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基于等效FE-BEM法的层合板隔声性能

航空动力学报 2024年第2期39卷 9-16页

作者：彭涛侯峰邹学锋戚志民韩啸中国飞机强度研究所航空声学与振动航空科技重点实验室西安710065 中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065 中国飞机强度研究所陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室西安710065

以对称层合板结构为对象,基于经典层合板理论,将其等效为单层各项异性板,采用FE-BEM法(hybrid finite element-boundary element method)分析了其在宽频噪声激励作用下的隔声特性。为验证等效方法的适用性,开展对称复合材料层合板模态... 详细信息

以对称层合板结构为对象,基于经典层合板理论,将其等效为单层各项异性板,采用FE-BEM法(hybrid finite element-boundary element method)分析了其在宽频噪声激励作用下的隔声特性。为验证等效方法的适用性,开展对称复合材料层合板模态测试和数值分析;为验证预估结论的正确性,将FE-BEM法结果与FE-SEA法(hybrid finite element-statistic energy analysis)结果、试验结果分别进行对比。结果表明:将等效方法用于对称层合板固有特性模拟是正确的,等效层合板的固有特性的仿真结果与试验值一致,误差在6.9%以内;等效方法和FE-BEM法结合进行对称层合板隔声预计是有效的,FE-BEM法预计结果与试验结果吻合良好;等效方法和FE-SEA法结合进行对称层合板隔声预计也是有效的,FE-BEM法比FE-SEA法所建模型计算耗时长,算例中计算耗时增大4.4%。

关键词： FE-BEM 隔声特性复合材料宽频激励层合板

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复杂石墨阵列快速时变热耦合控制方法

东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 232-239页

作者：王彬文郑瑶秦强中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

为了在高超声速飞行器结构热试验中准确模拟真实服役热环境,用快速时变热耦合控制方法对复杂石墨阵列进行控制.采用热耦合控制方法将瞬态热损失与瞬态黑体辐射量代入控制方程,实时获取试验件的真实热响应状态;研究了结构热试验热载荷典... 详细信息

为了在高超声速飞行器结构热试验中准确模拟真实服役热环境,用快速时变热耦合控制方法对复杂石墨阵列进行控制.采用热耦合控制方法将瞬态热损失与瞬态黑体辐射量代入控制方程,实时获取试验件的真实热响应状态;研究了结构热试验热载荷典型历程及石墨阵列控制响应特性,设计了基于结构热试验的专家PID控制策略,给出了复杂石墨阵列全历程分段控制参数;研究了石墨阵列的电特性,设计了时变限伏控制策略,提高了石墨阵列的可靠性;设计了一种多温区耦合补偿控制方法,减小了温区间的耦合干扰.结果表明:试验得到的温度曲线与理论计算曲线在快速升温段的最大误差为4.8%,平稳段的最大误差为1.4%,下降段的最大误差为2.3%;有效减小了控制系统的超调量,提高了系统响应速度;使用快速时变热耦合控制方法在某试验中对复杂石墨阵列进行控制,控制误差小于1.2%.

关键词：高超声速飞行器结构热试验复杂石墨阵列专家PID 耦合补偿控制

考虑磨损演化的铰链式襟翼机构动力学仿真研究

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西北工业大学学报 2024年第2期42卷 222-231页

作者：冯蕴雯唐家强薛小锋李帅陈先民西北工业大学航空学院陕西西安710072 中国飞机强度研究所陕西西安710065 中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室陕西西安710065

不同卡位的襟翼气动载荷差别很大,使得轴承在不同襟翼偏角下所承受载荷也存在明显差异,这导致在不同角度位置的轴承磨损深度不一致。因此,引入均匀磨损深度的方法难以适用于襟翼的动力学特性分析。为解决这一问题,提出了一种基于最小二... 详细信息

不同卡位的襟翼气动载荷差别很大,使得轴承在不同襟翼偏角下所承受载荷也存在明显差异,这导致在不同角度位置的轴承磨损深度不一致。因此,引入均匀磨损深度的方法难以适用于襟翼的动力学特性分析。为解决这一问题,提出了一种基于最小二乘法的动力学建模方法。根据襟翼翼面的连接特点利用C-B法对其进行柔性化,并采用RBE2单元建立刚柔耦合动力学模型。联合UAMP、DISP、UMESHMOTION子程序进行磨损演化仿真,获取铰链轴承的非均匀磨损数据,同时通过最小二乘拟合建立磨损深度和襟翼偏角角度以及摩擦因数的映射关系。将该映射关系以铰链轴承中心点的偏移量和轴承摩擦因数的方式更新刚柔耦合动力学模型,以获取在磨损影响下的襟翼机构动力学响应,验证了方法的适用性和有效性。结果表明,随着磨损的进行,襟翼内外侧轴承转轴同轴度逐渐降低,内外侧驱动力矩随之增加,增加幅度最大为15.08%。该方法可为襟翼机构的设计及轴承选型提供一定支持。

关键词：襟翼机构动力学刚柔耦合磨损演化最小二乘

高速摄像在某强冲击试验中的试验弹测速应用研究

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机械科学与技术 2024年第5期43卷 904-910页

作者：刘颖茜姚小明李碧波中国飞机强度研究所西安710065

为了提高强冲击试验的试验弹测速有效性与精度,本文设计了高速摄像试验弹测速方案测量试验弹冲击前的速度。依据试验条件进行了关键设备选型并搭建了高速摄像测速系统,利用有限脉冲响应(Finite impulse response,FIR)滤波器并选取不同... 详细信息

为了提高强冲击试验的试验弹测速有效性与精度,本文设计了高速摄像试验弹测速方案测量试验弹冲击前的速度。依据试验条件进行了关键设备选型并搭建了高速摄像测速系统,利用有限脉冲响应(Finite impulse response,FIR)滤波器并选取不同滤波器半长进行速度分析计算,通过“四点矫正法”解决了图像倾斜畸变。将测速结果与传统的激光测速结果进行比对,二者测试结果高度吻合(相对误差在0.5%以内)。最后由测速系统分析的3组连续出口速度证明了该强冲击试验系统具备提供稳定速度的能力。

关键词：强冲击试验高速摄像测速系统 FIR滤波器四点矫正法

某型飞机起落架机构上位锁间隙精度可靠性分析

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科学技术与工程 2024年第24期24卷 10206-10211页

作者：庞宝才吕媛波中国飞机强度研究所西安710065

起落架上位锁在锁上时,锁钩与锁环需保证一定间隙,确保上锁安全。针对起落架收起过程的运动精度可靠性问题,以上位锁锁上时的间隙为研究对象,建立上位锁的锁上精度可靠性评估模型。为了在数据缺乏的情况下研究上位锁锁上精度的可靠性问... 详细信息

起落架上位锁在锁上时,锁钩与锁环需保证一定间隙,确保上锁安全。针对起落架收起过程的运动精度可靠性问题,以上位锁锁上时的间隙为研究对象,建立上位锁的锁上精度可靠性评估模型。为了在数据缺乏的情况下研究上位锁锁上精度的可靠性问题,利用贝叶斯理论,将先验分布与试验数据相结合,得到更加合理的参数分布,建立上位锁锁上精度的贝叶斯更新迭代模型,可以扩展分析数据的信息,提高分析的准确度,为后续的上位锁收放精度可靠性评估提供更多有效的信息。

关键词：上位锁精度可靠性贝叶斯迭代模型

航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价方法

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航空学报 2024年

作者：邹鹏杨钧超陈向明刘小川中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室

针对目前国内外航空飞行器结构强度验证过程中所需的物理试验技术成熟度缺乏清晰、量化评价的问题，开展针对航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价体系研究。构建了航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价体系框架，定义了航空... 详细信息

针对目前国内外航空飞行器结构强度验证过程中所需的物理试验技术成熟度缺乏清晰、量化评价的问题，开展针对航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价体系研究。构建了航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价体系框架，定义了航空飞行器结构强度物理试验关键/体系技术内涵、成熟度等级划分方法/确定方式、等级条件/评估方法以及评价流程等，并分别列举了典型应用案例。本文提出的技术体系及评价方法适用于航空飞行器各类结构强度验证过程中物理试验的成熟度定量评价，为航空飞行器结构强度专业清晰掌握相关技术成熟度等级、规划未来发展方向提供方法支持。

关键词：航空飞行器结构强度物理试验技术成熟度评价体系

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基于人员和环境因素定量化的检测可靠性

航空学报 2024年第6期45卷 298-308页

作者：薛小锋赵淼龑杜倩宜冯蕴雯樊俊铃焦婷西北工业大学航空学院西安710072 中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

飞机检查间隔的制定需要检测可靠性提供支持,然而检测可靠性的评估受到检测过程中诸多因素的影响。其中,人员、环境这2类因素具有多维指标且水平难以量化的特点,对其开展定量建模难度较大。针对该问题,在利用HF因子对2类因素影响进行量... 详细信息

飞机检查间隔的制定需要检测可靠性提供支持,然而检测可靠性的评估受到检测过程中诸多因素的影响。其中,人员、环境这2类因素具有多维指标且水平难以量化的特点,对其开展定量建模难度较大。针对该问题,在利用HF因子对2类因素影响进行量化评估的基础上,建立了考虑人员和环境影响的检测可靠性模型。首先,对HF因子开展特征分析并结合A400M检测数据提出其数学模型,同时采用考虑工作经验和作业光照而开展的检测试验数据进行验证。其次,通过模糊综合评价进行2类因素水平的综合量化;在此基础上,建立该综合量化结果与HF因子模型之间的映射关系。最后,以平板裂纹目视检测数据为例进行了应用分析,验证了模型的适用性和有效性。所提出的检测可靠性模型有潜力在保证结果准确性的前提下降低试验成本。

关键词：无损检测可靠性人员因素环境因素 HF因子模型

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光纤智能复合材料损伤行为的跨尺度耦合分析

空天技术 2024年第1期2024卷 10-16+35页

作者：田云博罗利龙张芸倩孟军辉北京理工大学宇航学院中国飞机强度研究所中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室北京理工大学重庆创新中心

将光纤传感器埋入复合材料可以长期在线监测复合材料结构内部的变形及损伤情况，从而实现对结构的监测和寿命预测。然而光纤的埋入会在一定程度上损坏基体材料的完整性和连续性，导致部分基体在原复合材料和光纤之间形成界面并产生较高... 详细信息

将光纤传感器埋入复合材料可以长期在线监测复合材料结构内部的变形及损伤情况，从而实现对结构的监测和寿命预测。然而光纤的埋入会在一定程度上损坏基体材料的完整性和连续性，导致部分基体在原复合材料和光纤之间形成界面并产生较高的应力集中，从而对复合材料力学性能带来负面影响。为研究光纤等细微结构对复合材料宏观力学性能的影响，采用跨尺度耦合分析的方法，通过应变场的局部化以及均匀化两个过程，将复合材料的宏观尺度模型与细观尺度模型耦合在一起，研究光纤智能复合材料受拉伸载荷的力学响应与损伤演化规律，并讨论了光纤直径、界面结构的细观尺寸参数对于智能复合材料力学性能的影响规律。结果表明，随着光纤直径的增加，复合材料的刚度下降，应力集中系数提高，拉伸强度下降；随着树脂富集区长度的增加，复合材料的刚度下降，应力集中系数下降，强度提高。

关键词：跨尺度分析光纤智能复合材料复合材料损伤渐进失效强度分析

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基于波速区间的导波延迟累加损伤成像

振动与冲击 2024年第17期43卷 232-236,245页

作者：刘国强王莉王霞光黎玮刘钢中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

延迟累加成像方法是导波损伤监测技术中的一种经典的损伤成像方法,但是其性能非常依赖于精确的导波波速。而在复杂工程结构中的精确导波波速往往难以获得,从而该方法的有效性会受到复杂工程结构的影响。针对上述问题,提出了基于波速区... 详细信息

延迟累加成像方法是导波损伤监测技术中的一种经典的损伤成像方法,但是其性能非常依赖于精确的导波波速。而在复杂工程结构中的精确导波波速往往难以获得,从而该方法的有效性会受到复杂工程结构的影响。针对上述问题,提出了基于波速区间的延迟累加成像方法。所提方法利用导波波速的估计区间,将导波损伤散射信号的一段用于延迟,并将该段延迟信号的最大值进行累加作为损伤成像值。通过对复合材料加筋板上不同位置损伤的识别,对所提方法的有效性进行了验证。试验结果表明,所提方法能对损伤进行准确识别,且在鲁棒性方面要优于延迟累加成像方法。

关键词：导波损伤成像复合材料结构健康监测延迟累加