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附着水滴光学窗口偏振成像特性研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1125-1131页

作者：杨佳辰王新新朱克勇黄勇北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

偏振成像技术作为一种前沿的成像技术,在近些年来发展迅速。相比于传统的成像技术,偏振成像技术在提供二维空间光强分布的基础上,增加了偏振维度的信息,提高了成像的准确度。本文对附着水滴光学窗口模型开展偏振成像特性的研究,用蒙特... 详细信息

偏振成像技术作为一种前沿的成像技术,在近些年来发展迅速。相比于传统的成像技术,偏振成像技术在提供二维空间光强分布的基础上,增加了偏振维度的信息,提高了成像的准确度。本文对附着水滴光学窗口模型开展偏振成像特性的研究,用蒙特卡洛光线追踪法完成了数值模拟,用Stokes矢量记录偏振维的信息,分析了光源类型、水滴直径和水滴接触角对成像效果的影响规律,对提高成像质量具有重要意义。

关键词：偏振成像附着水滴光学窗口蒙特卡洛光线追踪法

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面向任务的机器人动作泛化研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第6期57卷 575-587页

作者：肖聚亮袁航刘海涛赵炜李鑫旺天津大学机械工程学院天津300354 中国航空制造技术研究院数字化制造技术航空科技重点实验室北京100024

动作泛化是机器人被期望具备的功能,要求机器人不仅能重复人类示教的灵巧动作,还可以根据任务目标生成新动作,在小批量、多种类的生产要求下具有广阔的应用场景.针对面向任务需求快速学习和灵活泛化的目标,设计开发了机器人动作泛化框架... 详细信息

动作泛化是机器人被期望具备的功能,要求机器人不仅能重复人类示教的灵巧动作,还可以根据任务目标生成新动作,在小批量、多种类的生产要求下具有广阔的应用场景.针对面向任务需求快速学习和灵活泛化的目标,设计开发了机器人动作泛化框架.首先,进行少量示教,使用概率运动基元(probabilistic movement primitives,ProMP)构建动作的轨迹分布,以较少参数概括示教信息.其次,使用期望最大(expected maximum,EM)算法迭代估计模型参数,引入先验信息补充模型以保证稳定性.研究先验信息对泛化效果的影响,确定了合适的先验参数;研究傅里叶基函数对周期轨迹的拟合效果,提出轨迹分割与滤波方法以保证拟合精确平滑.利用模型的概率分布性质,将动作的概率范围收缩到特定位置,并进行整条轨迹的时间尺度缩放与空间位置变换,生成符合泛化要求的轨迹.最后,搭建了一个六自由度机器人喷涂场景进行动作泛化实验.结果表明:该框架能够快速生成多种泛化轨迹.单自由度轨迹学习平均消耗1.924 s,轨迹生成平均需0.004 s;六自由度轨迹学习平均消耗35.608 s,轨迹生成平均需0.011s.

关键词：协作机器人模仿学习概率运动基元动作泛化

真空热压法制备Ti_(2)AlNb/TA15叠层复合材料的微观组织及其高温拉伸性能

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4353-4365页

作者：邵鑫香张守银张堃万俊杰卢百平南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063

为改善Ti_(2)AlNb合金的本征脆性且不牺牲其高温性能,将其与高温钛合金TA15进行复合,采用真空热压法制备了Ti_(2)AlNb/TA15叠层复合材料,研究了不同热压温度对其微观组织及其拉伸性能的影响。研究结果表明:界面层的孔洞缺陷随热压温度... 详细信息

为改善Ti_(2)AlNb合金的本征脆性且不牺牲其高温性能,将其与高温钛合金TA15进行复合,采用真空热压法制备了Ti_(2)AlNb/TA15叠层复合材料,研究了不同热压温度对其微观组织及其拉伸性能的影响。研究结果表明:界面层的孔洞缺陷随热压温度的升高逐渐减少,热压温度在1050℃及以上时可以获得无缺陷冶金结合界面。界面反应层厚度随热压温度的升高而增加,且在1050℃及以上的扩散温度条件下,反应区和Ti_(2)AlNb层间形成了一定宽度的过渡层,提升了界面结合性能。拉伸实验结果表明,相较于Ti_(2)AlNb合金,Ti_(2)AlNb/TA15叠层复合材料的室温和高温拉伸性能均有显著的提升。其中1050℃热压温度条件下的叠层复合材料具有较好的综合性能,650℃高温抗拉强度和应变分别为667.85 MPa和16.2%。

关键词：真空热压法叠层复合材料热压温度微观组织高温拉伸性能

基于纤维取向分布图像处理技术的短纤维增强聚合物基复合材料力学性能预测方法

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4826-4836页

作者：管涛李元庆郭方亮付绍云重庆大学航空航天学院

短纤维增强聚合物基复合材料(Short fiber reinforced polymer composites,SFRPC)具有复杂的细观结构，掌握纤维取向分布(Fiber orientation distribution,FOD)规律是短纤维复合材料力学建模的前提。然而，由于纤维取向统计需要收集大... 详细信息

短纤维增强聚合物基复合材料(Short fiber reinforced polymer composites,SFRPC)具有复杂的细观结构，掌握纤维取向分布(Fiber orientation distribution,FOD)规律是短纤维复合材料力学建模的前提。然而，由于纤维取向统计需要收集大量的纤维信息，通过传统手动标注读取显微图像的方式人工成本高且耗时长，统计效率与精度均难以保证。本文利用图像分析算法捕获纤维截面几何特征，发展了相应的纤维取向分布图像处理技术，实现了FOD信息的快速统计。探究了图像分析算法中关键参数的合理取值范围，并针对挤出注塑成型工艺制备的短玻纤增强和短碳纤增强聚醚酰亚胺复合材料(SGF/PEI和SCF/PEI)进行微观结构表征，将统计的纤维状态信息传递至类层合板(Laminate analogy approach,LAA)与Fu-Lauke模型框架，进而预测了不同体积分数下两种复合材料的模量与强度，预测结果与有限元模拟结果、拉伸试验测试结果均吻合良好。本文将纤维取向分布图像处理技术与复合材料力学性能预测方法相结合，有助于更高效准确地理解短纤维增强复合材料的构效关系，对于复合材料结构设计具有较高的指导作用。

关键词：热塑性聚合物注塑成型短纤维增强复合材料纤维取向力学性能

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氢电-锂电通勤飞机分布式推进系统匹配设计

中国机械工程 2024年第1期35卷 27-35页

作者：王宇伍庭佳李湘余雄庆南京航空航天大学航空学院南京210016 飞行器先进设计技术国防重点学科实验室南京210016

针对通勤类飞机总体设计参数和飞行任务剖面需求,根据氢电-锂电推进系统架构方案,提出了推进系统参数匹配方法和能源动态平衡管理策略。以19座级通勤飞机作为验证对象,对其动力装置和储备能源进行了选型和管理研究。根据选型的分布式推... 详细信息

针对通勤类飞机总体设计参数和飞行任务剖面需求,根据氢电-锂电推进系统架构方案,提出了推进系统参数匹配方法和能源动态平衡管理策略。以19座级通勤飞机作为验证对象,对其动力装置和储备能源进行了选型和管理研究。根据选型的分布式推进气动布局方案,进一步采用全析因试验设计方法分析了螺旋桨转向对飞机气动特性的影响,获得了有利于飞机巡航状态的螺旋桨转向配置方案。

关键词：通勤类飞机燃料电池参数匹配方法分布式电推进

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不同道次应变分配下TA15钛合金双道次热压缩静态软化行为

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材料热处理学报 2024年第7期45卷 194-200页

作者：赵丽娟魏科黄骏董显娟黄龙涂泽立南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063 首尔国立大学材料科学与工程系&RIAM 韩国首尔151-742

在变形温度为910~970℃、应变速率为0.01 s^(-1)、道次保温时间为1000 s、总应变为0.9条件下,对TA15钛合金进行了双道次热压缩实验,研究了第一道次应变为0.25、0.45、0.65时对合金热变形过程中静态软化行为的影响。结果表明:在不同第一... 详细信息

在变形温度为910~970℃、应变速率为0.01 s^(-1)、道次保温时间为1000 s、总应变为0.9条件下,对TA15钛合金进行了双道次热压缩实验,研究了第一道次应变为0.25、0.45、0.65时对合金热变形过程中静态软化行为的影响。结果表明:在不同第一道次应变分配下,除变形温度为910℃且应变为0.25时,合金在道次保温间隔后均出现了静态软化现象,即第二道次流动应力峰值均低于第一道次卸载应力;第一道次应变分配较高时,由于累积畸变能较多,软化程度更为明显;变形温度越接近相变点,第一道次应变对静态软化影响程度越大;微观组织分析表明,道次保温间隔后比保温前的初生α相体积分数明显减少,减小程度与静态软化程度呈正相关性。

关键词： TA15钛合金双道次热变形第一道次应变分配静态软化行为组织演变

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飞机刹车诱导颤振稳定性分析与减振设计

振动工程学报 2024年第5期37卷 770-779页

作者：蒋伟张明尹乔之朱鑫胡晓航南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室江苏南京210016 南京航空航天大学航空学院江苏南京210016

以飞机刹车装置为研究对象,对飞机刹车诱发振动问题进行了研究。针对飞机滑跑过程中的复杂制动环境对盘面摩擦特性影响,建立了考虑液压系统及盘面材料属性的刹车盘组非线性动力学分析模型,且为新材料技术的发展预留了模型接口。从实际... 详细信息

以飞机刹车装置为研究对象,对飞机刹车诱发振动问题进行了研究。针对飞机滑跑过程中的复杂制动环境对盘面摩擦特性影响,建立了考虑液压系统及盘面材料属性的刹车盘组非线性动力学分析模型,且为新材料技术的发展预留了模型接口。从实际工程应用价值出发,以机轮速度、液压系统等效阻尼、刹车盘面阻尼、盘面摩擦特性几类关键因素为控制变量,利用数值仿真与分岔理论等非线性分析手段研究了上述参数对系统稳定性的影响,并确定了使系统保持稳定的结构参数范围,方便对结构进行参数化快速分析设计。基于模型分析的结果,揭示了刹车振动产生的部分原因,从结构参数和刹车控制律两方面针对性的提出了对应的减振优化措施,进而形成了完整的飞机刹车诱导颤振的分析方法,为飞机制动器设计初期提供了理论参考依据。

关键词：刹车诱导振动非线性模型分岔理论稳定性分析减振措施

Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金的热变形行为及基于响应面法的变形工艺参数优化

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2301-2313页

作者：王双见鲁世强王克鲁邓丽萍肖璇张开铭南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063

Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金因具有作为高温结构材料应用的潜力而引起了较广泛的关注。本研究基于合金在1273~1473 K和0.001~0.1 s^(-1)条件下的等温恒应变速率压缩实验数据,分析了Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金的流变应力行为,计算了热... 详细信息

Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金因具有作为高温结构材料应用的潜力而引起了较广泛的关注。本研究基于合金在1273~1473 K和0.001~0.1 s^(-1)条件下的等温恒应变速率压缩实验数据,分析了Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金的流变应力行为,计算了热变形激活能Q、功率耗散效率η和失稳因子ξ(■);建立了以变形工艺参数为输入变量,Q、η和ξ(■)为响应目标的响应面模型,并基于多目标优化获得了适宜的变形工艺参数窗口条件。结果表明,Laves相NbCr2/Nb两相合金为正应变速率和负温度敏感材料;在所研究的工艺参数范围,Q、η和x(e&)值分别在156.9963~659.3012 kJ/mol,0.0130~0.8127和-0.6229~0.6359范围波动,这说明合金的塑性变形能力对工艺参数变化敏感;所建立的Q、η和ξ(■)响应面模型具有较高的预测精度,其决定系数R^(2)分别达到0.992、0.999和0.953,平均绝对相对误差AARE分别为1.29%,0.63%和11.5%;变形工艺参数对Q的交互影响顺序(从大到小)为:变形温度/应变速率>应变速率/真应变>变形温度/真应变,而变形工艺参数对η和ξ(■)的交互影响顺序基本相同,即,变形温度/应变速率>变形温度/真应变>应变速率/真应变;基于低Q,高η和ξ(■)的多目标优化而获得的适宜变形工艺窗口条件为1440~1473 K和0.001~0.05 s^(-1),最佳变形工艺条件在1473 K、0.001 s^(-1)附近。对最佳变形工艺条件下的微观组织验证表明,基于多目标优化获得的变形工艺窗口条件是正确的。

关键词： Laves相NbCr_(2)/Nb两相合金热变形激活能功率耗散效率失稳因子响应面变形工艺参数优化

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基于高速飞行器火力控制模型的智能解算方法

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1693-1701页

作者：杨犇金飞腾刘燕斌陈柏屹彭寿勇南京航空航天大学航天学院南京211106 南京航空航天大学自动化学院南京211106 北京空天技术研究所北京100074

研究吸气式高速飞行器的火力控制解算问题,针对高速飞行器较传统的亚音速与超音速飞行器系统响应时间短,飞行环境复杂,对火力控制模型解算要求度高等难点,提出了一种高速飞行器火力控制模型的解算方法。构建了面向高速飞行器平台的火力... 详细信息

研究吸气式高速飞行器的火力控制解算问题,针对高速飞行器较传统的亚音速与超音速飞行器系统响应时间短,飞行环境复杂,对火力控制模型解算要求度高等难点,提出了一种高速飞行器火力控制模型的解算方法。构建了面向高速飞行器平台的火力控制模型,并根据高速飞行器的飞行特性,使用快速模拟法结合阿基米德优化算法求解攻击区域,并反解出载机初始的指令信号。仿真结果表明,该解算方法解算精度高,控制参数少,所实现的攻击区域广,且能发挥高速飞行器较强的飞行性能。

关键词：高速飞行器火力控制攻击区域阿基米德优化算法智能解算