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铝合金板冲压摩擦试验机开发与试验

北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1898-1910页

作者：李小强张贺刚王烁李高峰孟庆阔张永生北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 航发智造(北京)科技有限公司北京100083 首钢集团有限公司技术研究院北京100041

针对铝合金板冲压成形对摩擦测试的需求,确定考虑加热条件下铝合金板材冲压摩擦伺服压力摩擦测试平台的总体设计方案,开发适用于铝合金板材成形的小载荷高精度多功能摩擦试验机系统。该系统由运动组件、加热系统及控制系统组成。运动组... 详细信息

针对铝合金板冲压成形对摩擦测试的需求,确定考虑加热条件下铝合金板材冲压摩擦伺服压力摩擦测试平台的总体设计方案,开发适用于铝合金板材成形的小载荷高精度多功能摩擦试验机系统。该系统由运动组件、加热系统及控制系统组成。运动组件实现上模具和夹头的运动支撑;加热系统实现模具与试件单独加热;在伺服控制模式下,结合外部力传感器和光栅尺,实现试件压力和模具间隙高精度高稳定性控制。实际应用检验该试验机对不同因素的区分度和重复性,并设计正交试验,探索不同因素对铝合金板材摩擦的影响。结果表明:试验机性能稳定,重复性好;影响摩擦系数因素的重要次序为:模具温度、压力、速度、润滑剂;温度越低,压力越大,速度越快,摩擦系数越小;同一种类型的润滑剂对摩擦系数的影响较小。随着压力的增大,摩擦系数减少的趋势越来越小,逐渐趋于平稳。

关键词：摩擦试验机铝合金板冲压伺服控制摩擦试验摩擦学行为

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基于充气薄膜的可展开帆板结构设计

中国空间科学技术（中英文） 2024年第2期44卷 30-39页

作者：张元勋徐莉萍张晓敏黄镐重庆大学航空航天学院重庆400030 北京紫微宇通科技有限公司北京100080

充气薄膜结构具有质量轻、收纳比高的优势。通过理论分析及实验验证的方法,得到了充气薄膜管承载力矩与充气内压、管道内径、展开程度之间的映射关系。进一步通过“厚度包边”法处理二级展开帆板的厚度问题,设计了转动锁定、转动-滑移... 详细信息

充气薄膜结构具有质量轻、收纳比高的优势。通过理论分析及实验验证的方法,得到了充气薄膜管承载力矩与充气内压、管道内径、展开程度之间的映射关系。进一步通过“厚度包边”法处理二级展开帆板的厚度问题,设计了转动锁定、转动-滑移锁定、搭接锁定连接结构,提出薄膜管驱动的二级可展开矩形帆板、圆形帆板以及百叶窗式矩形帆板三种大尺度可展开帆板结构形式,并进行展开状态的模态仿真,对比其模态振型。本设计可为大尺度充气可展开结构形式提供参考。

关键词：薄膜展开承载力矩展开锁定折展机构

分布式粗糙元对高超声速边界层不稳定性的影响试验

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航空学报 2024年第2期45卷 85-103页

作者：李学良李创创苏伟吴杰华中科技大学航空航天学院武汉430074 北京航天长征飞行器研究所北京100076

高超声速边界层转捩是空气动力学亟须研究的关键问题之一。飞行器表面的热防护系统会由于高温烧蚀产生宏观分布式粗糙元形貌,但是目前该宏观烧蚀形貌对高超声速边界层内不稳定波演化机制的影响尚不明晰。基于华中科技大学?0.5 m马赫数6 ... 详细信息

高超声速边界层转捩是空气动力学亟须研究的关键问题之一。飞行器表面的热防护系统会由于高温烧蚀产生宏观分布式粗糙元形貌,但是目前该宏观烧蚀形貌对高超声速边界层内不稳定波演化机制的影响尚不明晰。基于华中科技大学?0.5 m马赫数6 Ludwieg管风洞,利用高频压力传感器(PCB)和红外热像仪等测量手段,重点研究了分布式粗糙元布置位置和宽度对零攻角下7°半张角尖锥模型高超声速边界层不稳定波演化特征和转捩位置的影响。试验结果表明,将分布式粗糙元布置于同步点之前会促进第二模态不稳定波的演化,且越靠近前缘位置粗糙元宽度因素对下游不稳定波演化影响越小;但随其分布位置向下游移动,促进转捩作用减弱,对不稳定波的非线性交互抑制效果更为明显,转捩位置随之后移。

关键词：高超声速分布式粗糙元边界层转捩不稳定波风洞试验

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混合工质预冷的氢液化流程优化及工艺分析

低温与超导 2024年第7期52卷 75-82,88页

作者：朱璟琦杨坤熊联友北京中科富海低温科技有限公司北京100190 中科院理化技术研究所北京100086

针对混合工质预冷及氢膨胀深冷的氢液化工艺,分析氢液化流程混合工质配比和氢膨胀等熵效率等相关工艺参数对系统功耗的影响,优化了流程工艺参数。通过Aspen Hysys对氢液化工艺流程稳态进行模拟计算,并用改进型正交实验的优化方法对预冷... 详细信息

针对混合工质预冷及氢膨胀深冷的氢液化工艺,分析氢液化流程混合工质配比和氢膨胀等熵效率等相关工艺参数对系统功耗的影响,优化了流程工艺参数。通过Aspen Hysys对氢液化工艺流程稳态进行模拟计算,并用改进型正交实验的优化方法对预冷段参数进行优化。结果表明:预冷循环系统最低比功耗下的混合工质配比:甲烷10.2%、乙烷29.3%、丙烷39.3%、氮气21.2%,深冷循环系统比功耗较初始参数降低了7.8%。

关键词：混合工质氢液化稳态模拟正交实验参数优化

“吉林一号”宽幅01B卫星GNSS-R数据风速反演研究

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第1期49卷 56-67页

作者：王峰李建强杨东凯郑琦李峰辉北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191 北京航空航天大学宇航学院北京100191 上海航天技术研究院上海201109 上海埃依斯航天科技有限公司上海201109 天津云遥宇航科技有限公司天津300000

为了初步分析和评估“吉林一号”宽幅01B卫星全球导航卫星系统反射(global navigation satellite systemreflectometry,GNSS-R)测量数据反演海面风速的有效性和可用性,建立未标定时延多普勒相关功率峰值信噪比、归一化时延波形前沿斜率... 详细信息

为了初步分析和评估“吉林一号”宽幅01B卫星全球导航卫星系统反射(global navigation satellite systemreflectometry,GNSS-R)测量数据反演海面风速的有效性和可用性,建立未标定时延多普勒相关功率峰值信噪比、归一化时延波形前沿斜率和后沿斜率反演海面风速的模型,得到了反演模型反演风速与ECMWF(European Centre for MediumRange Weather Forecasts)风速的均方根误差。当无严格数据质量控制和数据定标时,时延-多普勒图(delay-Doppler map,DDM)的峰值信噪比、时延波形前沿和后沿斜率的反演风速的均方根误差分别为3.22 m/s、3.67 m/s和3.49 m/s。当控制信噪比大于-6 dB时,DDM峰值信噪比反演的风速的均方根误差满足低风速反演精度2 m/s的需求,但数据量下降为无严格数据质量控制的78.11%;对于前沿和后沿斜率,当信噪比大于-3 dB时,均方根误差小于2 m/s,数据量下降至53.74%。结果表明“,吉林一号”宽幅01B卫星的GNSS-R数据可用于海面风速的测量。

关键词： “吉林一号”宽幅01B卫星星载GNSS-R 海面风速反演时延-多普勒图

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超轻型微球介电吸波材料性能及应用研究

宇航材料工艺 2024年第4期54卷 57-62页

作者：李登臣黄玲杨树豪彩虹无人机科技有限公司北京100074 北京航空航天大学北京100191

为了实现吸波材料轻量化,本文通过设计材料微观结构及合成方法,将碳材料的介电特性与空心结构的低密度特性相结合,开发出一种超轻型材料,制备的碳空心球(C@air)材料具有优良的吸波性能。基于该材料分别制备吸波板材及可用于隐身飞机机... 详细信息

为了实现吸波材料轻量化,本文通过设计材料微观结构及合成方法,将碳材料的介电特性与空心结构的低密度特性相结合,开发出一种超轻型材料,制备的碳空心球(C@air)材料具有优良的吸波性能。基于该材料分别制备吸波板材及可用于隐身飞机机翼前缘的吸波蜂窝芯,并对其进行电磁仿真及雷达反射截面积(RCS)测试,吸波蜂窝芯在同向水平极化下达到-32.3 dB,同向垂直极化下达到-27.2 dB。验证了该材料具有优秀的吸波性能及应用效果,为吸波材料的设计与应用提供思路。

关键词：碳空心球介电损耗空心结构吸波蜂窝芯

基于第一性原理计算单层IrSCl和IrSI的载流子迁移率

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物理学报 2024年

作者：张磊陈起航曹硕钱萍北京科技大学北京市高精尖中心中科软科技股份有限公司

本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了单层IrSCl和IrSI材料的载流子输运特性。声子谱计算无虚频，表明材料结构稳定，且分子动力学模拟验证了其在300K下的热稳定性。结果显示，这两种材料均为间接带隙半导体，且在不同... 详细信息

本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了单层IrSCl和IrSI材料的载流子输运特性。声子谱计算无虚频，表明材料结构稳定，且分子动力学模拟验证了其在300K下的热稳定性。结果显示，这两种材料均为间接带隙半导体，且在不同泛函下的带隙计算结果分别为：单层IrSCl在PBE和HSE06泛函下的带隙为0.37 eV和1.58 eV，单层IrSI的带隙为0.23eV和1.36 eV在双轴拉伸应变下，IrSCl和IrSI的带隙逐渐减小，最大应变6%时，带隙分别降至0.05 eV和0.01 eV（PBE）。基于形变势理论预测，室温下单层IrSCl和IrSI的最大载流子迁移率分别407.77 cm2V-1s-1和202.64 cm2V-1s-1。同时，基于玻尔兹曼输运方程的计算结果显示，室温下单层IrSCl和IrSI的载流子迁移率最大值分别299.15 cm2V-1s-1和286.41 cm2V-1s-1。这些结果表明，IrSCl和IrSI单层材料在纳米电子器件领域具有潜在的应用价值。

关键词：第一性原理计算迁移率二维材料

De-DDPM:可控、可迁移的缺陷图像生成方法

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自动化学报 2024年第8期50卷 1539-1549页

作者：岳忠牧张喆吕武赵瑞祥马杰华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 中国船舶集团有限公司航海科技有限责任公司北京100070

基于深度学习的表面缺陷检测技术是工业上的一项重要应用,而缺陷图像数据集质量对缺陷检测性能有重要影响.为解决实际工业生产过程中缺陷样本获取成本高、缺陷数据量少的痛点,提出了一种基于去噪扩散概率模型(Denoising diffusion proba... 详细信息

基于深度学习的表面缺陷检测技术是工业上的一项重要应用,而缺陷图像数据集质量对缺陷检测性能有重要影响.为解决实际工业生产过程中缺陷样本获取成本高、缺陷数据量少的痛点,提出了一种基于去噪扩散概率模型(Denoising diffusion probabilistic model,DDPM)的缺陷图像生成方法.该方法在训练过程中加强了模型对缺陷部位和无缺陷背景的差异化学习.在生成过程中通过缺陷控制模块对生成缺陷的类别、形态、显著性等特征进行精准控制,通过背景融合模块,能将缺陷在不同的无缺陷背景上进行迁移,大大降低新背景上缺陷样本的获取难度.实验验证了该模型的缺陷控制和缺陷迁移能力,其生成结果能有效扩充训练数据集,提升下游缺陷检测任务的准确率.

关键词：数据增强数据集扩充缺陷图像生成深度学习

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