行器的气动力和气动效率与生物对象仍有较大差距,影响了续航和负载能力,限制了其实际应用场景。本文综述了可悬停仿生扑翼微型飞行器的研究现状、气动分析方法、生物高升力机理及其应用,重点梳理了实现扑翼高升力、高气动效率、低噪声等的关键设计方案,并分析了这些设计参数对飞行器性能的影响规律。最后,展望了可悬停仿生扑翼微型飞行器气动设计的未来发展方向,为后续研究提供参考和借鉴。

关键词：扑翼微型飞行器气动设计仿生扑翼空气动力学可悬停飞行

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基于学习算法的结构大变形预测及气动弹性分析

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北京航空航天大学学报 2025年第3期51卷 943-952页

作者：陈乔安朝谢长川杨超北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

大柔性飞行器在气动载荷作用下会产生较大的结构变形,动力学特性发生明显改变,准确的结构变形预测对大柔性飞行器设计及气动弹性仿真具有重要意义。几何非线性有限元等全阶结构模型仿真效率低,已有的非线性结构降阶模型(ROM)具有较高的... 详细信息

大柔性飞行器在气动载荷作用下会产生较大的结构变形,动力学特性发生明显改变,准确的结构变形预测对大柔性飞行器设计及气动弹性仿真具有重要意义。几何非线性有限元等全阶结构模型仿真效率低,已有的非线性结构降阶模型(ROM)具有较高的仿真效率,但建立降阶模型的过程中需要大量样本数据。基于学习算法建立考虑几何非线性因素的大柔性结构静变形预测模型,利用均方根误差(RMSE)对该预测模型进行性能评估,论证几类学习算法在结构大变形预测中的适用性。结合结构大变形预测模型与曲面涡格法(VLM)提出一种新的几何非线性静气动弹性分析方法,兼顾计算精度与效率。采用所提方法计算单梁式机翼静气动弹性变形,对比仿真结果与风洞试验结果,表明所提方法计算精度及效率高,实际应用价值较大。

关键词：几何非线性机器学习气动弹性涡格法结构大变形

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飞机环控系统发动机动态引气地面试验设备总体设计方法

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北京航空航天大学学报 2025年第2期51卷 573-583页

作者：吴豪郑永贵刘猛王浚北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

飞机环控系统(ECS)在动态工作时的故障是困扰环控系统设计和改进的一大难题。传统ECS地面试验设备只具备稳态供气或小范围慢速动态供气的能力,难以复现ECS在空中快速剧烈动态引气的环境。为弥补环控系统动态试验能力的不足,建立了参数... 详细信息

飞机环控系统(ECS)在动态工作时的故障是困扰环控系统设计和改进的一大难题。传统ECS地面试验设备只具备稳态供气或小范围慢速动态供气的能力,难以复现ECS在空中快速剧烈动态引气的环境。为弥补环控系统动态试验能力的不足,建立了参数覆盖范围最大、动态指标最高的环控引气双发动态模拟试验台,可以为环控系统模拟不同发动机在不同工作状态下的动态引气环境。使用总阀调压、冷热掺混调温的方式实现温度压力联合调节,合理分配各环节阻力关系以减弱调压-调温过程的耦合;使用旁路加热器供热、换热器换热的方式保证温度调节的快速性;采用双阀联动控制保证压力调节的大范围和高精度,双流量计互补测量以保证稳态测量精度和动态测量速度;基于传统分布式控制系统建立反射内存卡快速交互网络,实现控制系统的快速响应,采用基于专家系统的查表比例积分微分(PID)算法提升控制器的控制效果。试验结果显示所设计试验台具备快速、大覆盖范围的动态调温调压能力。

关键词：飞机环控系统发动机引气环境模拟流体输运解耦控制动态控制

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飞机数字虚拟飞行仿真计算方法及其应用

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航空学报 2025年第5期46卷 169-192页

作者：王立新牛一龙刘海良王晋王显龙乐挺北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

数字虚拟飞行仿真计算是一种基于“人-机-环”数学模型的一个完整飞行任务的仿真计算。在方案设计阶段,采用该方法能初步完成飞机飞行品质等级、适航符合性等评定,有效地解决在飞机研制后期若试验/试飞发现问题无法修改设计等问题。对... 详细信息

数字虚拟飞行仿真计算是一种基于“人-机-环”数学模型的一个完整飞行任务的仿真计算。在方案设计阶段,采用该方法能初步完成飞机飞行品质等级、适航符合性等评定,有效地解决在飞机研制后期若试验/试飞发现问题无法修改设计等问题。对于同一科目不同飞行状态或民机改型有关科目的适航审定等,可直接应用数字虚拟飞行仿真计算的结果,且该计算方法在民机适航审定中的应用日益广泛。较系统地介绍了飞机数字虚拟飞行仿真计算方法,特别是评估飞行任务及数字化与数字飞行员建模方法等,并给出了该方法在民机构型参数设计与使用条件确定、复杂场景的飞行性能精确计算、民机适航符合性评估、军机飞行品质评定和Ⅲ类非线性PIO预测等方面的应用示例。数字虚拟飞行仿真计算为飞机设计、适航取证或飞行品质评定等提供了一套实用的数学计算方法。

关键词：数字虚拟飞行仿真飞行员建模适航符合性评估飞行品质评定非线性PIO预测

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