检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2024年第3期45卷 160-168页

作者：张仡王彬文吴敬涛丛琳华陈宏李世平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

针对高超声速飞机结构试验中大范围快速升/降温加载难题,提出了一种基于石墨的宽温度区间快时变热载荷模拟方法。首先,形成了一种基于平板式石墨加热元件的超高温环境设计流程,提出了考虑加热环境的加热元件厚度设计与强度校核方法;其次... 详细信息

针对高超声速飞机结构试验中大范围快速升/降温加载难题,提出了一种基于石墨的宽温度区间快时变热载荷模拟方法。首先,形成了一种基于平板式石墨加热元件的超高温环境设计流程,提出了考虑加热环境的加热元件厚度设计与强度校核方法;其次,针对快时变热载荷模拟需求,提出了基于加热元件与试验件解耦的快速升温方法,分析了封闭环境中强迫对流换热降温效率;最后,基于前述方法研制了大范围快时变热载荷模拟试验系统,并针对炭气凝胶试验件开展了超高温快速升/降温试验验证。研究表明,试验件表面温度响应与设计要求基本一致,无明显的温度变化滞后与变化缓慢现象。针对碳基材料平板试验件,试验系统可实现500~1800℃范围内的可控多次快速升温与快速降温,升/降温速率可达到10℃/s,为高超声速飞机结构热试验提供了技术条件。

关键词：热试验热载荷模拟石墨加热快速升/降温炭气凝胶

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光谱模拟器阵列辐照度分布等效计算方法

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航空学报 2023年第23期44卷 245-255页

作者：李昕昕王彬文张肖肖丛琳华吴敬涛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

针对蒙特卡洛法计算光谱模拟器阵列辐照度时间过长的问题,基于解析法提出了光谱模拟器阵列的辐照度快速计算方法。首先,建立单个光谱模拟器的等效面光源温度分布模型,利用辐射传热定律建立关于面光源各离散点温度的线性方程组,求解得到... 详细信息

针对蒙特卡洛法计算光谱模拟器阵列辐照度时间过长的问题,基于解析法提出了光谱模拟器阵列的辐照度快速计算方法。首先,建立单个光谱模拟器的等效面光源温度分布模型,利用辐射传热定律建立关于面光源各离散点温度的线性方程组,求解得到等效面光源的温度分布,实现了具有复杂反射屏光谱模拟器的辐射传热模型简化。并将面光源和辐照面分别离散化为光源点和接收点,逐点计算辐照面各点接收到的辐照度。其次,进一步建立了光谱模拟器阵列绕x、y、z三轴旋转不同角度下的辐照度计算方法,提出等效面光源与辐照面相交时的照射范围判断依据。最后,将辐照度计算结果与试验结果进行对比,误差小于4%,证明等效面光源代替光谱模拟器计算辐照度具有一定的可行性。

关键词：光谱模拟器阵列等效面光源辐照度分布旋转角度照射范围

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复杂石墨阵列快速时变热耦合控制方法

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 232-239页

作者：王彬文郑瑶秦强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

为了在高超声速飞行器结构热试验中准确模拟真实服役热环境,用快速时变热耦合控制方法对复杂石墨阵列进行控制.采用热耦合控制方法将瞬态热损失与瞬态黑体辐射量代入控制方程,实时获取试验件的真实热响应状态;研究了结构热试验热载荷典... 详细信息

为了在高超声速飞行器结构热试验中准确模拟真实服役热环境,用快速时变热耦合控制方法对复杂石墨阵列进行控制.采用热耦合控制方法将瞬态热损失与瞬态黑体辐射量代入控制方程,实时获取试验件的真实热响应状态;研究了结构热试验热载荷典型历程及石墨阵列控制响应特性,设计了基于结构热试验的专家PID控制策略,给出了复杂石墨阵列全历程分段控制参数;研究了石墨阵列的电特性,设计了时变限伏控制策略,提高了石墨阵列的可靠性;设计了一种多温区耦合补偿控制方法,减小了温区间的耦合干扰.结果表明:试验得到的温度曲线与理论计算曲线在快速升温段的最大误差为4.8%,平稳段的最大误差为1.4%,下降段的最大误差为2.3%;有效减小了控制系统的超调量,提高了系统响应速度;使用快速时变热耦合控制方法在某试验中对复杂石墨阵列进行控制,控制误差小于1.2%.

关键词：高超声速飞行器结构热试验复杂石墨阵列专家PID 耦合补偿控制

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基于波速区间的导波延迟累加损伤成像

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振动与冲击 2024年第17期43卷 232-236,245页

作者：刘国强王莉王霞光黎玮刘钢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

延迟累加成像方法是导波损伤监测技术中的一种经典的损伤成像方法,但是其性能非常依赖于精确的导波波速。而在复杂工程结构中的精确导波波速往往难以获得,从而该方法的有效性会受到复杂工程结构的影响。针对上述问题,提出了基于波速区... 详细信息

延迟累加成像方法是导波损伤监测技术中的一种经典的损伤成像方法,但是其性能非常依赖于精确的导波波速。而在复杂工程结构中的精确导波波速往往难以获得,从而该方法的有效性会受到复杂工程结构的影响。针对上述问题,提出了基于波速区间的延迟累加成像方法。所提方法利用导波波速的估计区间,将导波损伤散射信号的一段用于延迟,并将该段延迟信号的最大值进行累加作为损伤成像值。通过对复合材料加筋板上不同位置损伤的识别,对所提方法的有效性进行了验证。试验结果表明,所提方法能对损伤进行准确识别,且在鲁棒性方面要优于延迟累加成像方法。

关键词：导波损伤成像复合材料结构健康监测延迟累加

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民用飞机机身壁板复杂试验载荷优化技术

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航空学报 2023年第17期44卷 159-170页

作者：郭瑜超王立凯孙喜桂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

针对民用飞机复合材料机身壁板强度试验中的载荷预计问题,构造了基于应变误差矩阵的壁板试验载荷优化模型,并利用多维极小值优化算法预计了壁板试验载荷。首先,基于机身壁板在试验装置中的受载形式,建立了机身壁板及试验装置有限元模型... 详细信息

针对民用飞机复合材料机身壁板强度试验中的载荷预计问题,构造了基于应变误差矩阵的壁板试验载荷优化模型,并利用多维极小值优化算法预计了壁板试验载荷。首先,基于机身壁板在试验装置中的受载形式,建立了机身壁板及试验装置有限元模型,并计算了各试验基准载荷作用下的机身壁板应变矩阵;其次,基于机身壁板在全机身受载状态下和试验受载状态下的应变矩阵之差,同时考虑矩阵中各元素的加权系数,构建了机身壁板应变误差矩阵,并以应变误差矩阵所有项的平方和最小为目标,以各基准载荷的系数为优化变量,以各基准载荷系数的上下限为约束,构建了基准载荷系数优化函数;基于罚函数法对优化函数进行了无约束处理,并利用最速梯度法进行了载荷系数优化;最后,基于优化得到的载荷,计算了机身壁板在试验复合载荷作用下的应变,并与机身壁板在全机身受载状态下的应变相对比,应变的分布趋势基本一致,应变误差在10%以内,证明该方法可以为机身壁板试验载荷的确定提供支持。

关键词：复合材料机身壁板试验装置应变误差矩阵试验载荷系数多维极值优化

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基于SABRE的气动热与瞬态传热耦合分析流程

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计算机仿真 2025年第3期42卷 40-44页

作者：郭瑜超聂小华许向彦王立凯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

针对高超声速飞行器翼面结构的气动加热分析问题,研究了翼面前缘驻点区域和翼面一般部位的气动热流密度工程计算方法,并与结构瞬态传热有限元方法结合,设计了气动加热与结构瞬态传热耦合分析策略;研发了典型翼面结构气动热流密度计算模... 详细信息

针对高超声速飞行器翼面结构的气动加热分析问题,研究了翼面前缘驻点区域和翼面一般部位的气动热流密度工程计算方法,并与结构瞬态传热有限元方法结合,设计了气动加热与结构瞬态传热耦合分析策略;研发了典型翼面结构气动热流密度计算模块,并基于自主结构分析软件SABRE的瞬态传热分析流程,构建了气动加热-瞬态热传耦合求解流程;最后,建立某翼面结构的有限元模型进行数值验证,翼面温度场计算结果与相关文献基本一致,说明了分析流程的正确性。

关键词：高超声速飞行器气动加热工程算法瞬态传热耦合分析

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动作捕捉系统在全机静力试验中的应用

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今日制造与升级 2025年第1期 200-202页

作者：郭晓冬胡瑞麟肖志鹏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

文章研究了将动作捕捉系统应用于全机静力试验中位移测量的可行性和有效性。通过在全机静力试验验证平台中部署动作捕捉系统,对飞机机翼的位移进行测量,并与传统的位移传感器的测量结果进行对比分析。结果表明,动作捕捉系统能够提供高... 详细信息

文章研究了将动作捕捉系统应用于全机静力试验中位移测量的可行性和有效性。通过在全机静力试验验证平台中部署动作捕捉系统,对飞机机翼的位移进行测量,并与传统的位移传感器的测量结果进行对比分析。结果表明,动作捕捉系统能够提供高精度、非接触式的全场位移测量,为全机静力试验提供了一种新的位移测量方案。

关键词：动作捕捉全机静力试验位移测量非接触式测量

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航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价方法

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航空学报 2024年第24期45卷 217-230页

作者：邹鹏杨钧超陈向明刘小川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

针对目前国内外航空飞行器结构强度验证过程中所需的物理试验技术成熟度缺乏清晰、量化评价的问题,开展针对航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价体系研究。构建了航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价体系框架,定义了航空飞... 详细信息

针对目前国内外航空飞行器结构强度验证过程中所需的物理试验技术成熟度缺乏清晰、量化评价的问题,开展针对航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价体系研究。构建了航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价体系框架,定义了航空飞行器结构强度物理试验关键/体系技术内涵、成熟度等级划分方法/确定方式、等级条件/评估方法以及评价流程等,并分别列举了典型应用案例。本文提出的技术体系及评价方法适用于航空飞行器各类结构强度验证过程中物理试验的成熟度定量评价,为航空飞行器结构强度专业清晰掌握相关技术成熟度等级、规划未来发展方向提供方法支持。

关键词：航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价体系

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1300℃下单硅酸钇EBCs系统的CMAS沉积物腐蚀机理

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失效分析与预防 2025年第02期20卷 97-103页

作者：陈潇潇蒋文昊李彪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

环境障涂层（EBCs）在高温服役过程中易受到熔融态钙镁铝硅酸盐（CMAS）沉积物的腐蚀，探明EBCs的CMAS沉积物腐蚀行为及机理，对评估EBCs的腐蚀耐久性和提升涂层服役寿命等具有重要意义。针对大气等离子喷涂制备的单硅酸钇/莫来石/硅体... 详细信息

环境障涂层（EBCs）在高温服役过程中易受到熔融态钙镁铝硅酸盐（CMAS）沉积物的腐蚀，探明EBCs的CMAS沉积物腐蚀行为及机理，对评估EBCs的腐蚀耐久性和提升涂层服役寿命等具有重要意义。针对大气等离子喷涂制备的单硅酸钇/莫来石/硅体系的EBCs系统，开展涂层在1300℃下CMAS沉积物的高温腐蚀规律、腐蚀行为及机理研究。结果表明：单硅酸钇层在1300℃下易溶解到附着于其表面CMAS沉积物的腐蚀物中，二者发生热化学反应并在反应前沿析出一层磷灰石相；薄且致密的磷灰石层能一定程度地阻挡热腐蚀的进行，使得单硅酸钇层的腐蚀动力学过程呈抛物线特征；单硅酸钇层在经受CMAS沉积物腐蚀100 h后被基本消耗殆尽。

关键词：环境障涂层单硅酸钇 CMAS腐蚀高温腐蚀行为

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高超声速飞行器热-结构试验体系与发展概况

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空天技术 2023年第4期2023卷 59-69页

作者：秦强成竹蒋军亮中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室

热-结构试验是支撑高超声速飞行器研制的关键。简述了典型高超声速飞行器气动加热状况及其对结构的综合影响，分析并给出了高超声速飞行器热-结构试验内涵与主要特征。系统性梳理总结了热防护试验、热密封试验、热冲击试验、热强度试验... 详细信息

热-结构试验是支撑高超声速飞行器研制的关键。简述了典型高超声速飞行器气动加热状况及其对结构的综合影响，分析并给出了高超声速飞行器热-结构试验内涵与主要特征。系统性梳理总结了热防护试验、热密封试验、热冲击试验、热强度试验以及热疲劳试验等典型热-结构试验科目相关技术现状，叙述了高超声速飞行器热-结构试验体系发展概貌，对全面了解高超声速飞行器热-结构试验体系具有一定参考价值。在新一代高超声速飞行器研制牵引下，热-结构试验也必将面临新的发展机遇与挑战，给出了热-结构试验下一步研究重点初步建议。

关键词：高超声速飞行器气动加热热-结构试验热防护系统热结构

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