检索结果-内蒙古大学图书馆

华东交通大学学报 2024年第5期41卷 29-38页

作者：周运来姚峰白春玉李凯翔朱胜阳西安交通大学航天航空学院复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室陕西西安710049 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西安710065 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都611756

【目的】为了解决结构损伤检测中有限元法建模不精确和计算成本高的问题,提出了一种结合谱元法与北方苍鹰优化算法(NGO)的结构健康监测(SHM)技术。【方法】首先,采用谱元法建立结构的频响函数,并应用于结构的损伤定位与损伤检测目标函... 详细信息

【目的】为了解决结构损伤检测中有限元法建模不精确和计算成本高的问题,提出了一种结合谱元法与北方苍鹰优化算法(NGO)的结构健康监测(SHM)技术。【方法】首先,采用谱元法建立结构的频响函数,并应用于结构的损伤定位与损伤检测目标函数的构造,将损伤检测划分为两阶段问题,以降低算法优化维度和检测复杂性。其次,引入北方苍鹰优化算法(NGO),对目标函数进行优化求解。最后,以平面桁架结构和ASCE Benchmark结构为研究对象,利用NGO、粒子群优化(PSO)和蚁狮优化(ALO)算法对其各种损伤工况进行损伤检测性能对比。【结果】结果表明,在低维度和简单结构中,NGO,PSO和ALO算法均表现出良好的求解能力;但在高维度和大型复杂结构中,NGO相较于PSO和ALO算法具有更高的损伤检测能力和鲁棒性。【结论】改进后的方法提高了损伤检测数值建模的精度。

关键词：谱元法损伤检测 NGO ASCE Benchmark Structure

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基于变几何数字超材料的分布式主动变形点阵结构

基于变几何数字超材料的分布式主动变形点阵结构

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第六届中国航空科学技术大会

作者：王志刚吴琪芦奕菲李道春向锦武杨宇北京航空航天大学航空科学与工程学院中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室

变形机翼是形状自适应结构在航空领域的重要应用,它对于提高飞行器的综合性能具有重要的作用。传统的变形机翼虽然能够实现一定程度的主动变形,但其在结构重量、变形自由度和智能化程度等方面都具有较大的局限性,尤其是无法实现分布式... 详细信息

变形机翼是形状自适应结构在航空领域的重要应用,它对于提高飞行器的综合性能具有重要的作用。传统的变形机翼虽然能够实现一定程度的主动变形,但其在结构重量、变形自由度和智能化程度等方面都具有较大的局限性,尤其是无法实现分布式的变形功能。基于此,本文提出了一种基于变几何数字超材料的分布式主动变形点阵结构概念。这种变几何数字超材料包含了三种力学性能各异的基本胞元和两种衍生胞元,可以形成不同的组合方式,并通过可逆装配的方式进行连接。其中的主动胞元集成了微型驱动器,可以实现胞元的自主变形,使得点阵结构具备分布式变形的能力。本文进一步针对变厚度机翼的应用场景,提出了一种基于智能算法的主动变形点阵结构优化设计方法,实现了对点阵结构组合序列和主动胞元驱动位移的协同优化。最终计算结果表明,本文所提出的结构概念和优化方法能够较好地实现特定的目标气动外形。

关键词：变形机翼变厚度机翼点阵结构分布式变形超材料

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金属增材制造内部缺陷激光热波检测方法研究

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激光与红外 2024年第10期54卷 1600-1606页

作者：张鸿博李亨涛刘琰张震宇裴翠祥陈振茂中国石油集团工程材料研究院有限公司陕西西安710049 西安交通大学航天航空学院复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室陕西省无损检测与结构完整性评价工程中心陕西西安710049

金属增材制造是近年来发展迅速的一种高效材料加工技术,为了保障构筑件的质量和可靠性,应避免其内部形成对结构力学性能有显著影响的缺陷。本文研究了激光红外热成像检测技术在金属增材制造亚表面缺陷检测上的应用。首先,基于有限元仿... 详细信息

金属增材制造是近年来发展迅速的一种高效材料加工技术,为了保障构筑件的质量和可靠性,应避免其内部形成对结构力学性能有显著影响的缺陷。本文研究了激光红外热成像检测技术在金属增材制造亚表面缺陷检测上的应用。首先,基于有限元仿真结果,研究了激光红外热成像检测对不同深度和尺寸的金属亚表面缺陷检测的可靠性,进一步地,考虑了粗糙表面对检测的影响,并对比验证了常用红外热成像序列处理算法的噪声干扰抑制性能;最后,对加工有人工内部缺陷的选择性激光熔融试件进行了实验验证。仿真和实验结果表明,激光红外热成像检测可以可靠地检出宽深比大于1的金属增材制造内部亚表面缺陷,通过常用的热成像序列预处理方法,可以有效地抑制粗糙表面干扰造成的空间噪声,此外,由于激光红外热成像检测技术具备高效、非接触以及可视化的优势,有望成为金属增材制造在线监测的可靠技术。

关键词：金属增材制造激光红外热成像无损检测

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仿生学锯齿桨叶降噪效果试验研究

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航空科学技术 2024年第5期35卷 125-130页

作者：卫凯曹琦燕群陈永辉薛东文陈伟杰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陕西西安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陕西西安710065 西北工业大学陕西西安710072

以仿生学结构改善发动机的气动性能和噪声水平是当前绿色航空的研究热点,对控制对转螺旋桨的气动噪声具有重要的工程应用价值。本文通过地面声学环境下的气动噪声试验研究了仿生学锯齿结构对转螺旋桨的降噪特性,并测试了锯齿结构桨叶和... 详细信息

以仿生学结构改善发动机的气动性能和噪声水平是当前绿色航空的研究热点,对控制对转螺旋桨的气动噪声具有重要的工程应用价值。本文通过地面声学环境下的气动噪声试验研究了仿生学锯齿结构对转螺旋桨的降噪特性,并测试了锯齿结构桨叶和基准桨的拉力、扭矩等气动性能和远场噪声指向性。试验结果表明,所设计的锯齿结构没有引起基准桨的气动性能损失,可以在保持气动性能的同时开展降噪设计。锯齿结构在4000~12000Hz频率区间,没有改变基准桨叶的噪声指向性特征,最大降噪量超过5dB;在所测转速工况的一阶通过频率、二阶通过频率处没有明显的降噪效果。这进一步说明锯齿结构对宽频噪声有降噪效果,对低频段的离散噪声降噪效果不明显。

关键词：仿生学锯齿结构对转螺旋桨气动噪声试验测试

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结构强度试验加载点之间的耦合机制研究

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工程与试验 2023年第4期63卷 40-42页

作者：尹伟王刚赵洪伟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西安710065 西安交通大学机械工程学院陕西西安710000

飞机结构疲劳试验是新机研制的主要环节之一。结构疲劳试验系统是多组件多通道系统,试验加载点之间的耦合作用严重影响试验速度。本文通过分析加载点之间的相互影响机制,获取其耦合机制,并通过有限元仿真和试验实测验证了本文方法的合... 详细信息

飞机结构疲劳试验是新机研制的主要环节之一。结构疲劳试验系统是多组件多通道系统,试验加载点之间的耦合作用严重影响试验速度。本文通过分析加载点之间的相互影响机制,获取其耦合机制,并通过有限元仿真和试验实测验证了本文方法的合理性和有效性。

关键词：疲劳试验多通道协调加载试验加载点耦合

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复合材料层合板低速冲击的有限元分析

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今日制造与升级 2023年第9期 109-112页

作者：张铁嵩王喆柴亚南陈向明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西安710065 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

复合材料结构在使用过程中经常受到低速冲击,这会造成结构剩余强度急剧下降,因此有必要准确评估低速冲击对复合材料结构损伤。文章建立了一种低速冲击下碳纤维增强复合材料层合板损伤扩展的分析模型。该模型使用Hashin准则预测纤维和基... 详细信息

复合材料结构在使用过程中经常受到低速冲击,这会造成结构剩余强度急剧下降,因此有必要准确评估低速冲击对复合材料结构损伤。文章建立了一种低速冲击下碳纤维增强复合材料层合板损伤扩展的分析模型。该模型使用Hashin准则预测纤维和基体的损伤。编写用户自定义子程序VUMAT,同时将该模型用于不同冲击能量下复合材料低速冲击的仿真分析。最终,凹坑深度误差最大为9.2%,分层损伤面积误差最大为13%,仿真结果与试验结果吻合性较好,验证了该模型的有效性。

关键词：复合材料低速冲击数值模拟凹坑深度分层

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基于剪切应力状态TC4钛合金不同应变率下的硬化行为研究

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装备制造技术 2023年第7期 47-51页

作者：李旭阳王计真张震王松臣娄燕山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西安710065 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049

TC4钛合金广泛应用于制造飞机机身、机翼结构中的各种梁、接头、隔框和航空发动机风扇叶片、压气机叶片等部件。在风扇或者压气机叶片冲击机匣的过程中,叶片与机匣会经受强冲击载荷、高应变率、大变形物理过程,因此研究TC4钛合金的动态... 详细信息

TC4钛合金广泛应用于制造飞机机身、机翼结构中的各种梁、接头、隔框和航空发动机风扇叶片、压气机叶片等部件。在风扇或者压气机叶片冲击机匣的过程中,叶片与机匣会经受强冲击载荷、高应变率、大变形物理过程,因此研究TC4钛合金的动态本构关系及损伤模型对发动机机匣包容性数值仿真有重要意义。为了表征TC4钛合金在剪切应力状态下的应变率效应,分别使用电子万能拉伸试验机和高速液压伺服试验机在常温下对TC4剪切试件进行拉伸试验。采用逆向工程的方法采用冯·米塞斯屈服准则,对Swift-Voce硬化方程的参数进行标定,发现剪切应力状态下TC4具有明显的应变率效应。结果表明,TC4钛合金不同应变率的硬化曲线演化趋势基本相似,从模拟中提取的力-位移曲线和试验的良好吻合,验证了逆向工程优化硬化曲线的准确性,可用于指导工程实践。

关键词： TC4钛合金硬化行为应变率效应逆向工程数值模拟

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融合“试验-仿真”标定数据的机翼应变载荷关系神经网络模型

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航空学报 2024年

作者：施英杰刘斌超鲁嵩嵩陈亮尚海鲍蕊北京航空航天大学航空科学与工程学院强度与结构完整性全国重点实验室北京航空航天大学国际创新研究院航空工业沈阳飞机设计研究所航空工业北京长城计量测试技术研究所

建立飞机结构应变载荷关系模型时，地面标定试验数据保真度高、但工况范围及数量受限，有限元仿真工况范围覆盖广、但数据保真度低，导致单独依据地面标定试验数据和有限元仿真数据建立的应变载荷关系模型难以兼顾适用范围和预测精度。... 详细信息

建立飞机结构应变载荷关系模型时，地面标定试验数据保真度高、但工况范围及数量受限，有限元仿真工况范围覆盖广、但数据保真度低，导致单独依据地面标定试验数据和有限元仿真数据建立的应变载荷关系模型难以兼顾适用范围和预测精度。对此，本文提出了映射式与补偿式两种融合“试验-仿真”虚实数据的多级神经网络架构，开发了基于子学习器方差的模型认知程度度量方法，形成了精度高、适用性广、能够预警不可靠输出结果的机翼应变载荷关系神经网络模型，并采用缩比机翼对上述模型进行了验证。本研究表明：虚实数据融合的神经网络模型能够更好地描述机翼的应变载荷关系，且补偿式模型的预测效果优于映射式模型；本文提出的模型认知程度度量方法，能够在不影响模型预测精度的前提下，有效判别出神经网络模型认知程度差的数据样本，对神经网络的不可靠输出做出预警。

关键词：应变载荷关系飞机结构数据融合神经网络模型子学习器

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涡流无损检测温度影响研究

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实验力学 2023年第3期38卷 296-306页

作者：陈文彰杨茜解社娟朱东彬胡宁白雪陈振茂西安交通大学航天航空学院陕西省无损检测与结构完整性评价工程中心复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室河北工业大学机械工程学院齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所

增材制造是一种先进的金属制备方法，能够极大满足个性化的制造需求。制造过程中由于工艺原因可能会出现裂纹等典型缺陷。涡流无损检测对于增材制造结构件的裂纹缺陷是一种潜在的有效评价手段。在增材制造过程中，构件残余热会影响检测... 详细信息

增材制造是一种先进的金属制备方法，能够极大满足个性化的制造需求。制造过程中由于工艺原因可能会出现裂纹等典型缺陷。涡流无损检测对于增材制造结构件的裂纹缺陷是一种潜在的有效评价手段。在增材制造过程中，构件残余热会影响检测效果，需要开发抑制温度影响的涡流信号处理方法。基于以上背景，本研究开展了以下工作：(1)对涡流检测信号受温度影响的机理进行了详细分析，包括涡流检测信号温漂的影响因素以及这些因素随温度的变化规律。(2)基于数值计算验证了涡流检测信号的温漂规律。(3)搭建了涡流检测实验平台，通过该平台进行实验发现，待测导体温度越高缺陷信号越小。(4)针对自激自检探头信号温漂难题，设计了双探头差动补偿形式，开发了涡流信号间接差分信号处理方法。(5)使用上述差动补偿形式和信号处理方法，达到了减弱涡流信号漂移、提高涡流信号信噪比的目的。

关键词：增材制造涡流检测温漂补偿信号处理

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基于导波和知识迁移的结构损伤识别方法研究

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航空科学技术 2023年第5期34卷 54-60页

作者：李嘉欣吕帅帅杨宇张腾飞张桂刚李泊言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西安710065 中国科学院自动化研究所北京100190 北京理工大学北京100089

基于导波的损伤诊断方法在航空结构健康监测领域具有较好的工程应用前景,但由于使用环境和结构形式复杂、结构损伤识别阈值依靠先验知识确定,在提高损伤诊断准确性和可靠性方面还面临巨大挑战。人工智能方法可以降低对先验知识的依赖,... 详细信息

基于导波的损伤诊断方法在航空结构健康监测领域具有较好的工程应用前景,但由于使用环境和结构形式复杂、结构损伤识别阈值依靠先验知识确定,在提高损伤诊断准确性和可靠性方面还面临巨大挑战。人工智能方法可以降低对先验知识的依赖,但是需要大量的试验数据,实际工程中无法承受。因此,本文提出一种利用模拟物理损伤产生大量数据,再结合少量真实损伤数据进行结构损伤识别的研究思路,并以迁移学习算法为基础架构,设计了适用于实际工程应用的结构损伤识别模型PRED_RF。试验结果分析表明,在有限数据的情况下,PRED_RF模型的损伤识别效果明显优于其他传统机器学习和深度学习模型,结构损伤识别准确率达到了94.48%。

关键词：导波损伤识别迁移学习小样本

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