检索结果-内蒙古大学图书馆

爆炸与冲击 2025年

作者：曹苗张春阳刘宗兴赵振强刘军李玉龙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

航空发动机机匣包容性问题非常复杂，涉及大变形、材料粘塑性及结构非线性动态响应等。针对某型发动机风扇机匣包容性评估需求，提出一种结合打靶试验和有限元分析评估机匣包容能力的方法。采用叶片型弹体冲击半环模拟机匣以获取钛合金... 详细信息

航空发动机机匣包容性问题非常复杂，涉及大变形、材料粘塑性及结构非线性动态响应等。针对某型发动机风扇机匣包容性评估需求，提出一种结合打靶试验和有限元分析评估机匣包容能力的方法。采用叶片型弹体冲击半环模拟机匣以获取钛合金机匣的冲击损伤基本特性，并基于接触-碰撞显式动力学分析软件建立相应的数值仿真模型，对比弹体剩余速度、靶板径向变形量以及结构损伤形貌的数值仿真结果与试验测试结果，二者良好的一致性表明本文数值仿真方法的准确性。最后采用验证过的数值仿真方法建立真实断裂叶片撞击风扇机匣的计算模型，研究断叶转速及断叶尺寸对机匣包容性的影响。结果表明，旋转状态下风扇机匣的包容能力大于打靶试验中机匣所能承受的叶片冲击能量，工程设计中打靶试验可按照真实机匣临界包容速度的0.76倍进行穿透阈值设计；同时建立了机匣包容能力表征参量与断叶转速、尺寸的关联模型，发现机匣塑性变形能与叶片丢失转速呈四次方关系，与断叶尺寸呈平方关系；且随着断叶尺寸的增大，机匣临界包容转速呈指数倍下降。

关键词：航空发动机钛合金机匣打靶试验接触-碰撞动力学包容过程

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布立冈型螺旋纤维仿生复合材料动静态力学行为

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兵工学报 2025年第2期46卷 254-264页

作者：杨帆秦子尚李达诚胡兆财解维华孟松鹤哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710065 智元实验室杭州310000 北京宇航系统工程研究所北京100076

节肢动物外骨骼中发现的布立冈结构已被证实是提升其动态力学性能的关键。借助结构仿生概念开展纤维增强复合材料微结构设计有望为高性能航天材料提供创新解决途径与思路。通过制备不同构型的层合板材料,借助霍普金森压杆、力学试验机... 详细信息

节肢动物外骨骼中发现的布立冈结构已被证实是提升其动态力学性能的关键。借助结构仿生概念开展纤维增强复合材料微结构设计有望为高性能航天材料提供创新解决途径与思路。通过制备不同构型的层合板材料,借助霍普金森压杆、力学试验机等试验技术对比研究了布立冈型仿生材料与准各向同性铺层材料的动静态力学行为。试验结果表明:随着应变率的提高(≮1850 s^(-1)),小螺旋角能够将其韧性提升至少17.4%;准静态压缩下其能量吸收能力达到21.25 J/g,相比准各向同性构型提升至少42.4%,这些都可以归因于布立冈构型试样所展出的塑性强化能力。落锤冲击仿真与试验结果进一步表明,仿生构型能够获得极佳的能量耗散与冲击防护特性。

关键词：仿生复合材料布立冈结构霍普金森压杆试验结构仿生力学性能

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基于有限元模型的空降兵伞降着陆损伤因素分析

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兵工学报 2025年第4期46卷 228-240页

作者：任海龙曹双辉彭瀚豆清波索涛西北工业大学航空学院陕西西安710012 西北工业大学国家卓越工程师学院陕西西安710072 强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710072

空降兵伞降着陆损伤一直是航空医学和特种医学关注的重点,研究其着陆损伤的生物力学机制对空降兵损伤防护和预防至关重要。针对空降兵着陆冲击下肢损伤,利用全球人体生物力学模型对影响空降兵着陆冲击下肢损伤的因素进行数值模拟研究。... 详细信息

空降兵伞降着陆损伤一直是航空医学和特种医学关注的重点,研究其着陆损伤的生物力学机制对空降兵损伤防护和预防至关重要。针对空降兵着陆冲击下肢损伤,利用全球人体生物力学模型对影响空降兵着陆冲击下肢损伤的因素进行数值模拟研究。研究结果表明:在正常着陆冲击过程中,股骨、胫骨等下肢长骨受损伤概率较小,但跟骨、距骨以及半月板容易因长骨对其挤压造成损伤,易损伤区域包括跟骨结节内侧突、距骨滑车面以及外侧半月板前角;不同着陆场景损伤机制的差异,下降速度能显著影响地面冲击力从而大幅度增加下肢长骨患应力性骨折的概率;水平风速能影响其重心位置而增加踝关节损伤概率;地面条件通过影响冲击接触时长而增加踝关节尤其是跟骨损伤概率。

关键词：空降兵伞降着陆损伤生物力学机制下肢损伤

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封严板结构分析理论与力学行为研究

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力学与实践 2025年第1期47卷 24-30页

作者：刘磊周杰吴振西北工业大学航空学院西安710072 航空工业第一飞机设计研究院西安710089 强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

发展了高阶梯度理论,通过与已发表的结果和三维有限元解对比,验证了本文理论模型的准确性和高效性。通过分析功能梯度结构力学行为后发现,使用合适的分布构型可以显著提升封严结构的面内刚度和弯曲刚度。此外,提高碳纳米管体积分数也可... 详细信息

发展了高阶梯度理论,通过与已发表的结果和三维有限元解对比,验证了本文理论模型的准确性和高效性。通过分析功能梯度结构力学行为后发现,使用合适的分布构型可以显著提升封严结构的面内刚度和弯曲刚度。此外,提高碳纳米管体积分数也可有效提高功能梯度结构刚度。本文为碳纳米管增强封严结构力学行为分析提供了准确高效理论模型,为合理使用碳纳米管增强封严结构提供设计方案。

关键词：封严板高阶理论碳纳米管功能梯度解析解

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民机机身框段和全机坠撞响应的对比研究

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航空学报 2025年

作者：惠旭龙刘小川白春玉韩鹤朝张欣玥李肖成薛璞牟让科杨先锋中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室结构冲击动力学航空科技重点实验室陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室西北工业大学航空学院北京航空航天大学航空科学与工程学院

飞机的坠撞性能是其结构安全性设计和评价的关注焦点，而机身框段与全机结构坠撞响应的关系是一直未厘清的问题之一。本文首先以典型民机全机和含舱门机身框段为对象，开展垂直坠撞实验研究，对实验结果进行对比分析。然后建立典型民机... 详细信息

飞机的坠撞性能是其结构安全性设计和评价的关注焦点，而机身框段与全机结构坠撞响应的关系是一直未厘清的问题之一。本文首先以典型民机全机和含舱门机身框段为对象，开展垂直坠撞实验研究，对实验结果进行对比分析。然后建立典型民机全机坠撞动力学模型，基于全机坠撞实验数据对模型进行验证。进一步通过模型剪裁方法获得含舱门机身框段、前机身等直段以及后机身等直段坠撞动力学模型，开展实验工况下的仿真分析，并基于仿真计算结果探讨不同机身框段坠撞响应与全机坠撞响应之间的差异性。结果表明：建立的全机坠撞动力学模型具有较高的预测精度，机体动响应和损伤预测结果与实验结果一致性较好，机身框段模型的剪裁方法准确；含舱门机身框段和后机身等直段的地板下部结构变形、地板加速度均小于全机结构，加速度峰值最大偏差达13.6%，破坏模式也相差较大。而前机身等直段的地板下部结构变形大于全机结构，但地板加速度仍小于全机结构，加速度峰值最大偏差达17.2%，揭示了全机与机身框段实验件的边界条件和能量输入差异是造成坠撞响应存在较大区别的本质原因；在飞机适坠性验证和评估中，针对不同的验证目标要采用不同的验证方法和对象，采用全机结构进行适坠性验证最为真实，采用框段结构可对坠撞仿真模型进行验证，可以支撑基于仿真分析的飞机适坠性评估；此外，含舱门机身段和后机身等直段在坠撞过程中受飞机机头和尾部收缩段的影响较大，不宣作为飞机适坠性的验证对象。采用前机身等直段作为飞机适坠性验证对象时，需要对实验件的端框进行加强，尽可能模拟实际的边界刚度条件。

关键词：冲击动力学民用飞机全机坠撞框段坠撞坠撞响应对比分析

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民机结构坠撞性能缩比实验方法研究

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爆炸与冲击 2025年

作者：李肖成惠旭龙白春玉刘小川张欣玥韩鹤朝徐绯冯威杨先锋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省飞行器振动冲击与噪声重点实验室结构冲击动力学航空科技重点实验室西北工业大学航空学院北京航空航天大学航空科学与工程学院

缩比实验具有成本低，风险小，周期短等优势，在航空航天等领域得到了广泛应用。以典型民机机身下部结构为对象，开展了民机结构坠撞缩比理论分析和实验方法研究。推导了民机坠撞缩放比例因子，设计并加工了1/4缩比实验件，开展了6m/s... 详细信息

缩比实验具有成本低，风险小，周期短等优势，在航空航天等领域得到了广泛应用。以典型民机机身下部结构为对象，开展了民机结构坠撞缩比理论分析和实验方法研究。推导了民机坠撞缩放比例因子，设计并加工了1/4缩比实验件，开展了6m/s工况下坠撞实验，获得了全尺寸坠撞实验与缩比实验中机身结构关键位置处速度和加速度响应、地面撞击载荷响应以及局部关键部位的变形和破坏模式，并对其进行了对比分析。结果表明：缩比实验件与全尺寸实验件在框和立柱处的变形和破坏模式具有较好一致性。缩比结构对全尺寸原型结构的坠撞载荷峰值预测误差为14.4%，座椅加速度峰值预测误差为14.8%，横梁处加速度峰值预测误差为13.1%。缩比实验可以有效预测全尺寸原型结构的变形、破坏过程和关键部位动态响应，缩比实验可用于民机结构坠撞性能验证和评估。

关键词：冲击动力学民用飞机缩比理论坠撞性能实验方法

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民用飞机振动舒适性设计研究进展

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中国民航大学学报 2025年第2期43卷 1-7页

作者：舒俊成贺尔铭尹梦晗赵冠臣西北工业大学航空学院西安710072 强度与结构完整性全国重点实验室西安710072

在民用飞机市场竞争中,乘客的乘坐舒适性至关重要。为提升民用飞机的振动舒适性,增强中国民用飞机的市场竞争力,本文从民用飞机设计流程上为解决民用飞机振动问题提出方法及思路。首先,结合中国具有自主知识产权的支线客机ARJ21和大型客... 详细信息

在民用飞机市场竞争中,乘客的乘坐舒适性至关重要。为提升民用飞机的振动舒适性,增强中国民用飞机的市场竞争力,本文从民用飞机设计流程上为解决民用飞机振动问题提出方法及思路。首先,结合中国具有自主知识产权的支线客机ARJ21和大型客机C919的商业运营,详细介绍了目前中国自研民用飞机存在的主要振动问题。其次,分析了民用飞机的多源振动特性及其在机体上的传递路径,并介绍了多源振动贡献量分析方法和舱内振动舒适性评价方法。随后,为了在民用飞机设计阶段首先考虑振动舒适性要求,提出了基于多源振动贡献量分析的两级减振指标分配流程,并构建了民用飞机振动舒适性设计的基本思路。最后,展望了民用飞机振动舒适性设计的研究方向,探讨了提升乘客乘坐舒适性的技术措施及思路,以期为中国民用飞机的振动舒适性设计提供有益启示。

关键词：振动舒适性设计民用飞机振动传递路径减振指标分配振动贡献量

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模糊失效状态下时变可靠性分析的单层自适应半代理模型方法

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航空科学技术 2025年第2期36卷 91-101页

作者：员婉莹潘玥王喆陈向明王燕萍西北工业大学飞行器基础布局全国重点实验室中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室

在实际工程中，时变性与模糊性耦合的现象普遍存在，导致评估系统可靠性时面临模型复杂和计算规模庞大的困难。针对这一问题，从单层解耦结合自适应半代理模型的角度出发，本文提出了模糊失效状态下的时变可靠性分析的高效算法。首先，... 详细信息

在实际工程中，时变性与模糊性耦合的现象普遍存在，导致评估系统可靠性时面临模型复杂和计算规模庞大的困难。针对这一问题，从单层解耦结合自适应半代理模型的角度出发，本文提出了模糊失效状态下的时变可靠性分析的高效算法。首先，基于单层解耦将模糊边界通过辅助变量嵌入时变功能函数中，将模糊边界时变可靠性分析等价转换为高维二态假设下的时变可靠性分析；其次，本文借助Kriging代理模型的高斯特性，推导了原始时变功能函数代理模型与等价高维时变功能函数代理模型之间的互推关系，建立了仅代理原始功能函数求解等价高维二态假设下时变可靠性分析的单层半代理模型法；最后，通过数值算例和复合材料机翼模型分析结果验证了所提方法的高效性和准确性。本文所提方法可高效评估复杂工程系统在模糊失效状态下的时变可靠性，为优化和提高系统的安全性与可靠性提供理论指导。

关键词：模糊失效状态时变可靠性单层法半代理 Kriging代理模型

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动载荷识别物理嵌入式神经网络模型与方法

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航空学报 2025年第5期46卷 353-371页

作者：杨智春杨特西北工业大学航空学院西安710072 结构强度与完整性全国重点实验室西安710072 飞行器流体物理全国重点实验室绵阳621000

针对传统动载荷识别方法中频响函数矩阵求逆运算导致的不适定性问题,以及深度学习方法缺乏物理可解释性的局限,提出了一种全新的物理嵌入式神经网络(PENN)动载荷识别模型与方法。通过将结构动力学参数(如模态质量、模态刚度、模态阻尼等... 详细信息

针对传统动载荷识别方法中频响函数矩阵求逆运算导致的不适定性问题,以及深度学习方法缺乏物理可解释性的局限,提出了一种全新的物理嵌入式神经网络(PENN)动载荷识别模型与方法。通过将结构动力学参数(如模态质量、模态刚度、模态阻尼等)直接嵌入神经网络中,构建出具有物理可解释性的PENN动载荷识别模型。PENN模型能够以正向计算过程直接识别动载荷的功率谱密度,避免了传统方法的频响函数矩阵求逆运算,并能够对其内部的物理参数进行自适应修正,保证了在先验物理参数不准确时仍能实现动载荷的高精度识别。详细阐述了方法机理、PENN模型构建规则、参数设定及训练流程,并对多种工况下的动载荷进行了数值仿真与实验验证,结果表明,本方法在动力学系统先验参数不准确和仅有1组训练样本的情况下,识别动载荷的皮尔逊相关系数均不低于95%,展现出较好的鲁棒性和工程应用潜力。

关键词：动载荷识别物理嵌入式神经网络可解释神经网络模态分析参数校正凸优化

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基于深度神经网络的航炮炮振载荷识别

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航空科学技术 2025年第1期36卷 1-10页

作者：黄虎刘翛然王用岩杨建杨智春航空工业成都飞机设计研究所飞行器数字敏捷设计全国重点实验室西北工业大学强度与结构完整性全国重点实验室

飞机在进行结构设计时，需要考虑飞机结构抗炮振设计问题，因此，确定航炮发射时的动载荷大小及时间历程尤为重要。相对于传统的动载荷识别方法，以深度学习技术为支撑的深度神经网络具有强大的拟合能力，对于动载荷的识别具有广阔的应... 详细信息

飞机在进行结构设计时，需要考虑飞机结构抗炮振设计问题，因此，确定航炮发射时的动载荷大小及时间历程尤为重要。相对于传统的动载荷识别方法，以深度学习技术为支撑的深度神经网络具有强大的拟合能力，对于动载荷的识别具有广阔的应用前景。本文从深度神经网络应用的角度出发，建立航炮炮振载荷识别方法，以与某型炮舱结构动力学相似的简化炮舱模型为研究对象，对复杂波形冲击载荷的动载荷环境进行模拟并对简化炮舱试验模型进行激励；从信号处理的角度将有阻尼动力学系统与有限长脉冲响应系统等效，提取对应的特征信号，应用长短期记忆（LSTM）神经网络对简化炮舱模型试验的冲击动载荷进行识别，并从鲁棒性角度对方法的应用性能进行测试。最终，利用本文所建立的方法对实际的某型炮舱在真实炮振载荷环境下受到的冲击波脉动压力载荷进行了识别，验证了该方法在实际应用场景中的适用性，为炮振动载荷这类复杂冲击载荷的识别提供了新的思路和技术途径。

关键词：深度学习载荷识别振动分析特征提取鲁棒性

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