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大展弦比复合材料机翼刚心分析与剪裁设计

中国机械工程 2013年第1期24卷 52-55页

作者：董永朋霍世慧华林王富生岳珠峰西北工业大学中国运载火箭技术研究院

介绍了一种运用有限元分析软件确定大展弦比复合材料机翼刚心位置的方法,并将该有限元分析方法得到的计算结果与理论方法进行比较,两者最多相差7.5%。将该方法运用到工程中,以大展弦比复合材料机翼刚心轴线的位置作为目标函数,静强度和... 详细信息

介绍了一种运用有限元分析软件确定大展弦比复合材料机翼刚心位置的方法,并将该有限元分析方法得到的计算结果与理论方法进行比较,两者最多相差7.5%。将该方法运用到工程中,以大展弦比复合材料机翼刚心轴线的位置作为目标函数,静强度和稳定性作为约束,蒙皮、梁腹板各个铺层角的厚度和桁条、梁缘条的横截面积作为设计变量进行优化设计。经过多岛遗传算法和序列二次规划算法的迭代计算,最终得到机翼模型刚心轴线的最佳位置,与优化前相比刚心轴线位置更靠近于机翼前缘。

关键词：有限元方法刚心轴线优化设计多岛遗传算法序列二次规划算法

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复合材料性能反演单向板弹性常数的方法

材料科学与工程学报 2015年第5期33卷 726-729页

作者：肖颖王佩艳董永朋中航工业成都飞机(集团)有限责任公司技术中心四川成都610091 西北工业大学力学与土木建筑学院先进材料测试中心陕西西安710129 中国运载火箭技术研究院研究发展中心北京100076

通过对复合材料层合板等效弹性模量的反演推算,得到单向板的弹性常数。当层合板中0°和90°铺层比例不等时,通过直接反推法得到唯一解,即单向板的弹性常数;但是当层合板中0°和90°铺层比例相等时,运用反推法得到无穷多组解,此时添加额... 详细信息

通过对复合材料层合板等效弹性模量的反演推算,得到单向板的弹性常数。当层合板中0°和90°铺层比例不等时,通过直接反推法得到唯一解,即单向板的弹性常数;但是当层合板中0°和90°铺层比例相等时,运用反推法得到无穷多组解,此时添加额外已知条件可确定唯一解。由算例分析得出:对于均衡层合板该方法预测结果较准确;但对于非均衡层合板预测结果误差偏大。复合材料弹性模量的反演推算充分考虑了材料因加工缺陷引起的随机性,所得结果能更真实地反映单向板的弹性常数。

关键词：等效弹性模量材料弹性常数均衡层合板铺层比例

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复合材料机翼刚心轴线影响因素分析

航空制造技术 2012年第11期55卷 -页

作者：董永朋霍世慧华林王富生岳珠峰西北工业大学力学与土木建筑学院先进材料测试中心

采用有限元分析方法,确定复合材料机翼中刚心轴线的位置。建立一系列的复合材料机翼有限元模型,对影响刚心轴线位置的因素进行具体分析。结果表明,质量分布、展弦比和后掠角的变化对机翼刚心轴线位置有较大的影响,前后梁的位置、铺层形... 详细信息

采用有限元分析方法,确定复合材料机翼中刚心轴线的位置。建立一系列的复合材料机翼有限元模型,对影响刚心轴线位置的因素进行具体分析。结果表明,质量分布、展弦比和后掠角的变化对机翼刚心轴线位置有较大的影响,前后梁的位置、铺层形式、铺层比例和铺层顺序的变化对机翼刚心轴线位置的影响相对较小。本研究为复合材料机翼的设计提供一定的参考。

关键词：有限元方法刚心轴线展弦比后掠角

具有半主动压电阻尼的叶盘结构动力学特性研究

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推进技术 2020年第4期41卷 889-902页

作者：刘久周李琳辛健强董永朋徐腾飞屈强中国航天科技集团公司第一研究院系统工程业务部北京100076 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 西北工业大学材料学院陕西西安710072

针对航空发动机整体叶盘结构的失谐响应放大问题,在叶盘结构中引入半主动压电阻尼技术,并利用基于非线性模态分析的非线性系统频域响应快速算法-非线性部件模态综合(NCMS)法对具有基于负电容的同步开关阻尼(SSDNC)的叶盘结构动力学特性... 详细信息

针对航空发动机整体叶盘结构的失谐响应放大问题,在叶盘结构中引入半主动压电阻尼技术,并利用基于非线性模态分析的非线性系统频域响应快速算法-非线性部件模态综合(NCMS)法对具有基于负电容的同步开关阻尼(SSDNC)的叶盘结构动力学特性进行理论探究。分析结果表明NCMS法相比于Newmark法具有很高的计算效率,并能保证较高计算精度;SSDNC能够同时对叶盘结构的多阶振动模态都产生较好的抑制效果,并对多谐波激励下叶盘结构的所有振动峰值都产生较好的抑制效果(对于本文所用模型,振动峰值下降可达到73%);统计分析表明,SSDNC的振动抑制效果对叶盘结构机械失谐以及电路参数失谐均不敏感。

关键词：叶盘结构同步开关阻尼非线性部件模态综合法振动抑制失谐

基于三维等效弹性模量的复合材料中厚层合板稳定性分析

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材料科学与工程学报 2011年第5期29卷 725-728页

作者：董永朋王佩艳刘洋王富生岳珠峰西北工业大学工程力学系

通过对复合材料层合板刚度矩阵的转换,将中厚板等效为3D各向异性板,并将得到的等效弹性模量运用到有限元模型中,对轴压载荷作用下的中厚层合板进行稳定性分析。结果表明:有限元模拟得到的屈曲载荷与工程经验公式得到的屈曲载荷相差很小... 详细信息

通过对复合材料层合板刚度矩阵的转换,将中厚板等效为3D各向异性板,并将得到的等效弹性模量运用到有限元模型中,对轴压载荷作用下的中厚层合板进行稳定性分析。结果表明:有限元模拟得到的屈曲载荷与工程经验公式得到的屈曲载荷相差很小,简支情况下相差5.86%,固支情况下相差6.47%。证明这种等效方法是可行的,且可以提高复合材料中厚板的三维建模效率。

关键词：刚度矩阵中厚板稳定性等效模量

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复合材料机翼刚心轴线影响因素分析

航空制造技术 2012年第19期55卷 79-82页

作者：董永朋霍世慧华林王富生岳珠峰西北工业大学力学与土木建筑学院先进材料测试中心

采用有限元分析方法,确定复合材料机翼中刚心轴线的位置。建立一系列的复合材料机翼有限元模型,对影响刚心轴线位置的因素进行具体分析。结果表明,质量分布、展弦比和后掠角的变化对机翼刚心轴线位置有较大的影响,前后梁的位置、铺层形式、铺层比例和铺层顺序的变化对机翼刚心轴线位置的影响相对较小。本研究将为复合材料机翼的设计提供一定的参考。

关键词：有限元方法刚心轴线展弦比后掠角

一种非线性宽频压电能量收集系统的动力学特性分析

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振动工程学报 2021年第3期34卷 567-576页

作者：刘久周张凤玲辛健强王润董永朋屈强中国运载火箭技术研究院北京100076 沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室辽宁沈阳110136 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 西北工业大学材料学院陕西西安710072

提出了一种基于同步开关电路的非线性宽频压电能量收集器,并利用高阶谐波平衡法对能量收集系统的频域响应、能量输出功率及其影响因素等内容展开了理论研究,同时利用Hill法对系统的稳定性进行了分析。研究结果表明在基于同步开关电路的... 详细信息

提出了一种基于同步开关电路的非线性宽频压电能量收集器,并利用高阶谐波平衡法对能量收集系统的频域响应、能量输出功率及其影响因素等内容展开了理论研究,同时利用Hill法对系统的稳定性进行了分析。研究结果表明在基于同步开关电路的能量收集系统中引入副梁,可以大大拓宽能量收集系统工作频带;适当减小同步开关电路的电容比,虽然会降低能量收集系统在共振峰附近的能量收集能力,但可以拓宽系统的工作带宽;能量收集系统的工作带宽随副梁与质量块间初始间隙的减小以及副梁刚度的增大而拓宽,可根据振动能量源频率带宽及能量的频域分布规律,对系统关键参数进行匹配设计,以获得更好的能量收集效果。

关键词：振动能量收集非线性同步开关电路高阶谐波平衡法动力学特性

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缝隙内高超声速气动加热数值模拟

战术导弹技术 2016年第2期 41-46页

作者：屈强许小静洪文虎辛健强董永朋中国运载火箭技术研究院研发中心北京100076

针对航天飞机热防护系统组件之间的缝隙气动加热问题,建立二维缝隙局部网格模型,利用CFD方法研究了二维定常可压缝隙内高超声速气动热环境规律,主要分析了来流攻角、来流马赫数、缝隙宽度、倒角和台阶等因素对流场和气动热环境的影响规... 详细信息

针对航天飞机热防护系统组件之间的缝隙气动加热问题,建立二维缝隙局部网格模型,利用CFD方法研究了二维定常可压缝隙内高超声速气动热环境规律,主要分析了来流攻角、来流马赫数、缝隙宽度、倒角和台阶等因素对流场和气动热环境的影响规律。结果表明上述因素均会对缝隙局部热环境产生影响,在防热设计中应该综合考虑。通过本文的研究工作,给出了一种工程设计中可用的缝隙热环境设计方法。

关键词：缝隙高超声速气动热

高超声速飞行器辐射式热防护系统概率分析方法

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战术导弹技术 2017年第1期 47-54页

作者：辛健强陈景茂董永朋徐腾飞洪文虎中国运载火箭技术研究院研究发展中心北京100076

针对辐射式热防护系统设计输入变量的随机分布问题,结合有限元瞬态传热方法和蒙特卡洛直接抽样方法,建立了一种概率瞬态热分析方法。针对典型辐射式多层热防护系统,考虑各层热防护方案的厚度、材料热导率、比热容、密度等因素的随机分布... 详细信息

针对辐射式热防护系统设计输入变量的随机分布问题,结合有限元瞬态传热方法和蒙特卡洛直接抽样方法,建立了一种概率瞬态热分析方法。针对典型辐射式多层热防护系统,考虑各层热防护方案的厚度、材料热导率、比热容、密度等因素的随机分布,仿真得到了热防护系统表面最高温度和背面最高温度的随机分布特性,以及设计参数的灵敏度分析结果,对热防护系统的设计工作具有指导意义。

关键词：热防护蒙特卡洛模拟热分析高超声速飞行器