检索结果-内蒙古大学图书馆

振动工程学报 2024年第10期37卷 1651-1659页

作者：梁舒雅徐昕炜杨特王乐杨智春西北工业大学航空学院陕西西安710072 四川航天系统工程研究所四川成都610100 强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710072

飞机在服役中往往处于复杂多变的动载荷环境,动载荷定位是需首要解决的问题。本文针对飞机结构多种常见且易引起异常振动的动载荷定位需求,结合深度神经网络,建立了一种面向飞机结构的异常动载荷快速定位方法。采用长短期记忆(Long Shor... 详细信息

飞机在服役中往往处于复杂多变的动载荷环境,动载荷定位是需首要解决的问题。本文针对飞机结构多种常见且易引起异常振动的动载荷定位需求,结合深度神经网络,建立了一种面向飞机结构的异常动载荷快速定位方法。采用长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络构建可以精确描述结构所受动载荷的作用位置与振动响应间对应关系的逆向隐式函数模型,提出了基于LSTM神经网络分类模型的动载荷定位技术。建立了简化的全机结构有限元模型,对飞机在实际飞行中可能遇到的几个典型动载荷工况进行了模拟,准确完成了对动载荷的定位,并对所建立深度神经网络的抗噪性、鲁棒性进行了研究。仿真结果表明,所提方法对多种载荷工况下的动载荷位置可以进行准确识别,且在10 dB的测量噪声水平和2.8%的参数摄动下仍能保持较高的定位准确率。

关键词：动载荷定位深度神经网络 LSTM神经网络飞机结构反问题

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飞机结构螺栓连接细节疲劳断裂失效机制与寿命分析

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机械强度 2023年第6期45卷 1459-1464页

作者：樊俊铃张伟焦婷赵延广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 机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116023

针对随机块谱作用下飞机典型螺栓连接接头的疲劳失效,利用显微观测技术分析宏观和微观断口形貌特征,揭示螺栓连接结构细节的失效模式和微观失效机制。结合连接结构细节的疲劳载荷谱和微观疲劳条带特征,基于Paris公式定量反推接头的疲劳... 详细信息

针对随机块谱作用下飞机典型螺栓连接接头的疲劳失效,利用显微观测技术分析宏观和微观断口形貌特征,揭示螺栓连接结构细节的失效模式和微观失效机制。结合连接结构细节的疲劳载荷谱和微观疲劳条带特征,基于Paris公式定量反推接头的疲劳裂纹扩展和萌生寿命,建立载荷循环数、飞行小时数与疲劳裂纹长度之间的演化规律。研究表明,螺栓接头的疲劳裂纹萌生于螺栓孔下部表面应力集中处,呈多源模式,断面包括裂纹源区、扩展区和瞬断区等典型疲劳特征;寿命反推表明,两段函数式能够合理表征全寿命周期内疲劳裂纹扩展长度与载荷循环次数和飞行时间之间的演化规律;疲劳裂纹扩展和萌生寿命分别为3147.7 h、615.4 h,连接接头的设计方案与工艺尚需改进以满足安全寿命设计要求。

关键词：螺栓连接接头疲劳失效随机块谱断口形貌失效分析

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已知深度范围缺陷的选频带脉冲涡流检测方法

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中国机械工程 2018年第6期29卷 639-644页

作者：赵莹解社娟田明明仝宗飞李勇陈振茂机械结构强度与振动国家重点实验室陕西省无损检测结构完整性评价工程技术中心西安交通大学西安710049

为进一步提高对一定深度范围的局部减薄缺陷的检测能力,提出了选频带脉冲涡流检测方法。介绍了选频带脉冲涡流的工作原理,说明了选频带脉冲涡流激励信号的选取原则,比较了传统方波脉冲涡流与选频带脉冲涡流对一定深度范围的局部减薄缺... 详细信息

为进一步提高对一定深度范围的局部减薄缺陷的检测能力,提出了选频带脉冲涡流检测方法。介绍了选频带脉冲涡流的工作原理,说明了选频带脉冲涡流激励信号的选取原则,比较了传统方波脉冲涡流与选频带脉冲涡流对一定深度范围的局部减薄缺陷的检测灵敏度,并考察了选频带脉冲涡流的提离交叉点特征。数值实验结果表明:对于一定深度范围的局部减薄缺陷,选频带脉冲涡流比传统方波脉冲涡流检测灵敏度更高,且选频带脉冲涡流提离交叉点的特征能反映出缺陷深度。

关键词：频率选频带脉冲涡流检测检测灵敏度提离交叉点

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基于自适应分数阶正位置反馈的垂尾振动主动控制

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兵工学报 2024年第8期45卷 2542-2553页

作者：张家旋李斌牛文超李凯翔西北工业大学航空学院陕西西安710072 强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710065 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064 中国飞机强度研究所陕西西安710065

针对自适应正位置反馈(Adaptive Positive Position Feedback,APPF)控制器在控制效果与分数阶正位置反馈(Fractional Order Positive Position Feedback,FOPPF)控制器在针对摄动区间小的不足,提出一种分数阶APPF(Fractional Order Adaptive Positive Position Feedback,FOAPPF)控制器,使得控制器在控制效果提升的同时兼具强鲁棒性。基于不同参数对FOPPF控制器的影响,推导参数的最佳范围,将系统多个摄动模型的正弦扫频响应进行综合加权处理,并考虑系统远离共振频段的控制性能,构建附带约束条件的控制设计的目标函数。以粘有宏纤维复合材料(Macro Fiber Composites,MFC)的垂尾模型及其摄动模型为被控对象,设计相应的FOAPPF控制器。研究结果表明:相比FOPPF控制器,FOAPPF控制器闭环极点对参数摄动不敏感;相比APPF控制器,FOAPPF控制器的相频曲线在摄动频带内变化平缓,其控制效果受固有频率在线估计误差的影响更小;多种试验工况表明,FOAPPF控制器在不同摄动模型下均具有较好的控制效果,垂尾抖振响应均方根值至少降低了55%,且具有较好的鲁棒性,因此该控制器对垂尾结构的振动主动控制具有良好应用潜力。

关键词：正位置反馈固有频率在线估计摄动结构自适应控制分数阶控制

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典型民用飞机全机坠撞实验研究

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航空学报 2024年第5期45卷 377-397页

作者：刘小川惠旭龙张欣玥白春玉闫亚斌李肖成牟让科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结构冲击动力学航空科技重点实验室西安710065 陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室西安710065 西北工业大学航空学院西安710072 中航西飞民用飞机有限责任公司西安710089

民机全机坠撞实验是评价民用飞机适坠性的最直接手段,也是民机适坠性领域的世界性技术难题。提出全机坠撞实验高精度提升控制与高可靠投放方法,给出了结构响应、假人响应等关键物理量的测试方法,引入了分布式多目相机全场大变形连续测... 详细信息

民机全机坠撞实验是评价民用飞机适坠性的最直接手段,也是民机适坠性领域的世界性技术难题。提出全机坠撞实验高精度提升控制与高可靠投放方法,给出了结构响应、假人响应等关键物理量的测试方法,引入了分布式多目相机全场大变形连续测试方法。构建了全机坠撞动响应测试系统,使用统一时间基准触发,对坠撞后地面撞击载荷、结构加速度响应、假人响应以及飞机破坏变形进行了分析,获得了机体不同部位的响应分布规律;提出了修正的适坠性综合评估指数ICI。结果表明:全机坠撞实验测试数据完整可信,实验飞机在5.71 m/s垂直坠撞后,客舱地板下部结构变形严重,机翼的惯性效应导致中央翼区域机身上部结构产生明显变形;不同机身段的刚度差异造成该部位坠撞载荷和动响应的显著差异,刚度越大变形越小加速度响应越大;坠撞后乘员受载在安全范围内,客舱座椅结构完好,舱门可正常打开,乘员生存空间足够,乘员撤离通道畅通。实验飞机在给定状态下具有较好的适坠性,相比原始ICI指数,修正后的评估结果具有更好的工程适用性。

关键词：冲击动力学民用飞机全机坠撞全场测量结构吸能坠撞载荷适坠性评估

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大型水陆两栖飞机抗浪需求分析

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航空学报 2024年

作者：杨荣杨智春魏浩格西北工业大学航空学院强度与结构完整性全国重点实验室中航通飞华南飞机工业有限公司

我国海域辽阔，随着海洋活动增多，中远海域水上救援的需求越来越迫切。现有以直升机与船舶为主的救援体系存在任务距离短、抵达时间长等局限。大型水陆两栖飞机以其航程远、速度快及水面起降的能力，能够在中远海域实施快速有效的救援... 详细信息

我国海域辽阔，随着海洋活动增多，中远海域水上救援的需求越来越迫切。现有以直升机与船舶为主的救援体系存在任务距离短、抵达时间长等局限。大型水陆两栖飞机以其航程远、速度快及水面起降的能力，能够在中远海域实施快速有效的救援，是构建我国水上救援力量的关键航空装备，而影响水陆两栖飞机实施水上救援任务出勤率和性能的因素中，抗浪能力是关键因素之一。本文通过研究大型水陆两栖飞机水上救援任务模式对飞机的要求，基于救援任务目标海域的海况数据，提出了一种抗浪需求分析流程及方法，能够将抗浪需求量化为飞机与抗浪能力相关的设计指标。本文的研究为大型水陆两栖飞机的研制和水上救援体系的建设提供了技术参考。

关键词：水陆两栖飞机水上救援抗浪能力需求分析水载荷

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柔性表皮及蜂窝支撑结构面外变形机制

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科学技术与工程 2024年第20期24卷 8761-8766页

作者：艾森尹维龙郭瑜超常亮聂小华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 哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150080

变体飞行器可根据任务需求,自适应地改变气动布局,从而获得最优的飞行品质。由柔性表皮及蜂窝支撑结构复合而成的柔性蒙皮是实现变体飞行器构型变化的关键结构形式之一。但由于泊松效应的影响,柔性蒙皮在变形中易产生“凹陷”和“鼓包... 详细信息

变体飞行器可根据任务需求,自适应地改变气动布局,从而获得最优的飞行品质。由柔性表皮及蜂窝支撑结构复合而成的柔性蒙皮是实现变体飞行器构型变化的关键结构形式之一。但由于泊松效应的影响,柔性蒙皮在变形中易产生“凹陷”和“鼓包”等面外变形模式。为此,首先研究弹性模量、泊松比、表皮厚度、孔格尺寸、蜂窝构型等对面外变形的影响规律。然后基于孔格填充法,分析填充物与蜂窝壁在粘接良好和未粘接状态下的变形特性。结果表明:柔性蒙皮的面外变形与相关参数并非都呈现出线性变化关系;在蜂窝孔格内填充弹性材料,可抑制柔性蒙皮的面外变形,但填充材料是否与蜂窝壁粘接良好,对柔性表皮面外变形影响较大,在工程设计时,需重点关注。

关键词：变体飞行器柔性表皮蜂窝结构面外变形

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基于损伤力学的疲劳全寿命数值预估方法

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科学技术与工程 2024年第11期24卷 4776-4783页

作者：石欣桐杨宇肖迎春黄博冯威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 西北工业大学航空学院西安710072

疲劳失效是影响结构件使用安全的主要问题,对疲劳寿命进行准确预测具有重要的工程意义。基于采用平均应力修正的损伤力学演化模型,结合有限元法建立了同时考虑裂纹萌生与扩展的疲劳全寿命数值预估方法。为了验证该方法,开展了不同应力... 详细信息

疲劳失效是影响结构件使用安全的主要问题,对疲劳寿命进行准确预测具有重要的工程意义。基于采用平均应力修正的损伤力学演化模型,结合有限元法建立了同时考虑裂纹萌生与扩展的疲劳全寿命数值预估方法。为了验证该方法,开展了不同应力水平下铝合金开孔板试样疲劳试验与疲劳数值模拟。结果表明,基于所建立的疲劳数值分析方法能够有效预测开孔板裂纹扩展过程及疲劳全寿命,预测寿命误差带在两倍以内。

关键词：损伤力学疲劳寿命预估平均应力

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MFC压电作动器功能退化的最小二乘支持向量机预测建模

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机械科学与技术 2024年

作者：王振宇王国良马经忠王巍谷迎松西北工业大学航空学院强度与结构完整性全国重点实验室江西洪都航空工业集团有限责任公司

MFC压电作动器在应力场作用下会发生功能退化。建立有效方法预测MFC压电作动器的功能退化，得到不同应力场作用下其作动功能退化程度，将为其功能可靠性研究提供支撑。本文针对应力场作用下MFC压电作动器作动功能退化的预测问题，提出... 详细信息

MFC压电作动器在应力场作用下会发生功能退化。建立有效方法预测MFC压电作动器的功能退化，得到不同应力场作用下其作动功能退化程度，将为其功能可靠性研究提供支撑。本文针对应力场作用下MFC压电作动器作动功能退化的预测问题，提出基于最小二乘支持向量机（LSSVM）方法建立MFC压电作动器功能退化预测模型的思路。以MFC作动功能退化比数据为样本，建立了MFC压电作动器功能退化的LSSVM预测模型。预测结果与实测数据对比表明，可以在MFC压电作动器使用允许的应力水平范围内，对其功能退化行为进行准确预测。

关键词： MFC压电作动器功能退化最小二乘支持向量机功能退化预测

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在弹道冲击条件下超高分子量聚乙烯纤维复合材料板破坏模式

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兵工学报 2024年

作者：甄泓肖李军杜成鑫宋卫东北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室强度与结构完整性全国重点实验室南京理工大学机械工程学院

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）因其轻质和超强的机械性能而广泛应用于防护领域，可以有效抵御弹丸冲击，然而其细观抗侵彻机理及弹道冲击破坏模式还有待进一步研究。本研究主要以二维机织和单向（UD）UHMWPE复合材料为研究对象，建立了考... 详细信息

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）因其轻质和超强的机械性能而广泛应用于防护领域，可以有效抵御弹丸冲击，然而其细观抗侵彻机理及弹道冲击破坏模式还有待进一步研究。本研究主要以二维机织和单向（UD）UHMWPE复合材料为研究对象，建立了考虑纤维复合材料细观结构特征的弹道冲击有限元分析模型，针对不同厚度、不同纤维铺层数的复合材料板开展了正/斜侵彻数值模拟，并与试验结果进行了对比分析，验证了数值模拟结果的可靠性。在此基础上，研究了复合材料板在不同冲击条件下的破坏模式与能量吸收特性。结果表明，不同速度下复合材料板的破坏模式大致相同，速度越低靶板的变形区域越大，靶板吸收的能量越少，这反映了材料在低速冲击下更趋向于发生大范围塑性变形而非局部脆性断裂；随着侵彻角度的减小，弹丸与目标材料的相互作用时间显著增加，促进了能量的传递与吸收。本研究不仅深入探讨了UHMWPE复合材料的弹道冲击力学响应，还明确了不同冲击条件下材料的破坏模式与能量吸收机制，为设计具有高效抗侵彻性能的复合材料靶板提供了坚实的理论基础。

关键词：复合材料冲击动力学破坏机理有限元模拟

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