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大规格损伤容限钛合金TC4-DT的研制及应用

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航空学报 2020年第6期41卷 374-382页

作者：陈联国王文盛朱知寿赵勇黄建云张海彭富华中国航空工业成都飞机设计研究所成都610091 西部超导材料科技股份有限公司西安710012 北京航空材料研究院北京100095 中国航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610091

为了满足新一代战斗机对大规格损伤容限钛合金的需求,开展了TC4-DT钛合金大规格棒材与锻坯的成分与组织控制、大型锻件热处理过程中的显微组织控制、材料与锻件的制造过程控制、零件的疲劳强化等研究。经过大型铸锭熔炼、大规格棒材和... 详细信息

为了满足新一代战斗机对大规格损伤容限钛合金的需求,开展了TC4-DT钛合金大规格棒材与锻坯的成分与组织控制、大型锻件热处理过程中的显微组织控制、材料与锻件的制造过程控制、零件的疲劳强化等研究。经过大型铸锭熔炼、大规格棒材和锻坯试制、大厚度锻件试制、结构设计与制造,结果表明:损伤容限钛合金TC4-DT大型铸锭的成分均匀、大型锻坯和大厚度锻件的抗拉强度变异系数降至约2%,激光冲击、喷丸和冷挤压等对该合金的寿命增益效果显著。损伤容限钛合金TC4-DT在新一代战斗机上获得了广泛应用。

关键词：损伤容限钛合金铸锭熔炼热处理片层组织过程控制激光冲击

推力矢量型V/STOL飞行器动态过渡过程的操纵策略优化

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航空动力学报 2023年第2期38卷 408-419页

作者：周涛王子安龚正佘崇民赵彤张同任南京航空航天大学航空学院南京210016 中国航空工业集团有限公司沈阳飞机设计研究所沈阳110000 滨州学院飞行学院山东滨州256600

针对推力矢量型垂直/短距起降(vertical/short takeoff and landing,V/STOL)飞行器的动态过渡过程模型,综合考虑过渡走廊限制、操纵冗余及不同起降任务需求指标,研究最优过渡操纵策略。考虑V/STOL飞行器的喷射气流效应,对飞行器进行全... 详细信息

针对推力矢量型垂直/短距起降(vertical/short takeoff and landing,V/STOL)飞行器的动态过渡过程模型,综合考虑过渡走廊限制、操纵冗余及不同起降任务需求指标,研究最优过渡操纵策略。考虑V/STOL飞行器的喷射气流效应,对飞行器进行全量动力学建模。利用可达平衡集方法,建立通用过渡走廊计算框架。设计了能够在V/STOL过渡段和高速飞行间平稳过渡的操纵方式。将推力矢量飞行器的动态倾转过渡过程转化为非线性动态最优控制问题,根据不同起降任务特点建立合理的指标和约束,采用直接转换法和序列二次规划算法进行求解,得出不同任务特点下的最优操纵策略与过渡过程。采用可达平衡集计算过渡走廊的方法,不仅不受飞行器类型的限制,更简化了构造过程,具有良好的通用性与鲁棒性。以光滑过渡为目标的优化结果使得飞行员在飞行器过渡过程中的操纵量变化大幅减小,从而使得飞行员能更加专注于对飞行器运动的操纵;以距离更短为目标的优化结果则使得降落过程的飞行距离缩短了30%左右。从操纵策略出发的优化结果使得驾驶员能够更好掌握操纵关注点及边界,增加了整个动态过渡过程的安全性。

关键词：推力矢量动力学建模过渡过程过渡走廊操纵策略最优控制

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基于热色液晶的异型气膜孔气膜分布特征的可视化实验

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航空动力学报 2015年第2期30卷 376-383页

作者：吴阿赛朱惠人刘存良贺宜红卢聪明张聪笑西北工业大学动力与能源学院西安710072 中国航空工业集团公司中国航空动力机械研究所湖南株洲412002

通过在气膜孔下游不同位置设置涂有热色液晶的黑色尼龙网,根据尼龙网上的彩色无量纲温度轮廓,对圆柱孔、水滴孔和簸箕孔在吹风比为0.5,1,2下的气膜分布状况进行可视化实验研究.结果表明:气膜孔沿主流流向的扩张会降低出流平均动量,较小... 详细信息

通过在气膜孔下游不同位置设置涂有热色液晶的黑色尼龙网,根据尼龙网上的彩色无量纲温度轮廓,对圆柱孔、水滴孔和簸箕孔在吹风比为0.5,1,2下的气膜分布状况进行可视化实验研究.结果表明:气膜孔沿主流流向的扩张会降低出流平均动量,较小程度地减弱了肾形对涡强度,使气膜的覆盖范围和气膜厚度都有所增大;展向扩张使出流平均动量降低的同时使其具有展向速度分量,明显降低了肾形对涡强度,显著增大气膜覆盖范围、降低气膜厚度,增强气膜的贴壁性;吹风比增大使气膜脱离壁面的趋势增强,降低气膜覆盖范围;排孔的相邻孔的出流会相互影响,有利于将气膜压向壁面,相比单孔来讲排孔的冷却效果和气膜覆盖效果更好.

关键词：气膜分布特征异型气膜孔可视化热色液晶气膜冷却

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一种折叠弹翼悬挂物的分离轨迹试验技术

实验流体力学 2014年第1期28卷 80-84页

作者：金鑫袁兵张利珍蔡广平中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所成都610091

提出了一种新的折叠弹翼悬挂物机弹分离轨迹试验技术,重点解决了在机弹分离过程中折叠弹翼动态展开时悬挂物的气动力获取问题。研究表明,提出的试验技术通过将悬挂物气动力修正方法引入到悬挂物分离安全性研究当中,准确地得到悬挂物的... 详细信息

提出了一种新的折叠弹翼悬挂物机弹分离轨迹试验技术,重点解决了在机弹分离过程中折叠弹翼动态展开时悬挂物的气动力获取问题。研究表明,提出的试验技术通过将悬挂物气动力修正方法引入到悬挂物分离安全性研究当中,准确地得到悬挂物的分离特性,解决了折叠弹翼悬挂物分离轨迹风洞试验技术瓶颈,为折叠弹翼悬挂物的投放分离安全性提供一套工程实用的解决方案。

关键词：试验技术折叠弹翼悬挂物分离气动力修正分离安全性捕获轨迹风洞试验

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涡轴发动机加速过程中的寿命延长优化控制

航空动力学报 2015年第8期30卷 2042-2048页

作者：王运知成本林黄向华中国航空工业集团公司南方航空工业(集团)有限公司产品设计所湖南株洲412002 中国航空工业集团公司航空动力机械研究所湖南株洲412002 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

在涡轴发动机加速控制中,同时考虑发动机性能和寿命,优化加速控制策略,设计寿命延长控制.分析了加速过程中的气动稳定性、强度、燃烧稳定性以及功率等限制条件,采用序列二次规划法(SQP)优化算法进行加速控制中的燃油流量优化;根据燃气... 详细信息

在涡轴发动机加速控制中,同时考虑发动机性能和寿命,优化加速控制策略,设计寿命延长控制.分析了加速过程中的气动稳定性、强度、燃烧稳定性以及功率等限制条件,采用序列二次规划法(SQP)优化算法进行加速控制中的燃油流量优化;根据燃气涡轮第1级静子冷却叶片温度最大值及其叶片型面与端壁的最大温差是影响发动机寿命的主要因素,采用两种寿命延长优化算法,一种是改变涡轮前温度的限制值,另一种是将涡轮前温度和动力涡轮转速同时作为优化目标,根据加权法进行折中.针对某涡轴发动机加载控制过程分别对两种寿命延长控制优化算法进行了仿真,结果表明两种方法均能有效降低涡轮前温度,并对动态性能影响较小,因此优化后的控制策略能有效延长发动机寿命.

关键词：涡轴发动机寿命延长控制加速过程优化策略 SQP优化算法涡轮静子冷却叶片温度

双道焊对搅拌摩擦焊搭接界面及接头性能的影响

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焊接学报 2011年第7期32卷 5-8,113页

作者：柯黎明魏鹏邢丽罗凯栾国红南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063 中国航空工业集团有限公司北京航空制造工程研究所北京100024

用搅拌针长度为3.6 mm的圆柱左螺纹和右螺纹搅拌头对3 mm厚的LY12(CZ)铝合金进行了搅拌摩擦焊搭接试验,研究了双道焊搭接界面的迁移及接头的性能.结果表明,搅拌头顺时针旋转,采用左螺纹搅拌头时,焊核两侧的搭接界面向上迁移;采用右螺纹... 详细信息

用搅拌针长度为3.6 mm的圆柱左螺纹和右螺纹搅拌头对3 mm厚的LY12(CZ)铝合金进行了搅拌摩擦焊搭接试验,研究了双道焊搭接界面的迁移及接头的性能.结果表明,搅拌头顺时针旋转,采用左螺纹搅拌头时,焊核两侧的搭接界面向上迁移;采用右螺纹搅拌头时,搭接界面向下迁移.单道焊时,由于受拉边总存在迁移界面,导致有效承载板厚减小.用左、右螺纹搅拌头交替进行双道焊接,形成焊缝一侧的搭接界面向上迁移,另一侧的搭接界面向下迁移,使接头承载时,消除迁移界面对受拉边的影响,接头的强度可达到单道焊接头的两倍以上.

关键词：搅拌摩擦焊搭接双道焊界面迁移

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民机襟翼交联机构吸能元件的吸能特性

航空动力学报 2022年第8期37卷 1771-1779页

作者：高煜翔陆建国方俊伟周晓宸席博伟中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海200135 西北工业大学航空学院西安710072 中国航空工业集团有限公司庆安集团有限公司航空设备研究所西安710077

采用有限元分析与冲击试验相结合的方式对膨胀管与波纹管的吸能特性进行探究:通过数值仿真分析对吸能元件的试验过程进行初步掌握,同时根据冲击试验结果对试验设计的不合理之处进行修正;然后开展两种吸能元件的动态冲击试验,探究其吸能... 详细信息

采用有限元分析与冲击试验相结合的方式对膨胀管与波纹管的吸能特性进行探究:通过数值仿真分析对吸能元件的试验过程进行初步掌握,同时根据冲击试验结果对试验设计的不合理之处进行修正;然后开展两种吸能元件的动态冲击试验,探究其吸能特性,最终比较分析有限元仿真分析与落锤冲击试验的试验结果,选择效果理想的吸能元件应用到襟翼交联机构上。结果表明:无论是从吸能行程、吸能稳定性还是吸能结构的设计考虑,波纹管都是最适合应用到交联机构中的吸能元件,该吸能元件比吸能大,吸能过程平缓稳定,吸收能量之后只有塑性形变但结构不发生破坏,同时吸能行程短,吸能结构简单,便于安装拆卸。

关键词：吸能元件襟翼交联机构数值仿真分析落锤冲击试验膨胀管波纹管

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基于欧拉壁面液膜模型的三维热气防冰腔数值仿真

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北京航空航天大学学报 2018年第5期44卷 959-966页

作者：李延郭涛常红亮中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院西安710089

提出了一种基于欧拉壁面液膜(EWF)模型的热气防冰腔性能仿真计算的新方法。通过FLUENT软件用户自定义标量(UDS)框架求解水滴控制方程获取三维表面水滴撞击特性。通过对各微元的水收集率、水膜蒸发率等进行质量平衡分析得到了通过该微元... 详细信息

提出了一种基于欧拉壁面液膜(EWF)模型的热气防冰腔性能仿真计算的新方法。通过FLUENT软件用户自定义标量(UDS)框架求解水滴控制方程获取三维表面水滴撞击特性。通过对各微元的水收集率、水膜蒸发率等进行质量平衡分析得到了通过该微元的质量流量,并以此作为EWF模型质量流量边界条件进行空气驱动下三维水膜厚度分布的计算,进而建立了防冰表面水膜流动动态模型。在此基础上建立了适用于三维防冰表面的耦合换热模型,通过引入亚松弛因子实现了内外流场、水膜流动及蒙皮导热的松散耦合求解。通过对某发动机短舱模型三维算例计算结果的分析和对比,结果表明所采用的计算方法是合理可信的,可以用于三维防冰腔性能的计算。

关键词：欧拉壁面液膜(EWF)模型热气防冰松散耦合防冰热载荷水膜数值仿真三维

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某型飞机短舱辐射换热计算

航空动力学报 2013年第5期28卷 1119-1124页

作者：吴宇钟剑龙吕其明中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院西安710089

针对某飞机地面慢车工况,进行了短舱内复合换热数值计算研究,分别运用球谐函数法、离散坐标法和蒙特卡洛法计算辐射换热.结果显示:不同计算方法所得结果总体上趋于一致,热辐射与自然对流耦合作用明显.与单纯自然对流的计算结果相比,舱... 详细信息

针对某飞机地面慢车工况,进行了短舱内复合换热数值计算研究,分别运用球谐函数法、离散坐标法和蒙特卡洛法计算辐射换热.结果显示:不同计算方法所得结果总体上趋于一致,热辐射与自然对流耦合作用明显.与单纯自然对流的计算结果相比,舱内温度显著升高,各区域温度值上升7%～30%.考虑空气介质对不同波段热辐射的选择性吸收后,短舱内各计算点温度进一步上升.综合分析表明:地面条件下飞机短舱换热分析过程中热辐射的影响不可忽略.

关键词：短舱热辐射球谐函数离散坐标蒙特卡洛数值计算