检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2018年第7期39卷 138-148页

作者：李斌斌徐宗真李鹏赵一昭刘马宝西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安交通大学航天航空学院西安710049 中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院西安710089 陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049

确定钉载分配比例是机械连接强度分析的基础和关键,也是研究孔周应力分布的前提。以某型飞机铝合金阶梯形搭接板螺栓群连接结构为研究对象,利用应变电测法初步测量了各排螺栓的钉载分配比例。随后通过ABAQUS有限元三维实体建模,考虑钉... 详细信息

确定钉载分配比例是机械连接强度分析的基础和关键,也是研究孔周应力分布的前提。以某型飞机铝合金阶梯形搭接板螺栓群连接结构为研究对象,利用应变电测法初步测量了各排螺栓的钉载分配比例。随后通过ABAQUS有限元三维实体建模,考虑钉头传载及接触摩擦、螺栓预紧、材料非线性、防弯夹具等因素,对螺栓群的钉载分配行为进行了模拟。计算发现:阶梯形搭接板多钉连接的钉载分配比例呈两端大中间小的规律,且台阶高度是影响钉载分配比例的重要因素。在此基础上,进一步研究了台阶高度对钉载分配均匀性的影响。分析结果表明:阶梯形搭接板多钉连接处于弹性范围以内时,随着台阶高度的增加,钉载分配趋于均匀;结构产生塑性变形后,随着台阶高度的增加,钉载分配先趋于均匀后随之变差。最后,基于钉载分配与孔边最大应力,对阶梯搭接多钉连接的几何构型进行了优化。优化后阶梯搭接的钉载分配比例极差不超过1.1%,最危险部位的孔边最大应力及螺栓最大剪切应力分别减小了约4.4%与10.2%。

关键词：阶梯搭接多钉连接钉载分配有限元分析钉头

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基于改进A^*算法的无人机快速轨迹规划方法

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飞行力学 2020年第2期38卷 40-46页

作者：刘永琦徐丹程归陈刚西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室陕西西安710049 西安交通大学陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室陕西西安710049

针对旋翼无人机在三维障碍物环境中自主飞行时路径搜索速度慢、轨迹生成通常忽略无人机动力学特性的问题,发展一种基于改进A^*算法并同时考虑无人机动力学特性和运动学性能的快速轨迹规划方法。首先,在三维障碍物环境中运用改进A^*算法... 详细信息

针对旋翼无人机在三维障碍物环境中自主飞行时路径搜索速度慢、轨迹生成通常忽略无人机动力学特性的问题,发展一种基于改进A^*算法并同时考虑无人机动力学特性和运动学性能的快速轨迹规划方法。首先,在三维障碍物环境中运用改进A^*算法通过剔除部分网格节点降低A^*算法的节点计算量,提升算法的路径搜索速度;其次,以最小化飞行轨迹的四阶导数作为目标函数,以路径点处的位置、速度、加速度等各阶导数作为约束条件优化飞行轨迹;最后,在三维障碍物环境中对比A^*算法改进前后的路径搜索结果,并对优化的飞行轨迹进行仿真飞行测试。结果表明:改进A^*算法大幅降低了A^*算法的节点计算量,显著提升了路径搜索速度;且无人机能够始终以较小位置误差沿优化轨迹光滑连续飞行。

关键词：轨迹规划 A^*算法目标函数动力学特性

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基于深度神经网络的流场时空重构方法

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实验流体力学 2022年第3期36卷 118-126页

作者：韩仁坤刘子扬钱炜祺王文正陈刚西安交通大学航天航空学院陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 中国空气动力研究与发展中心绵阳621000

针对流场粒子图像测速实验中时间和空间高分辨率测量代价高的问题,研究了数据驱动的流场时空重构方法。为了对实验测得的低分辨率数据进行时空高分辨率重构,提出了一种基于深度神经网络的流场时空重构方法,并构建了一种基于卷积神经网... 详细信息

针对流场粒子图像测速实验中时间和空间高分辨率测量代价高的问题,研究了数据驱动的流场时空重构方法。为了对实验测得的低分辨率数据进行时空高分辨率重构,提出了一种基于深度神经网络的流场时空重构方法,并构建了一种基于卷积神经网络和长短时记忆神经网络的混合深度神经网络。该混合深度神经网络能够学习流场的时空演化特征,训练完成后可实现对实验数据的时空高分辨率重构。测试结果表明:只进行流场空间高分辨率重构时,重构出的流场与真实流场之间的均方根误差为0.006 5左右,流场数据点数是原来的51倍;同时进行流场时间和空间高分辨率重构时,重构出的流场与真实流场之间的均方根误差可保持在0.065左右,流场时间维度的密度是原来的5倍,可极大提高实验效率,节约实验成本。

关键词：深度神经网络高分辨率重构时空特征

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基于复合相变材料的梯级组合蓄热特性研究

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制冷学报 2020年第3期41卷 140-146页

作者：郭绍振肖光明张楠杜雁霞王娴西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室绵阳621000

针对潜热蓄热装置内部相变材料(PCM)导热系数偏小,蓄热速率过低的问题,对基于复合相变材料的两级串联式梯级蓄热装置的相变过程进行了数值研究。通过对不同热物性PCM工况的对比与分析,得到了装置在不同工况下的蓄热特性。结果表明:PCM... 详细信息

针对潜热蓄热装置内部相变材料(PCM)导热系数偏小,蓄热速率过低的问题,对基于复合相变材料的两级串联式梯级蓄热装置的相变过程进行了数值研究。通过对不同热物性PCM工况的对比与分析,得到了装置在不同工况下的蓄热特性。结果表明:PCM存在最佳的热扩散系数使固定熔点的PCM实现“均匀等速相变”。同时,增大PCM的热扩散系数可以有效降低加热面温度,但随着热扩散系数的增大,加热面温度降低幅度减小。通过分析Stefan数,得到了装置最佳的参数,使工况蓄热效果最佳。最后通过Stefan数为2.88时的实验工况验证了相关规律的正确性。

关键词：蓄热特性梯级蓄热复合相变材料热扩散系数

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非保形平流层飞艇升空过程热力耦合建模与压差控制分析

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航天控制 2023年第3期41卷 33-42页

作者：侯凯振杨朝旭荣海军靳鹏飞西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安交通大学陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 西安交通大学航天航空学院西安710049

针对非保形平流层飞艇升空过程中气囊膨胀导致压强变化的问题,将飞艇升空阶段分为自由膨胀上升阶段和成形上升阶段,建立非保形平流层飞艇升空热力耦合模型,该模型很好地反映了飞艇内部的气体体积变化和压强变化,为研究平流层飞艇压差控... 详细信息

针对非保形平流层飞艇升空过程中气囊膨胀导致压强变化的问题,将飞艇升空阶段分为自由膨胀上升阶段和成形上升阶段,建立非保形平流层飞艇升空热力耦合模型,该模型很好地反映了飞艇内部的气体体积变化和压强变化,为研究平流层飞艇压差控制提供模型基础;考虑飞艇内部状态不能实时获取,提出基于模糊观测器的平流层飞艇压差控制方法,为保证在线学习能力,采用在线顺序模糊极限学习机(OS-Fuzzy-ELM)去训练模糊系统参数。对非保形平流层飞艇升空过程进行运动仿真分析,阐述了控制飞艇压差的必要性;对不同目标压强差下的压差控制进行仿真分析。结果表明,所设计的压差控制器具有良好的输入跟踪能力,对飞艇压差控制器的设计具有重要参考价值。

关键词：平流层飞艇热力耦合建模压差控制模糊观测器

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高超声速风洞现代试验设计方法研究

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实验流体力学 2022年第3期36卷 20-32页

作者：尤文佳王慧杰韩仁坤陈刚西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安交通大学航天航空学院陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 中国航天科工集团第三研究院创新研究院北京100074

现代试验设计(Modern Design of Experiments,MDOE)方法是提升风洞试验效率的一种重要技术途径。基于拉丁超立方的现代试验设计方法尽管理论效率很高,但其设计的随机采样点在与风洞模型姿态自动控制系统配合时,实际效率会显著下降。根... 详细信息

现代试验设计(Modern Design of Experiments,MDOE)方法是提升风洞试验效率的一种重要技术途径。基于拉丁超立方的现代试验设计方法尽管理论效率很高,但其设计的随机采样点在与风洞模型姿态自动控制系统配合时,实际效率会显著下降。根据现有风洞试验设备控制系统走刀特点,针对多变量风洞试验设计需求,提出一种基于分层拉丁超立方的现代风洞试验设计方法,并将其应用于马赫数6的风洞模型的二变量试验和三变量试验设计。在满足精度的情况下,将MDOE方法与传统试验设计(One Factor at A Time,OFAT)方法进行对比,结果表明:二变量试验中,MDOE方法仅需OFAT方法 20%左右的样本量;三变量试验中,MDOE方法仅需OFAT方法 30%左右的样本量。与经典拉丁超立方试验设计方法相比,本文所发展的分层拉丁超立方试验设计方法结合现有风洞试验设备,可有效减少试验车次,提高试验效率,缩短试验周期。

关键词：现代试验设计风洞试验分层拉丁超立方高超声速风洞

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低雷诺数下展弦比对仿生拍动翼推进性能的影响研究

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空气动力学学报 2018年第1期36卷 156-162页

作者：苑宗敬韩佳坤陈刚西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室陕西西安710049 航空工业西安飞机工业(集团)有限责任公司西飞设计院总体气动所陕西西安710089 西安交通大学陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室陕西西安710049

研究自然界中生物的非定常运动对于人类开发新概念飞行器和水下航行器具有重要指导意义。本文采用浸入边界格子玻尔兹曼方法(IB-LBM),发展了一套三维IB-LBM并行求解器。以NACA0012仿生拍动翼为对象,在中国天河2号超级计算机上对不同展... 详细信息

研究自然界中生物的非定常运动对于人类开发新概念飞行器和水下航行器具有重要指导意义。本文采用浸入边界格子玻尔兹曼方法(IB-LBM),发展了一套三维IB-LBM并行求解器。以NACA0012仿生拍动翼为对象,在中国天河2号超级计算机上对不同展弦比在低雷诺数条件下对其推进性能影响进行大规模数值。捕捉到了NACA0012拍动翼尾迹区中的精细涡系结构及其演化过程,给出了NACA0012翼拍动过程中产生的非定常力的变化趋势。研究结果表明:随着展弦比增加NACA0012拍动翼尾迹区中涡系结构二维效应越发明显,而其推进性能则随着展弦比增大先增加后减小。因此在设计仿生扑动翼时必须仔细选择仿生翼的展弦比。

关键词： NACA0012仿生翼浸入边界法格子玻尔兹曼方法涡系结构推力系数

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管道含外表面裂纹时的疲劳寿命预测研究

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石油机械 2020年第8期48卷 129-135页

作者：赵一昭柳勇白凡刘亚鹏刘马宝西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室陕西省西安市710049 西安交通大学航天航空学院中国船舶重工集团公司第七一九研究所陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室

为有效预测含外表面裂纹管道的疲劳裂纹扩展寿命,基于扩展有限元方法,计算了不同管道半径厚度比、裂纹形状参数、裂纹相对深度下的管道外表面裂纹的应力强度因子。研究结果表明:管道外表面裂纹形状因子随裂纹相对深度的增加而增大,且随... 详细信息

为有效预测含外表面裂纹管道的疲劳裂纹扩展寿命,基于扩展有限元方法,计算了不同管道半径厚度比、裂纹形状参数、裂纹相对深度下的管道外表面裂纹的应力强度因子。研究结果表明:管道外表面裂纹形状因子随裂纹相对深度的增加而增大,且随着裂纹形状参数的增大,其增加趋势更加显著;裂纹相对深度相同时,裂纹形状参数越大,裂纹形状因子越大;管道半径厚度比对管道外表面半椭圆裂纹形状因子的影响较小。在此基础上,建立了管道外表面裂纹应力强度因子的工程计算模型及基于Forman方程的含外表面裂纹管道的疲劳寿命预测模型。同时,开展了0Cr18Ni10Ti材料管道的三点弯曲疲劳试验,试验结果验证了所建含外表面裂纹管道疲劳寿命预测模型的有效性。该疲劳寿命预测模型可为管道结构工程设计提供参考。

关键词：管道裂纹扩展有限元应力强度因子疲劳寿命

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含缺陷陶瓷基复合材料L形构件承载性能及破坏过程

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复合材料科学与工程 2023年第6期 37-43页

作者：周俊辰耿谦段玉斌王栋梁中国兵器工业试验测试研究院渭南714200 西安交通大学、航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室、先进飞行器服役环境与控制陕西省重点实验室西安710049 上海交通大学、机械与动力工程学院机器人研究所、机械系统与振动国家重点实验室上海200240

本文基于图像重构技术,构建了陶瓷基复合材料代表性体积单胞及L形构件的有限元模型,预测了陶瓷基复合材料的弹性模量。通过试验和数值仿真,研究了强制拉伸位移作用下L形构件的承载性能及破坏过程。结果表明,在缺陷对构件承载性能的影响... 详细信息

本文基于图像重构技术,构建了陶瓷基复合材料代表性体积单胞及L形构件的有限元模型,预测了陶瓷基复合材料的弹性模量。通过试验和数值仿真,研究了强制拉伸位移作用下L形构件的承载性能及破坏过程。结果表明,在缺陷对构件承载性能的影响规律方面,仿真结果与试验结果一致性较好,两者相差约10%。L形构件内侧圆角区域主要承受拉伸作用,外侧主要承受压缩作用。内侧缺陷影响试样的承载性能,承载性能随缺陷面积的增大而降低;而外侧缺陷会影响试样的破坏过程,微观缺陷会扩展为宏观破坏,以材料脱层为主。本文的研究方法与结果可为陶瓷基复合材料典型构件承载性能的测试与分析提供参考。

关键词：陶瓷基复合材料 L形构件承载性能破坏过程强度分析准静态加载

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结冰环境热合成双射流激励器工作特性数值研究

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气体物理 2022年第2期7卷 65-74页

作者：王小伟张智慧王娴西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室陕西西安710049

为研究结冰环境中热合成双射流激励器工作特性,采用离散相模型(discrete phase model,DPM),结合动网格方法,数值研究了结冰环境中来流速度、液滴含量、液滴直径对激励器工作特性的影响.结果表明,来流速度较小时,双射流激励器出口形成热... 详细信息

为研究结冰环境中热合成双射流激励器工作特性,采用离散相模型(discrete phase model,DPM),结合动网格方法,数值研究了结冰环境中来流速度、液滴含量、液滴直径对激励器工作特性的影响.结果表明,来流速度较小时,双射流激励器出口形成热合成射流融合区,由于热射流的加热作用,温度较高,环境中的过冷液滴难以进入激励器腔体;来流速度较大时,射流涡向激励器两侧脱落,液滴不断进入激励器腔体内,激励器加热效率降低.此外,过冷液滴含量、直径对激励器周围速度场影响可以忽略;随着过冷液滴浓度增加,液滴直径减小,激励器加热效率逐渐降低.

关键词：过冷液滴热合成双射流动网格激励器特性结冰环境

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