检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2024年第S1期45卷 174-184页

作者：郭轩刘彦杰刘洪权张引利航空工业第一飞机设计研究院西安710089

从试验及有限元2个方面研究角片厚度对钛-铝螺栓对接结构力学性能的影响规律。设计A、B两种构型共8组试验件,构型A试验件旨在获得纯拉伸状态下结构破坏载荷及破坏模式,构型B试验件旨在获得不同角片厚度下结构破坏载荷及破坏模式。基于... 详细信息

从试验及有限元2个方面研究角片厚度对钛-铝螺栓对接结构力学性能的影响规律。设计A、B两种构型共8组试验件,构型A试验件旨在获得纯拉伸状态下结构破坏载荷及破坏模式,构型B试验件旨在获得不同角片厚度下结构破坏载荷及破坏模式。基于试验结果建立全尺寸三维有限元模型对以上所述试验组的力学性能进行研究,通过Johnson-Cook定义材料属性及损伤准则来模拟其损伤起始及演化,数值仿真得到的连接刚度、破坏模式及破坏载荷均与试验结果高度吻合,且直观地展现了试验件的损伤起始与扩展过程,进一步对螺栓对接结构的破坏机理进行了诠释。试验与仿真结果表明,不同角片厚度匹配关系下,螺栓对接结构刚度、破坏载荷及破坏模式呈现规律性;典型的破坏模式有4种:螺栓横截面断裂(Ⅰ型)、螺栓头翘起破坏(Ⅱ型)、螺栓头环切破坏(Ⅲ型)及角片拉豁破坏(Ⅳ型)。本文获得了角片厚度对钛-铝螺栓对接结构力学性能的影响规律,绘制不同角片厚度匹配关系下的破坏模式“毯式图”,为钛-铝螺栓对接结构的设计提供了可靠的工程数据及数值模拟方法。

关键词：钛-铝螺栓对接角片厚度破坏载荷破坏模式有限元模型(FEM) Johnson-Cook

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弹性机翼阵风减缓控制策略风洞试验

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航空学报 2023年第4期44卷 215-225页

作者：曾宪昂赵冬强李俊杰严泽洲刘成玉航空工业第一飞机设计研究院强度设计研究所西安710089

介绍了2种用于弹性机翼阵风减缓的控制策略。第1种控制策略是模态阻尼增强的阵风减缓(MDEGA),通过反馈翼尖振动速度驱动副翼做卸载偏转,从而减缓机翼的动载荷及振动。第2种控制策略是基于阵风感知的阵风抑制(GSBGS),由阵风探测器感知阵... 详细信息

介绍了2种用于弹性机翼阵风减缓的控制策略。第1种控制策略是模态阻尼增强的阵风减缓(MDEGA),通过反馈翼尖振动速度驱动副翼做卸载偏转,从而减缓机翼的动载荷及振动。第2种控制策略是基于阵风感知的阵风抑制(GSBGS),由阵风探测器感知阵风速度并前馈给副翼做出偏转,利用副翼操纵力抵消阵风载荷。为验证2种控制策略的实施效果,以某弹性飞机缩比模型的大展弦比机翼为研究对象,进行了阵风载荷减缓原理风洞试验。试验结果表明2种控制器对机翼一弯模态的阵风响应减缓效果显著,翼根弯矩和翼尖过载峰值的减缓量均超过50%。与MDEGA相比GSBGS对峰值外频率点阵风响应的减缓更加有效。2种控制策略各具特点,可为工程设计提供参考:MDEGA等效于增加结构阻尼,不需要精确测量阵风,但受气动伺服弹性稳定性约束;GSBGS是开环控制,不改变飞机动态特性,但严重依赖于阵风探测的精度。

关键词：阵风减缓控制策略模态阻尼增强阵风感知大展弦比机翼风洞试验翼根弯矩翼尖过载

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软式拖曳捕获器自主对接控制系统设计与车载试验

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航空学报 2023年第20期44卷 35-51,F0002页

作者：罗飞胡志勇李军府马泽孟艾俊强航空工业第一飞机设计研究院西安710089

软式拖曳捕获器受尾流场扰动、刚柔耦合多体牵引系统约束、载机振动等扰动,导致捕获器末端运动复杂,自主对接与捕获控制难度高。针对软式拖曳捕获器自主对接与捕获控制系统,设计了满足自主对接与捕获控制要求的直接力位姿解耦控制,并集... 详细信息

软式拖曳捕获器受尾流场扰动、刚柔耦合多体牵引系统约束、载机振动等扰动,导致捕获器末端运动复杂,自主对接与捕获控制难度高。针对软式拖曳捕获器自主对接与捕获控制系统,设计了满足自主对接与捕获控制要求的直接力位姿解耦控制,并集成基于机器学习的视觉定位传感系统,形成了整套软式拖曳捕获器自主对接与捕获无人机控制系统。通过按照相似准则搭建的车载试验测试平台,对所设计的软式拖曳捕获器自主对接控制系统进行地面车载试验测试,结合捕获器动力学建模分析,开展直接力位置阻尼与操纵控制模块仿真优化与多轮次车载试验参数整定,形成了适用于软式拖曳捕获器空中自主对接与捕获的控制系统,可用于下一步空基全尺寸软式拖曳捕获器自主对接与捕获试验。

关键词：无人机回收自主对接控制直接力控制软式拖曳捕获器车载试验

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飞翼布局飞机颤振主动抑制的多输入/多输出控制律设计

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：冯宇轩霍应元李俊杰航空工业第一飞机设计研究院强度设计研究所

提出了一种基于鲁棒控制理论的飞翼布局飞机体自由度颤振主动抑制控制律设计方法。该控制律设计方法将受控对象所受干扰及建模过程中存在的不确定参数统一视为 “未知扰动”，通过分析其输入/输出关系对其进行状态估计，最后综合给出反... 详细信息

提出了一种基于鲁棒控制理论的飞翼布局飞机体自由度颤振主动抑制控制律设计方法。该控制律设计方法将受控对象所受干扰及建模过程中存在的不确定参数统一视为 “未知扰动”，通过分析其输入/输出关系对其进行状态估计，最后综合给出反馈控制律。为了验证本文所提出的控制律对于颤振抑制的效果，以一飞翼布局无人机标模为分析对象，分别以机身内侧两副翼舵面作为控制输入，飞机刚体俯仰速度和翼尖运动速度为反馈信号来设计控制器。对闭环系统V-g曲线、闭环时域状态方程等进行了数值仿真，结果表明该控制律设计方法能有效提高飞机颤振临界速度。

关键词：气动弹性飞翼布局飞机颤振主动抑制体自由度颤振 MIMO输出反馈控制器

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空心玻璃微珠改性对喷涂型环氧涂层性能影响

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表面技术 2024年第16期53卷 129-138页

作者：邓龙贺辉张立国关振威王智勇中国航发北京航空材料研究院北京100095 航空工业第一飞机设计研究院西安710089

目的通过表面改性提升空心玻璃微珠(HGM)在喷涂型环氧涂层中的分散性并提升涂层性能。方法应用KH560作为桥联单元,链接NaOH刻蚀后HGM表面的羟基与CTPB的端羧基,制备HGM-CTPB。应用SEM、FTIR、TGA和UV对过程中各表面改性HGM的表面形貌、... 详细信息

目的通过表面改性提升空心玻璃微珠(HGM)在喷涂型环氧涂层中的分散性并提升涂层性能。方法应用KH560作为桥联单元,链接NaOH刻蚀后HGM表面的羟基与CTPB的端羧基,制备HGM-CTPB。应用SEM、FTIR、TGA和UV对过程中各表面改性HGM的表面形貌、接枝基团及在环氧涂层中的分散性进行分析,并将HGM-CTPB作为低密度填料加入环氧涂层中,研究其添加量对涂层的附着力、柔韧性、耐冲击性、表面粗糙度以及耐腐蚀性能的影响。结果CTPB可通过KH560成功桥接在NaOH刻蚀过的HGM表面,所制备的HGM-CTPB相较于HGM本身、NaOH刻蚀HGM以及KH560接枝改性的HGM可在环氧涂层中实现更为均匀的分散,同时CTPB基团可与树脂分子反应将HGM牢固锚定。将HGM-CTPB作为填料,其添加量与环氧树脂质量比为0.08和0.16时,所制备的环氧涂层性能较优。面密度较纯环氧涂层分别降低5.6%和11.3%;涂层附着力分别提高0.97、2.14MPa,达到15.57、16.74MPa,依据国标方法,涂层可耐50cm·kg的正、反向冲击,柔韧性达到1 mm;在60℃,浓度为5%(质量分数)的热盐水中浸泡144 h后,低频阻抗可以保持在10^(8)Ω以上,较纯环氧涂层提升2个数量级。结论CTPB的成功接枝可以使HGM在环氧涂层中实现最优的分散性,并与树脂基体实现良好结合;适量添加HGM-CTPB,可显著降低环氧涂层面密度,提升附着力和耐腐蚀性。

关键词：空心玻璃微珠环氧涂层填料改性端羧基聚丁二烯低密度附着力防腐蚀性能

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典型钛合金壁板高温环境下振动疲劳分析与试验研究

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应用力学学报 2024年第1期41卷 36-41页

作者：梁元吕锦锋刘江华王斌王纯航空工业第一飞机设计研究院西安710089 中国飞机强度研究所西安710065

振动和高温一直是影响飞机结构安全的重要因素,受到振动载荷和高温环境联合作用的飞机结构更容易出现疲劳破坏。本研究中的典型钛合金壁板结构形式包括加筋壁板和蜂窝壁板,通过改变壁板厚度、加筋间距以及结构连接方式,使用分析和试验... 详细信息

振动和高温一直是影响飞机结构安全的重要因素,受到振动载荷和高温环境联合作用的飞机结构更容易出现疲劳破坏。本研究中的典型钛合金壁板结构形式包括加筋壁板和蜂窝壁板,通过改变壁板厚度、加筋间距以及结构连接方式,使用分析和试验的手段对壁板的振动特性、振动疲劳寿命及破坏部位开展规律性研究。研究发现,加筋壁板破坏部位出现在加筋或连接角片上,蜂窝壁板在8 h试验时间内未出现破坏,壁板厚度、加筋间距以及结构连接形式对壁板振动疲劳寿命影响较小。

关键词：钛合金壁板振动疲劳高温环境加筋壁板蜂窝

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基于神经网络的飞机关键结构载荷预测方法研究

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航空工程进展 2025年第1期16卷 151-157,168页

作者：薛海峰张彦军宁宇航空工业第一飞机设计研究院强度设计研究所西安710089

飞机使用数据的关键结构载荷预测对飞机的损伤分析和寿命预测具有重要的作用,可以为实现飞机的主动视情维修提供技术支撑。采用机器学习方法中的前馈神经网络建立大型运输机尾翼根部剪力、弯矩、扭矩载荷模型,与有限元模型计算的载荷进... 详细信息

飞机使用数据的关键结构载荷预测对飞机的损伤分析和寿命预测具有重要的作用,可以为实现飞机的主动视情维修提供技术支撑。采用机器学习方法中的前馈神经网络建立大型运输机尾翼根部剪力、弯矩、扭矩载荷模型,与有限元模型计算的载荷进行对比,并且将前馈神经网络的预测结果与随机森林方法和多元线性回归方法的预测结果进行对比和分析。结果表明:前馈神经网络的预测结果的相对误差满足工程要求,前馈神经网络的预测精度优于随机森林方法和多元线性回归方法,为构建基于数据驱动的飞机结构损伤分析和寿命评估体系提供了重要的技术支持。

关键词：神经网络飞行参数载荷预测多元线性回归视情维修

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单发螺旋桨飞机滑流影响试验

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空气动力学学报 2023年第12期41卷 74-81页

作者：刘伟赵忠张守友谢露航空工业第一飞机设计研究院西安710089

螺旋桨滑流会使飞机翼面的有效迎角和气流速度发生变化,影响全机气动特性。单发螺旋桨飞机螺旋桨与机翼的相对位置关系相比机翼螺旋桨飞机灵活多变,为了研究不同气动布局单发螺旋桨飞机滑流对机翼的影响,本文针对上单翼和下单翼轻型单... 详细信息

螺旋桨滑流会使飞机翼面的有效迎角和气流速度发生变化,影响全机气动特性。单发螺旋桨飞机螺旋桨与机翼的相对位置关系相比机翼螺旋桨飞机灵活多变,为了研究不同气动布局单发螺旋桨飞机滑流对机翼的影响,本文针对上单翼和下单翼轻型单发螺旋桨飞机构型的滑流影响进行了测力风洞试验研究。试验发现:受滑流影响,对试验模型的机头进气口进行简单的封堵会产生较大的附加阻力,该附加阻力随螺旋桨拉力系数增大而增大,其量值基本不受襟翼偏度影响;螺旋桨滑流使得单发螺旋桨飞机升力曲线斜率增加,最大升力系数提高,阻力增大,全机升阻比降低,抬头力矩增加,全机纵向稳定性略微降低。机头螺旋桨与机翼的相对位置关系对全机失速迎角有着较大的影响,滑流影响使得上单翼单发螺旋桨飞机失速迎角推迟,使得下单翼单发螺旋桨飞机失速迎角提前。进一步的流场显示试验及理论分析表明,滑流移动到下单翼单发螺旋桨飞机机翼上方引起强烈的上洗流动,增大了机翼当地迎角,从而导致机翼上表面出现大面积流动分离区,飞机失速迎角提前。

关键词：单发螺旋桨飞机滑流影响风洞试验进气口附加阻力失速迎角

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基于健康监测的飞机结构寿命预测技术

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航空工程进展 2024年第1期15卷 1-14页

作者：张彦军王斌团宁宇雷晓欣薛海峰航空工业第一飞机设计研究院强度设计研究所西安710089

飞机结构健康监测技术在飞机的结构设计、飞行及维护过程中发挥着重要作用,该技术可用于结构健康状况预判、辅助维修与维护决策。本文首先介绍了当前结构健康监测的概念及其适用范围,讨论了结构健康监测相关规范要求,以F-35和A400M为例... 详细信息

飞机结构健康监测技术在飞机的结构设计、飞行及维护过程中发挥着重要作用,该技术可用于结构健康状况预判、辅助维修与维护决策。本文首先介绍了当前结构健康监测的概念及其适用范围,讨论了结构健康监测相关规范要求,以F-35和A400M为例分析了国外飞机结构健康监测技术的典型工程案例,并给出了典型飞机单机跟踪和寿命控制、某老龄飞机载荷谱实测及寿命预测,总结了基于裂纹的监测方法研究及限制其应用的主要因素。在此基础上,提出了飞机结构健康监测系统设计的主要思路,给出了寿命预计的基本流程,阐述了其中控制点选择、飞行参数筛选、载荷/应变方程构建、损伤计算及寿命评估、结果输出及方程验证等主要环节。最后,对航空领域未来开展结构健康监测智能化研究进行了展望。

关键词：结构健康监测单机跟踪(监测) 寿命预测疲劳载荷谱

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L型钛-铝角片螺栓对接结构静态拉伸力学性能

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空军工程大学学报 2025年第1期26卷 18-25页

作者：郭轩张引利刘彦杰刘洪权惠战荣航空工业第一飞机设计研究院西安710089

为研究螺栓偏心距离及安装方向对L型钛铝角片螺栓对接结构静态拉伸力学性能的影响,采用试验及数值仿真相结合的方法进行研究。设计螺栓纯拉伸、螺栓正装及螺栓反装3种构型共7组试验件进行力学性能测试,通过纯拉伸构型获得螺栓的纯拉伸... 详细信息

为研究螺栓偏心距离及安装方向对L型钛铝角片螺栓对接结构静态拉伸力学性能的影响,采用试验及数值仿真相结合的方法进行研究。设计螺栓纯拉伸、螺栓正装及螺栓反装3种构型共7组试验件进行力学性能测试,通过纯拉伸构型获得螺栓的纯拉伸承载能力及破坏模式,正、反装构型获得偏心距离与安装方向对角片对接结构力学性能的影响。使用ABAQUS软件建立仿真模型对试验结果进行复现,通过Johnson-Cook模型定义螺栓的塑性及失效模型,数值仿真得到的模型刚度、失效模式及载荷与试验结果吻合度较高,且能够清晰地描述螺栓裂纹的起始位置与扩展过程。通过试验与数值仿真研究可知,由于偏心弯矩的影响,L型角片对接结构的破坏载荷远低于螺栓的纯拉伸承载能力,且随着偏心距离的增大而降低。相同偏心距离下,螺栓反装构型的破坏载荷略高于正装构型。螺栓纯拉伸及反装构型破坏模式为螺栓横截面断裂(Ⅰ型),螺栓正装构型破坏模式为螺栓头翘起破坏(Ⅱ型)。上述研究对L型角片螺栓对接结构的设计具有指导意义。

关键词： L型角片螺栓连接偏心距离安装方向失效模式数值仿真模型

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