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航空发动机涡轮榫接结构疲劳虚拟试验技术

航空动力学报 2022年

作者：黄宏扬胡殿印赵炎陈高翔鄢林潘锦超北京航空航天大学能源与动力工程学院中小型航空发动机联合研究中心北京航空航天大学航空发动机研究院北京航空航天大学航空发动机结构强度北京市重点实验室

为解决航空发动机涡轮榫接结构疲劳试验成本高、周期长，且试验过程状态难以实时监控等问题，开展了涡轮榫接结构疲劳的虚拟试验技术研究。通过涡轮榫接结构模拟件的疲劳试验获取载荷-位移数据，构建NARX神经网络模型，开展位移初步预... 详细信息

为解决航空发动机涡轮榫接结构疲劳试验成本高、周期长，且试验过程状态难以实时监控等问题，开展了涡轮榫接结构疲劳的虚拟试验技术研究。通过涡轮榫接结构模拟件的疲劳试验获取载荷-位移数据，构建NARX神经网络模型，开展位移初步预测；在此基础上采用Kalman滤波引入实测数据对预测状态进行修正，实现疲劳虚拟试验位移的实时预测和更新且预测误差均小于5%；最后，基于3d MAX和Unity 3D平台，构建高度保真的涡轮榫接结构数字模型和虚拟环境，实现涡轮榫接结构疲劳虚拟试验过程的直观展示以及数据可视化。

关键词：涡轮榫接虚拟试验神经网络 Kalman滤波可视化

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杀伤元侵彻明胶虚拟试验技术研究

兵工学报 2016年第11期37卷 1995-2001页

作者：苑大威李丹王雪皎瞬态冲击技术重点实验室北京102202 中国兵器工业第208研究所北京102202

为了更好地预测杀伤元的杀伤效果,逐步实现虚拟试验替代实际试验,基于杀伤元侵彻明胶精确仿真技术,考虑实际试验中随机变量、试验工况、试验样本量、结果数据处理、试验结果评估及虚拟场景等要素,将有限元软件DYNA形成的杀伤元侵彻明胶... 详细信息

为了更好地预测杀伤元的杀伤效果,逐步实现虚拟试验替代实际试验,基于杀伤元侵彻明胶精确仿真技术,考虑实际试验中随机变量、试验工况、试验样本量、结果数据处理、试验结果评估及虚拟场景等要素,将有限元软件DYNA形成的杀伤元侵彻明胶求解K文件与VC++6.0程序开发结合起来,在求解K文件中自动添加随机变量。同时融入相对标准差公式、杀伤效能评估方程等对虚拟试验结果进行分析,并针对杀伤元数据、虚拟试验数据、实测数据建立数据库,便于结果对比。结果表明:多次虚拟试验结果在一个稳定的范围内分布,多次虚拟测试结果与实际测试结果吻合。

关键词：兵器科学与技术杀伤元明胶侵彻虚拟试验

疏散人员路径选择行为多人在线式虚拟试验研究

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安全与环境学报 2023年第5期23卷 1650-1658页

作者：李若愚王雁旭陈娟梁晨马剑西南交通大学交通运输与物流学院成都610031 西南交通大学地球科学与环境工程学院成都610031 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司广东深圳518020 清华大学合肥公共安全研究院灾害环境人员安全安徽省重点实验室合肥230601

在紧急状况下人员疏散特征难以通过日常观测获取,而开展真人现场疏散试验难以确保参与者的人身安全。因此,构建包括绘图、运动、通信模块的多人在线式虚拟疏散试验平台,组织真人在线参与疏散试验,从路径选择行为和运动特征两方面与真人... 详细信息

在紧急状况下人员疏散特征难以通过日常观测获取,而开展真人现场疏散试验难以确保参与者的人身安全。因此,构建包括绘图、运动、通信模块的多人在线式虚拟疏散试验平台,组织真人在线参与疏散试验,从路径选择行为和运动特征两方面与真人现场试验进行对比,结果表明该平台可以重现真实人员疏散过程中的疏散动力学规律。进一步设计并组织可控真人在线疏散试验,研究影响疏散人员路径选择行为的相关因素,结果表明:在高压力环境下人员冲突强度较高,但随着知晓出口位置的人员比例增加而降低;人员的路径选择与其视野内其他人员的运动方向呈正相关关系,且高压力环境下人群的路径选择情况更加一致。

关键词：公共安全人员疏散虚拟试验路径选择行为分析

基于多重验证的船舶水动力虚拟试验置信度评估方法（英文）

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船舶力学 2019年第6期23卷 643-659页

作者：吴乘胜赵峰沈泓萃中国船舶科学研究中心

船舶水动力学领域中,数值水池虚拟试验结果的可信度是制约其应用与发展的关键因素之一。目前常用的CFD不确定度分析,经实践证明不完全适用于虚拟试验置信度评估,因而需要建立一种新的置信度评估方法,以确保针对“属性细分”后的一类问题... 详细信息

船舶水动力学领域中,数值水池虚拟试验结果的可信度是制约其应用与发展的关键因素之一。目前常用的CFD不确定度分析,经实践证明不完全适用于虚拟试验置信度评估,因而需要建立一种新的置信度评估方法,以确保针对“属性细分”后的一类问题,虚拟试验结果可信且达到工程实用精度要求。为此,文中提出了一种新的船舶水动力数值水池试验置信度评估方法,该方法的核心是“不确定度分析、最优解确认、大子样验证”三重验证流程,其中:不确定度分析基于正交试验设计、方差分析和统计推断理论;最优解确认基于正交试验设计的效应分析方法和残差最小原理;大子样验证则基于大量数值水池试验结果和相应模型试验数据的对比与统计分析。文中以船模阻力虚拟试验为例开展了实践,证明了该置信度评估方法的合理性和有效性。

关键词：置信度评估多重验证虚拟试验船舶水动力

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基于数值计算的某油轮快速性虚拟试验研究

中国造船 2019年第1期60卷 22-29页

作者：张建武王志鹏胡科中国船舶科学研究中心水动力学重点实验室无锡214082

为评估船舶快速性,采用两相流自由面VOF技术计算船舶阻力,用带有升力面修正的升力线法计算螺旋桨敞水性能,用非均匀来流的升力线法计算伴流分数和相对旋转效率,用鼓动盘理论计算推力减额。数值计算的结果与模型试验的结果相近。通过数... 详细信息

为评估船舶快速性,采用两相流自由面VOF技术计算船舶阻力,用带有升力面修正的升力线法计算螺旋桨敞水性能,用非均匀来流的升力线法计算伴流分数和相对旋转效率,用鼓动盘理论计算推力减额。数值计算的结果与模型试验的结果相近。通过数值计算方法将虚拟试验替代模型试验,在保证精度前提下采用较简捷的方法,希望推动虚拟试验的方法朝快捷、高效的方向发展。

关键词：油轮快速性虚拟试验数值计算

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桥壳多轴向多激励虚拟试验系统研究

振动与冲击 2018年第23期37卷 157-163,189页

作者：邹喜红刘瑜袁冬梅陈雪松程凯华重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室重庆400054 重庆理工大学机械工程学院重庆400054

为提出一种多轴向多激励的桥壳试验方法,并为桥壳虚拟疲劳试验研究提供有效的输入手段。建立桥壳有限元模型并进行模态分析与模态试验,分析模态和试验模态不仅振型一致,而且各阶固有频率误差均<5%;在此基础上,采用模态综合法提取出桥壳... 详细信息

为提出一种多轴向多激励的桥壳试验方法,并为桥壳虚拟疲劳试验研究提供有效的输入手段。建立桥壳有限元模型并进行模态分析与模态试验,分析模态和试验模态不仅振型一致,而且各阶固有频率误差均虚拟试验系统,并基于简谐信号和随机信号进行系统仿真验证。基于道路模拟激励谱进行桥壳虚拟道路模拟仿真试验,并采用多轴向多激励道路模拟试验系统进行了试验验证,结果表明仿真与试验信号在幅值和趋势上具有较高的一致性,所建立的桥壳多轴向多激励虚拟试验系统具有较高的准确性,从而为桥壳设计验证和评价提供了一种高效准确的手段和方法。

关键词：桥壳多轴向多激励刚柔耦合虚拟试验道路模拟

虚拟试验光电信号大气传输效应主动计算服务技术研究

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虚拟试验光电信号大气传输效应主动计算服务技术研究

作者：李世杰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

虚拟试验中的光电信号特指激光以及雷达波信号,该类信号大气空间传输过程中其信号强度会随之衰减,这种现象称为信号的传输效应。效应计算服务为虚拟试验场中传输效应现象提供相应的计算支撑。目前信号大气传输效应非主动计算服务采用试... 详细信息

虚拟试验中的光电信号特指激光以及雷达波信号,该类信号大气空间传输过程中其信号强度会随之衰减,这种现象称为信号的传输效应。效应计算服务为虚拟试验场中传输效应现象提供相应的计算支撑。目前信号大气传输效应非主动计算服务采用试验空间的各类实体与环境模型按照预先想定建立固定交互关联的方式,动态进入环境影响空间的各类实体无法应用环境模型,多次反射的信号无法自动计算环境效应,该种方式已经无法满足未来的应用,因此提出了效应主动计算服务方法。效应主动计算服务是指能够主动对虚拟试验场中的信号-环境-目标实体间建立动态关联,并为其提供动态的效应计算信息支撑。本课题首先对效应主动计算服务方法进行了研究:分析光电信号特征并进行规范化描述,提出了区域和节点两种模式的信号主动识别方法,能够实现对指定虚拟想定区域或指定计算节点的信号识别;分析基于光电信号探测原理,确定了可接收光电信号实体集;研究复杂环境下的传输效应计算方法,能够计算信号源位置与可接收实体位置间所通过的环境路径,并选用合适的模型进行效应计算;研究了基于中间件消息传输机制的结果推送方法。其次以所研究的内容为基础,采用面向对象的方法设计了效应主动计算服务组件,分析组件的需求,设计组件的静态模型、动态模型以及界面,并完成单元测试。为了能够对传输效应主动计算服务技术进行验证,设计开发了效应服务场景构建相关试验组件作为试验资源。最后利用所开发的组件构建了应用验证系统,提出了验证方案,描述了验证过程以及分析了验证结果。验证结果表明所研究的光电信号主动服务方法有效,所开发的光电信号主动服务组件能够实现光电信号主动服务的功能,满足应用需求。

关键词：虚拟试验传输效应主动服务软件开发

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一种汽车操稳性能虚拟试验与操作评价系统

一种汽车操稳性能虚拟试验与操作评价系统

作者：邹安帮南京林业大学

学位级别：硕士

汽车试验是汽车研发过程中不可或缺的一部分,不论是汽车研发初期对车辆的性能评估,还是新车投产时的改进设计,都需要进行大量的汽车性能试验。而驾驶模拟器的出现,不仅使得汽车制造商可以在研发初期没有样车时进行设计验证,还可以为汽... 详细信息

汽车试验是汽车研发过程中不可或缺的一部分,不论是汽车研发初期对车辆的性能评估,还是新车投产时的改进设计,都需要进行大量的汽车性能试验。而驾驶模拟器的出现,不仅使得汽车制造商可以在研发初期没有样车时进行设计验证,还可以为汽车研发缩短试验周期,降低研发成本,提高市场竞争力。操纵稳定性是汽车六大性能试验中影响汽车主动安全的重要试验之一,不仅影响驾驶员的操纵方便性,也是汽车高速行驶的安全保证。本文针对汽车操纵稳定性试验,研究并开发了人在环路的汽车操稳性能虚拟试验与操作评价系统,旨在为汽车操纵稳定性试验提供一种全天候运行、不易受环境干扰的虚拟试验环境,为车辆操作规范性、试验组织能力和数据处理能力训练成果提供一种客观的评价系统,从而提高汽车操稳试验的经济性和安全性,提升试验驾驶员和组织人员的专业技能,降低人为因素对车辆操稳性能评价结果的影响,保证试验过程和评价结论的客观性和科学性。本文的内容包括人在环路的汽车操稳虚拟试验与操作评价系统集成、传感器误差特性分析与模拟、传感器误差注入与验证、车辆操稳性能评价结果影响因素分析、车辆操作规范性评价策略与模型构建、车辆性能评价参数提取、试验数据管理与可视化。具体研究内容与结论如下:首先,根据开展汽车操稳虚拟试验及其评价的功能需求,搭建人在环路的汽车操稳性能虚拟试验系统、操作评价系统。根据虚拟试验和评价系统的构成及功能,设计了数据流程图和数据接口,实现了各模块间的数据交互;推导了车辆动力学方程,建立了以驾驶员操纵为输入的车辆动力学模型。第二,为开展试验数据处理能力训练,针对车辆动力学仿真与试验在测量数据误差方面的差异,本文根据传感器构造、工作原理和误差产生机理,对加速度传感器、陀螺仪、方向盘转角传感器、方向盘力矩传感器等随机误差和系统误差数学特性进行了分析,建立了相应的误差模型,提出了系统-随机误差注入方法。试验验证结果表明,本文建立的误差模型和系统-随机误差注入方法可以有效实现传感器误差的模拟与注入。第三,为开展试验人员的操作规范性训练与评价,以减少因试验人员不规范操作引起的试验车辆性能评价偏差。本文提出了一种基于经验均值的试验车辆驾驶操作规范性评价方法,设计车辆性能参数提取算法,通过设计含过程评价和结果评价的操作规范性综合评价策略,按评价不跨区的原则,以分段函数的形式来建立试验驾驶员操作规范性的结果评价模型。最后,采用该评价模型对5名不同性别的汽车试验学员进行操作规范性评价验证,结果表明了操作规范性评价策略与模型可以有效对汽车操稳试验进行操作规范性评价。第四,以QT Creator为开发平台设计开发了虚拟试验控制台软件;采用SQLite数据库技术实现了试验组织、车辆动力学仿真、误差模拟与注入、操作规范性评价等相关数据的存储、读取和查询功能;使用QWT插件开发了数据与信息可视化模块以及试验场地、车辆型号和试验仪器的选型等模块。

关键词：操纵稳定性虚拟试验误差注入规范性评价数据管理

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基于大质量法的虚拟振动试验夹具谐响应分析

中国测试 2023年第9期49卷 146-153页

作者：刘艳欣李天宇薛陶周志卫刘越郑州飞机装备有限责任公司实验技术研究室河南郑州450005 上海航天电子技术研究所上海201108 空军装备部驻郑州地区军事代表室河南郑州450005

针对机载悬挂发射装置的振动夹具虚拟正弦扫频试验的问题,应用大质量法,通过ANSYS仿真平台,并结合试验研究其结构动力学特性。首先推导振动台的数学模型,并构建虚拟试验平台;然后通过虚拟正弦扫频试验得到振动夹具的响应特性;最后通过... 详细信息

针对机载悬挂发射装置的振动夹具虚拟正弦扫频试验的问题,应用大质量法,通过ANSYS仿真平台,并结合试验研究其结构动力学特性。首先推导振动台的数学模型,并构建虚拟试验平台;然后通过虚拟正弦扫频试验得到振动夹具的响应特性;最后通过实物试验对其置信度进行评估。结果表明,基于大质量法所构建的虚拟振动试验模型是正确和有效的,使用模态叠加法所进行的结构谐响应分析结果具有较高的置信度;同时,在振动夹具的典型点上,分析所得振动夹具的前两阶固有频率相对于实测值误差约为7.24%,且振动夹具的频响函数的变化趋势与试验结果基本上一致。该结果可满足工程实践中精度要求,可为机载悬挂发射装置振动夹具设计和虚拟试验研究提供参考。

关键词：机载悬挂发射装置振动夹具虚拟试验大质量法正弦扫频试验