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MEMS加速度计全温性能优化方法

中国惯性技术学报 2024年第1期32卷 64-70页

作者：刘国文刘宇李兆涵王学锋金仲和王巍浙江大学航空航天学院杭州310027 北京航天控制仪器研究所北京100039 中国航天科技集团有限公司北京100048

针对微机电系统(MEMS)加速度计全温性能低的问题,提出锚区应力对消方法、低应力粘接工艺和温度补偿方法。首先,通过调整两个键合的锚区面积大小实现锚区应力对消,使得加速度计的温度性能得到改善;然后,建立加速度计堆叠封装模型并对专... 详细信息

针对微机电系统(MEMS)加速度计全温性能低的问题,提出锚区应力对消方法、低应力粘接工艺和温度补偿方法。首先,通过调整两个键合的锚区面积大小实现锚区应力对消,使得加速度计的温度性能得到改善;然后,建立加速度计堆叠封装模型并对专用集成电路(ASIC)粘接参数、加速度计敏感结构点胶方式与点胶参数进行仿真分析,从而确定了加速度计的低应力粘接形式和粘接工艺;最后,对加速度计零偏和标度因数设计了三阶温度补偿方法并进行了实验测试。实验结果表明,加速度计全温零偏稳定性达到47.3μg(1σ)、全温标度因数稳定性达到43.6 ppm(1σ),提高了加速度计的全温性能。

关键词： MEMS加速度计应力对消低应力粘接温度补偿

基于熵权ToPSIS法-障碍度模型-修正后耦合协调度模型的现代海洋城市时空演化研究

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海洋通报 2024年

作者：熊晓晓张效莉郭伟宸张麒麒中国航天科技集团公司第八研究院第八o二研究所上海海洋大学海洋经济研究中心国家海洋信息中心

为助推海洋强国和中国式现代化建设，处于经济发展前沿的沿海城市将建设现代海洋城市作为重要任务予以推进。为科学引导沿海城市落实现代海洋城市建设任务，本文深入探讨现代海洋城市的内涵机理，构建了一套现代海洋城市评价指标体系，... 详细信息

为助推海洋强国和中国式现代化建设，处于经济发展前沿的沿海城市将建设现代海洋城市作为重要任务予以推进。为科学引导沿海城市落实现代海洋城市建设任务，本文深入探讨现代海洋城市的内涵机理，构建了一套现代海洋城市评价指标体系，并基于2010—2020年天津、上海、青岛、厦门和深圳五城市的数据，采用熵权ToPSIS法、障碍度模型、修正后的耦合协调度模型等方法分析了现代海洋城市发展水平、障碍因素以及系统间耦合协调水平的时空演变特征。结果表明：2010—2020年5城市的现代海洋城市水平呈现上升态势，2020年现代海洋城市发展水平由高到低依次为上海、青岛、天津、厦门、深圳，5城市在系统层、要素层的表现各有优劣；影响现代海洋城市发展水平的首要障碍因素发生变化，2020年与2010年相比首要障碍因素较为统一；现代海洋城市系统间的耦合协调度总体增长，2020年耦合协调度水平由高到低依次为上海、青岛、天津、厦门、深圳，研究期内城市间系统耦合协调差异缩小，各城市现代海洋城市系统耦合协调水平都待进一步提升。基于此，提出五位一体建设、注重系统协调性，聚焦实际问题、整治薄弱环节的建议。

关键词：现代海洋城市发展水平障碍因素耦合协调

融合载体动力学特征的智能多源自主导航方法研究

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宇航学报 2024年第4期45卷 550-559页

作者：王巍孟凡琛徐小明初未萌吴志刚中国航天科技集团有限公司北京100048 北京航天控制仪器研究所北京100039 中山大学航空航天学院深圳518107

多源自主导航系统技术是新一代国家综合定位、导航与授时(PNT)体系下终端用户的重要技术发展方向。面向新一代健壮性综合PNT体系跨场景的导航任务,多源自主导航系统面临着智能化的迫切需求。针对复杂导航行为决策可信性问题,提出了融合... 详细信息

多源自主导航系统技术是新一代国家综合定位、导航与授时(PNT)体系下终端用户的重要技术发展方向。面向新一代健壮性综合PNT体系跨场景的导航任务,多源自主导航系统面临着智能化的迫切需求。针对复杂导航行为决策可信性问题,提出了融合载体动力学特征的智能多源自主导航基本概念,归纳了其实践中面临的主要科学问题,系统阐述了深度融合载体动力学特征与人工智能方法的多源自主导航理论框架与方法内涵,为智能多源自主导航系统的理论、方法及应用提供支撑。

关键词：国家综合PNT体系多源自主导航载体动力学特征可信性智能决策

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以科技创新开辟发展新领域新赛道

科技导报 2024年第1期42卷 1-2页

作者：包为民中国航天科技集团有限公司北京100048

2023年,以人工智能、超级计算和自动化为基础的数字时代和基于生物技术、纳米技术的深度科学这两股创新浪潮引领科技研发进入新的阶段,全球创新格局正悄然变化。在全面贯彻党的二十大精神的开局之年,我国科研工作者太空逐梦、极地探索,... 详细信息

2023年,以人工智能、超级计算和自动化为基础的数字时代和基于生物技术、纳米技术的深度科学这两股创新浪潮引领科技研发进入新的阶段,全球创新格局正悄然变化。在全面贯彻党的二十大精神的开局之年,我国科研工作者太空逐梦、极地探索,在空天技术、农业科技、基础研究、生物医药等方面取得一系列令人振奋的突破性进展和标志性成果,创新实力不断提升。

关键词：创新浪潮科技研发创新实力超级计算人工智能纳米技术生物医药标志性成果

基于分子链演化的NEPE推进剂基体超弹本构模型

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含能材料 2024年第5期32卷 518-527页

作者：刘俊梁爽刘向阳郜婕华中科技大学航空航天学院湖北武汉430070 北京理工大学宇航学院北京100081 中国航天科技集团有限公司四院四十一所陕西西安710025

为了揭示硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂基体内高分子链结构演化与超弹性力学行为间的构效关系,采用多尺度方法,对复杂变形状态下NEPE推进剂基体内的高分子链演化过程及其表征模型进行了研究。首先,在基体黏合剂、固化剂和增塑剂等组分微... 详细信息

为了揭示硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂基体内高分子链结构演化与超弹性力学行为间的构效关系,采用多尺度方法,对复杂变形状态下NEPE推进剂基体内的高分子链演化过程及其表征模型进行了研究。首先,在基体黏合剂、固化剂和增塑剂等组分微观模型的基础上,通过对基体体系的分子动力学模拟,发展了描述复杂变形状态下交联链和自由链构形演化的动力学模型。随后,基于统计力学理论对系统自由能中交联链和自由链演化的贡献进行了定量表征,并建立了考虑高分子链交联、缠结效应的超弹本构模型。最后,结合NEPE推进剂基体胶片准静态拉伸实验数据对本构模型进行了验证。结果表明,相较于经典Arruda-Boyce超弹本构模型,基于物理机制的本构模型中本构参数具有真实的物理意义,可以通过物化实验进行参数标定,能较好地预测复杂变形状态下的基体超弹性行为,从而为推进剂基体力学性能的调控和组分优化提供模型支持。

关键词：推进剂基体超弹性本构模型物理机制分子动力学高分子链密度

基于主被动TVS技术的低温推进剂贮箱控压特性

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航空动力学报 2024年第10期 170-177页

作者：周振君吴俊巩萌萌吴勇赵允宁程龙中国航天科技集团有限公司中国运载火箭技术研究院首都航天机械有限公司

为研究主被动热力学排气技术在低温贮箱压力控制方面的特性，搭建了集成主被动热力学排气系统的低温试验平台，开展了被动热力学排气（PTVS）控压、混合控压以及主动热力学排气（ATVS）等模式，贮箱加热分为0、40 W和80 W工况下的液氮... 详细信息

为研究主被动热力学排气技术在低温贮箱压力控制方面的特性，搭建了集成主被动热力学排气系统的低温试验平台，开展了被动热力学排气（PTVS）控压、混合控压以及主动热力学排气（ATVS）等模式，贮箱加热分为0、40 W和80 W工况下的液氮贮箱压力控制正交测试，并进行了持续时间10 h的长耗时低温贮箱控压过程测试。试验结果表明：控压循环时间随着加热功率的增加而减少，控压循环频率更高；输入功率不变时，PTVS单次循环控压时间最长，混合控压单次循环时间最短。混合与ATVS结合的低温贮箱控压方法在近10 h的测试过程中运行稳定，将贮箱压力控制在预定区间内。节流制冷量的输入削弱了外界漏热的影响，液相升温速率逐渐降低趋于平缓，液相温度最终接近热分层处流体温度。

关键词：主被动控压热力学排气液相温度气枕压力热分层

固体发动机药柱低温点火开裂失效的跨尺度分析

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含能材料 2024年第2期32卷 142-151页

作者：王贵军周涛吴艳青侯晓黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点试验室北京100081 中国航天科技集团第四研究院西安航天化学动力有限公司陕西西安710025 北京理工大学宇航学院北京100081

为了准确预测推进剂装药在低温点火过程中是否发生开裂,提出了一种全局⁃局部单向收缩耦合的跨尺度分析方法。针对高能硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂,开展低温中应变率单轴拉伸试验,获取了推进剂的典型失效模式。结果表明,基于发展的推进... 详细信息

为了准确预测推进剂装药在低温点火过程中是否发生开裂,提出了一种全局⁃局部单向收缩耦合的跨尺度分析方法。针对高能硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂,开展低温中应变率单轴拉伸试验,获取了推进剂的典型失效模式。结果表明,基于发展的推进剂非线性粘弹性本构模型,实现了固体发动机药柱低温点火的宏观结构分析,获取了推进剂药柱结构危险点的位置;同时建立了考虑颗粒与基体界面脱湿和颗粒断裂的细观颗粒填充模型,进一步将宏观结构分析结果作用于相应的细观代表性体积单元(RVE)上。最后,建立推进剂细观失效准则,表明在低温点火条件下药柱结构完整性满足要求。收缩跨尺度分析方法可作为预测药柱在低温点火过程中开裂行为的有效手段。

关键词：硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂低温点火跨尺度分析颗粒与基体界面脱湿药柱开裂

蠕变-疲劳耦合作用下推力室内壁结构损伤分析

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航空动力学报 2024年第7期39卷 29-35页

作者：王红建王超施蔚杜大华西北工业大学航空学院西安710072 中国航天科技集团有限公司西安航天动力研究所西安710100

可重复使用液体火箭发动机能大幅降低航天运输成本,其中推力室内壁结构的循环使用寿命是影响可重复使用性能的关键因素.基于Chaboche随动强化模型和Norton蠕变模型建立推力室内壁材料的本构方程;采用瞬态热-力耦合分析方法,获得推力室... 详细信息

可重复使用液体火箭发动机能大幅降低航天运输成本,其中推力室内壁结构的循环使用寿命是影响可重复使用性能的关键因素.基于Chaboche随动强化模型和Norton蠕变模型建立推力室内壁材料的本构方程;采用瞬态热-力耦合分析方法,获得推力室各工况下的温度场与应力-应变分布;通过Lagneborg累积损伤法建立损伤模型,其中考虑了蠕变-疲劳的耦合作用,以预测内壁结构损伤及循环寿命.研究结果表明:推力室内壁结构损伤形式以低周疲劳损伤和蠕变-疲劳耦合损伤为主,其中低周疲劳损伤占比65.8%,蠕变-疲劳交互作用损伤占比29.8%,因此为了准确预测推力室内壁结构的循环使用寿命,需考虑结构在蠕变-疲劳耦合损伤作用下的影响因素.

关键词：推力室低周疲劳高温蠕变交互损伤寿命预测

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航天装备体系化仿真发展的思考

系统仿真学报 2024年第6期36卷 1257-1272页

作者：包为民祁振强中国航天科技集团有限公司科技委北京100048 北京宇航系统工程研究所北京100074

新时代航天领域蓬勃发展,航天装备呈现出体系化、新质化、高效能、智能化等新特点,仿真技术作为覆盖论证、研发、试验、制造、训练、维护等全生命周期各阶段的增效赋能手段,在数字航天时代更显重要作用。介绍了航天装备体系化仿真的内涵... 详细信息

新时代航天领域蓬勃发展,航天装备呈现出体系化、新质化、高效能、智能化等新特点,仿真技术作为覆盖论证、研发、试验、制造、训练、维护等全生命周期各阶段的增效赋能手段,在数字航天时代更显重要作用。介绍了航天装备体系化仿真的内涵,阐述了国内外发展现状和实践,研判了未来发展的趋势和挑战,围绕航天装备体系化仿真技术成体系发展、抓重点突破、演进式推升,从技术体系、支撑应用、效用演进等维度提出了设想。结合人工智能、大数据、虚拟现实、数字技术等新兴前沿热点,对其助力航天装备体系化仿真发展进行了思考。

关键词：航天装备仿真技术人工智能数字技术

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