检索结果-内蒙古大学图书馆

材料工程 2025年第3期53卷 95-104页

作者：王洋冉先喆苏磊孔德智博程序李卓刘栋北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院浙江宁波315800 中国航空技术国际控股有限公司北京100027 北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191

未来高推重比先进航空发动机的发展对新型高性能轻质高温压气机整体叶盘需求迫切。激光增材制造TC25GTiAl4822双金属梯度结构材料作为轻质高压压气机整体叶盘备选的一种重要材料体系,其梯度过渡层合金的成分选择和凝固组织研究对指导相... 详细信息

未来高推重比先进航空发动机的发展对新型高性能轻质高温压气机整体叶盘需求迫切。激光增材制造TC25GTiAl4822双金属梯度结构材料作为轻质高压压气机整体叶盘备选的一种重要材料体系,其梯度过渡层合金的成分选择和凝固组织研究对指导相关构件结构性能设计具有关键影响。为理解(1-x)TC25G-xTiAl4822梯度成分合金随粉末原料中TiAl4822预合金粉末含量变化而出现的凝固组织演变行为,利用激光快速熔炼技术制备了两种单一原料(TC25G和TiAl4822)成分合金锭和9种混合原料成分合金锭,并采用光镜、扫描电镜、XRD和透射电镜等材料表征设备和硬度测量装置进行研究。研究结果表明:随原料中TiAl4822合金粉末含量的增加,合金凝固晶粒特征变化为树枝晶→等轴晶→树枝晶。合金室温显微组织发生如下的转变:α_(p)+α_(s)+β+α_(2)→α_(p)+α_(s)+α_(2)+β/B2→α+α_(2)+β/B2→α_(2)+B2→γ+γ/α_(2)+B2→γ+γ/α_(2);由于不同成分合金中的相类型和含量变化,合金维氏硬度值呈先增加后减小的变化趋势,且在粉末比例为50%~70%时具有极大突变,硬度由620HV降到450HV。上述相关研究结果为双金属过渡层合金的成分选择需避开中间比例粉末含量范围提供了基础依据。

关键词：激光熔炼技术梯度成分合金凝固组织相演变硬度转变

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TC4合金腐蚀缺陷的非线性表面波检测方法

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航空动力学报 2025年第3期40卷 345-353页

作者：苏贤金胡剑辉李少林齐红宇石多奇杨晓光北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学航空发动机结构强度北京市重点实验室北京100191

针对航空发动机压气机叶片材料TC4合金的热腐蚀问题,提出了一种基于非线性表面波的无损检测方法。首先,通过数值模拟研究了不同缺陷尺寸的非线性超声表面波的传播行为,探讨了椭球缺陷尺寸与非线性系数之间的规律;然后,通过建立超声检测... 详细信息

针对航空发动机压气机叶片材料TC4合金的热腐蚀问题,提出了一种基于非线性表面波的无损检测方法。首先,通过数值模拟研究了不同缺陷尺寸的非线性超声表面波的传播行为,探讨了椭球缺陷尺寸与非线性系数之间的规律;然后,通过建立超声检测探头楔块模型,研究了楔块特征尺寸对表面波转化效率的影响;最后,设计并搭建了非线性超声检测系统,对数值结果进行了试验验证。结果表明:检测探头楔块的长度和角度会影响表面波的转化效率;通过数值仿真和试验验证,发现在相同深宽比下腐蚀缺陷尺寸与非线性系数呈负相关,说明可以用非线性超声系数表征材料的腐蚀损伤程度。

关键词：热腐蚀点蚀坑 TC4合金表面波非线性系数 COMSOL 楔块

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连接结构局部状态改变所致波模态转换特性的数值分析方法

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航空动力学报 2025年第1期40卷 315-325页

作者：王文君范雨李琳北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学航空发动机结构强度北京市重点实验室北京100191

提出了一种数值方法来计算连接结构局部状态变化所致的波模态转换特性,并以柱壳-法兰为例,分析了不同局部状态下的波模态转换规律,结果发现不同局部状态变化会导致某些特征波模态发生剧烈的幅值变化。首先,改进了波有限元的Zhong-Willi... 详细信息

提出了一种数值方法来计算连接结构局部状态变化所致的波模态转换特性,并以柱壳-法兰为例,分析了不同局部状态下的波模态转换规律,结果发现不同局部状态变化会导致某些特征波模态发生剧烈的幅值变化。首先,改进了波有限元的Zhong-Williams格式,使其能够计算柱壳结构中的重根波模态。将这些重根波模态与周向均布4颗螺栓的法兰有限元模型结合,给出了构造扩散矩阵的主要步骤。其次,采用频散曲线和强迫响应验证了所提方法的数值精度。最后,线性降低螺柱弹性模量来表征螺栓某种局部状态变化,并依次向法兰连接入射周向波数为0~8的行波模态。结果发现单个螺栓、相邻螺栓、对角螺栓状态变化会将能量从入射波模态转入到某些特征波模态中,其幅值相对变化量最高可达36倍。这说明特征波模态之间的能量转换能够为连接结构的局部状态监测提供一种极具敏感性的指标。

关键词：波有限元法 Zhong-Williams格式螺栓松动结构健康监测波模态转换

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碳纤维复合材料液压缸的活塞杆力学分析与设计

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机械工程学报 2025年第4期61卷 314-322页

作者：尚耀星王业硕于天李瑶焦宗夏北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学飞行器一体化控制全国重点实验室北京100191 北京航空航天大学先进机载系统工业和信息化部重点实验室北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院宁波315800

碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced composites,CFRP)凭借其优异性能在液压元件与系统轻量化方面受到广泛关注。目前,CFRP在液压缸上的应用主要集中于缸筒,而在活塞杆中的应用研究较少。针对大推拉力的细活塞杆的轻量化,从复... 详细信息

碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced composites,CFRP)凭借其优异性能在液压元件与系统轻量化方面受到广泛关注。目前,CFRP在液压缸上的应用主要集中于缸筒,而在活塞杆中的应用研究较少。针对大推拉力的细活塞杆的轻量化,从复合材料杆的力学简化模型出发,研究复合材料的厚度、角度参数的影响,指导复合材料杆的铺层设计。对于CFRP活塞杆的金属-非金属连接结构,设计CFRP与金属接头的凸台嵌合结构,并对结构参数进行优化。形成基于有限元的异质材料活塞杆分析方法,设计试制轻量化活塞杆样件,并组装成液压缸样机进行测试,试验结果表明活塞杆满足设计要求,比同尺寸钢制活塞杆减重64.77%,验证了CFRP在液压缸制造中的可行性和轻量化潜力。

关键词：液压缸活塞杆轻量化碳纤维增强复合材料

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基于不确定理论的网络时间可靠性评估方法

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北京航空航天大学学报 2025年第4期51卷 1267-1276页

作者：马骥李瑞莹张清源康锐北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191 可靠性与环境工程技术重点实验室北京100191 杭州市北京航空航天大学国际创新研究院(北京航空航天大学国际创新学院) 杭州311115

针对现有的网络时间可靠性评估方法往往只考虑固有不确定性的影响,而忽略由于故障信息不足而导致的认知不确定性对可靠性评估结果影响的问题,提出一种基于不确定理论的新方法。根据网络可靠性关注的节点范围,设计了单节点对和多节点对... 详细信息

针对现有的网络时间可靠性评估方法往往只考虑固有不确定性的影响,而忽略由于故障信息不足而导致的认知不确定性对可靠性评估结果影响的问题,提出一种基于不确定理论的新方法。根据网络可靠性关注的节点范围,设计了单节点对和多节点对时间可靠度两类度量参数,提出了扩展不确定网络模型可直接实现对节点和链路上的认知不确定性特征建模,并进一步设计了基于最可靠路径和最可靠扩展不确定子网络的单节点和多节点对时间可靠度算法。分别以一个六节点网络、中国教育和科研计算机网(CERNET)骨干网络为例,应用所提方法实现了2种时间可靠性指标的评估,验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：时间可靠性评估认知不确定性扩展不确定网络不确定理论确信可靠性

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碳纤维液压缸纤维增强层正向设计方法

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机械工程学报 2025年第2期61卷 338-345页

作者：尚耀星姜超凡于天李瑶王业硕焦宗夏北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术国家级重点实验室北京100191 北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院宁波315800

液压缸在航空航天、工程机械等领域的轻量化有着很大潜力,其中碳纤维替代金属就是重点方向之一。以往碳纤维液压缸纤维增强层的设计大多基于工程经验,缺乏正向设计方法,由于碳纤维增强层的强度和刚度直接由碳纤维的总层数和每层的铺层... 详细信息

液压缸在航空航天、工程机械等领域的轻量化有着很大潜力,其中碳纤维替代金属就是重点方向之一。以往碳纤维液压缸纤维增强层的设计大多基于工程经验,缺乏正向设计方法,由于碳纤维增强层的强度和刚度直接由碳纤维的总层数和每层的铺层角度综合决定的,所以为了满足液压缸耐压和密封等设计需求,提出一种碳纤维液压缸纤维增强层的正向设计方法,确定了碳纤维增强层的总层数和每层铺层角度。设计方法共分为两步,第一步利用复合材料网格理论确定增强层纤维总层数,第二步基于层合筒力学模型,利用多目标粒子群算法得到优质解集Pareto前沿,然后根据评价函数选择出最合适的角度铺层方案。给出一实例通过正向设计方法获得最佳铺层方案,利用有限元进行应力计算,根据蔡吴强度理论进行强度校核,与正向设计方法计算出的结果比对之后,证明了该正向设计方法的可行性。根据仿真数据分析了铺层角度对强度刚度影响的规律。最后以最佳铺层方案为例,说明了利用该正向设计方法设计的碳纤维增强层相比于替代掉的金属有着很好的减重效果。

关键词：液压缸轻量化碳纤维纤维增强层铺层正向设计

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丝网印刷石墨烯标签天线的不确定性分析

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北京航空航天大学学报 2025年第3期51卷 857-864页

作者：李凯沈志刚张晓静北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 粉体技术研究开发北京市重点实验室北京100191

石墨烯标签天线因具有价格低廉和环境友好的优势而有望替代金属标签天线。然而,石墨烯标签天线在制备过程中受到丝网印刷工艺和石墨烯油墨的影响,不可避免地引入不确定性,使得实际阅读距离与理论值不符。为指导包含不确定性的石墨烯标... 详细信息

石墨烯标签天线因具有价格低廉和环境友好的优势而有望替代金属标签天线。然而,石墨烯标签天线在制备过程中受到丝网印刷工艺和石墨烯油墨的影响,不可避免地引入不确定性,使得实际阅读距离与理论值不符。为指导包含不确定性的石墨烯标签天线的设计,使天线阅读距离处于特定范围内,提出一种基于区间分析的算法。通过分析天线理论公式,得到不确定性参数;根据制备经验,为每个不确定性参数估计区间范围,使用区间分析算法(包括区间数学建模和顶点法)计算阅读距离的上下限;通过实验测量了石墨烯标签天线的阅读距离,验证了所提算法。结果表明:所提算法可以有效地计算石墨烯标签天线的阅读距离区间,有助于石墨烯标签天线的实际使用,并为制造过程中的不确定性分析提供指导。

关键词：石墨烯标签天线阅读距离区间分析不确定性

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主燃级参数对中心分级燃烧室 NO_(x)排放的影响规律研究

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燃烧科学与技术 2025年第1期31卷 1-7页

作者：王季成林宇震韩猛王瑜琢韩啸王建臣北京航空航天大学国家卓越工程师学院北京102206 北京航空航天大学航空发动机研究院北京102206 北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室北京102206

针对中心分级燃烧室,通过高温高压实验研究了主燃级旋流数、出口轴向速度、套筒张角等主燃级结构参数和压力、温度、油气比、分级比等气动参数对NO_(x)排放的影响规律.结果表明,主燃级旋流数0.7头部方案的NO_(x)排放最少;随着主燃级出... 详细信息

针对中心分级燃烧室,通过高温高压实验研究了主燃级旋流数、出口轴向速度、套筒张角等主燃级结构参数和压力、温度、油气比、分级比等气动参数对NO_(x)排放的影响规律.结果表明,主燃级旋流数0.7头部方案的NO_(x)排放最少;随着主燃级出口轴向速度的增大,NO_(x)的排放减少;在20°~30°范围内,随着主燃级套筒张角变大,NO_(x)的排放增多.主、预燃级同时工作时,主燃级旋流数0.9头部方案的主燃级NO_(x)的排放最少,主燃级出口轴向速度70 m/s头部方案的NO_(x)排放最少;在20°~30°范围内,随着主燃级套筒张角变大,NO_(x)的排放减少.

关键词：中心分级燃烧室主燃级参数高温高压实验 NO_(x)排放

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火花能量及相位对点火成功率影响的数值模拟

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航空动力学报 2025年第3期40卷 102-112页

作者：李晶茹黄勇北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191 先进航空发动机协同创新中心北京100191

为了研究火花能量及相位对航发燃烧室点火成功率的影响,采用大涡模拟(LES)方法对轴径向旋流器燃烧室点火过程进行模拟。模拟结果表明增大火花能量至10 J后点火仍具有随机性,同种可燃工况下单脉冲火花点火并非都能建立稳定火焰,且增大火... 详细信息

为了研究火花能量及相位对航发燃烧室点火成功率的影响,采用大涡模拟(LES)方法对轴径向旋流器燃烧室点火过程进行模拟。模拟结果表明增大火花能量至10 J后点火仍具有随机性,同种可燃工况下单脉冲火花点火并非都能建立稳定火焰,且增大火花能量后火花相位对点火成功率的影响并没有得到改善,单个火花能量释放持续时间0.2 ms远小于流场脉动周期8.76 ms是造成火花相位严重影响点火结果的根本所在。在总点火能量相同的前提下在单脉冲点火失败的火花相位进行多脉冲点火,验证了在一个流场脉动周期内采用多个火花脉冲代替单个火花脉冲点火是减小随机性对点火成功率影响的有效途径。

关键词：大涡模拟火花相位火花能量燃烧室点火成功率

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格栅湍流下翼尖涡摇摆运动及统计特性演化规律

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空气动力学学报 2025年第1期43卷 121-129,61,I0002页

作者：王志远潘翀程泽鹏北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 天目山实验室杭州310023

来流湍流度是影响翼尖涡不稳定运动及其发展演化行为的重要因素。本文在基于机翼弦长的雷诺数Re_(c)=1.1×10^(4)条件下,通过时间解析的体视粒子图像测速技术测量了不同来流湍流度条件下孤立翼尖涡在不同流向站位处的速度场。结果表... 详细信息

来流湍流度是影响翼尖涡不稳定运动及其发展演化行为的重要因素。本文在基于机翼弦长的雷诺数Re_(c)=1.1×10^(4)条件下,通过时间解析的体视粒子图像测速技术测量了不同来流湍流度条件下孤立翼尖涡在不同流向站位处的速度场。结果表明,来流湍流度的增大显著增强了翼尖涡的不稳定摇摆运动,不同来流条件下翼尖涡摇摆运动幅值沿流向线性增长,并满足对来流脉动速度的统一标度规律。摇摆运动对翼尖涡统计量的计算有显著影响,通过系综平均方法修正摇摆运动对统计量测量结果的影响后进一步发现,在本实验测量的参数空间内不同来流条件下翼尖涡涡核半径满足相同的增长规律,翼尖涡沿流向的发展演化表现为黏性扩散为主导的衰减机制。

关键词：翼尖涡湍流度摇摆运动统计特性体视粒子图像测速

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