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基于多体系统理论的砂型3D打印机关键几何误差分析

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南京航空航天大学学报 2025年第01期 55-65页

作者：李嵩松刘思琦马蔷庞瑞峰刘晓亮侯明鹏中国机械科学研究总院北京金隅科技学校北京京城增材科技有限公司

铸造砂型打印机用于加工高精度砂型零件，为了研究铸造砂型3D打印机几何精度对打印砂型零件成品精度的影响，可以通过多体系统理论，建立砂型3D打印机的拓扑结构模型和21项几何误差模型。鉴于不同的误差项目与零件打印加工要素之间的契... 详细信息

铸造砂型打印机用于加工高精度砂型零件，为了研究铸造砂型3D打印机几何精度对打印砂型零件成品精度的影响，可以通过多体系统理论，建立砂型3D打印机的拓扑结构模型和21项几何误差模型。鉴于不同的误差项目与零件打印加工要素之间的契合程度不同，其对不同零件打印加工要素的作用力度存在显著差异。因此，本文提出一种通过识别典型零件打印加工要素的几何误差并对3D打印机进行精度补偿的方法。砂型3D打印机可完成的打印零件要素，如圆球、圆锥台、菱形台和矩形台等即为典型打印加工要素。基于误差灵敏度对这些典型打印加工要素进行分析，实现对打印机关键几何误差的识别。识别方法模型在JCAM-JC1218砂型打印机上进行了实验验证，验证得到的关键几何精度灵敏度影响因子累加普遍大于90%。结果表明，该识别方法在真实设备实验条件下具有较高的准确性和可靠性，能够有效地捕捉到关键几何精度的灵敏度影响因子，为砂型打印机性能的进一步优化提供了强有力的数据支撑。

关键词：砂型3D打印零件加工要素几何精度多体系统理论精度补偿

钢板混凝土墙-钢筋混凝土楼板连接节点抗剪性能

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哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 92-100页

作者：于跃隋春光雷永旺郭全全中国核电工程有限公司北京100840 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

模块化技术正在推动新一代核电厂的设计和发展,兼具优良工作性能和工业化施工性能的钢板混凝土(SC)结构在模块化结构具有广泛应用前景。SC墙-RC楼板连接节点作为SC模块结构与RC结构之间的典型传力构件,其结构设计必须既要保证荷载的有... 详细信息

模块化技术正在推动新一代核电厂的设计和发展,兼具优良工作性能和工业化施工性能的钢板混凝土(SC)结构在模块化结构具有广泛应用前景。SC墙-RC楼板连接节点作为SC模块结构与RC结构之间的典型传力构件,其结构设计必须既要保证荷载的有效传递,又要考虑模块化施工的可行性。为研究SC墙-RC楼板连接节点抗剪性能,设计并完成了2个“薄墙厚板型”SC墙-RC楼板连接节点循环加载试验,包括GB/T 51340—2018建议的钢筋连接器连接、附加抗剪键等两种连接方式。试验结果表明:在剪跨比1.50下试件均发生RC楼板弯剪破坏,节点主要传力破坏路径为加载端至楼板根部的斜压杆区域,说明节点结合面不配置抗剪键仍满足抗剪要求;试验过程中,直螺纹钢筋套筒无滑脱、未发生钢筋或焊缝拉断,延性系数均大于4,说明钢筋连接器连接的传力性能良好,可作为SC墙-RC楼板连接节点的有效连接方式;该节点核心区仍属于抗剪薄弱区域,若要满足“全强度连接”设计准则,核心区对拉筋体积含钢率应不低于0.59%。

关键词：钢板混凝土墙钢筋混凝土楼板连接节点钢筋连接器抗剪键

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水下运输系统RBF神经网络终端滑模控制

核动力工程 2025年第1期46卷 247-253页

作者：袁占航马渝翔李运华北京航空航天大学北京100190 中国核电工程有限公司北京100840 西门子中国研究院北京100102

水下运输系统在运输载荷时会受到水的不确定非线性和其他外部扰动影响。针对水下运输系统的运行控制问题,以核电厂燃料组件的水下运输系统为对象,设计了基于径向基函数(RBF)神经网络的非奇异终端滑模控制方法。首先,根据牛顿第二定律和M... 详细信息

水下运输系统在运输载荷时会受到水的不确定非线性和其他外部扰动影响。针对水下运输系统的运行控制问题,以核电厂燃料组件的水下运输系统为对象,设计了基于径向基函数(RBF)神经网络的非奇异终端滑模控制方法。首先,根据牛顿第二定律和Morison方程建立了系统的运动微分方程并推导其状态空间方程;其次,设计非奇异终端滑模控制器,并用RBF神经网络对未知非线性作用进行估计并在控制器中补偿,由Lyapunov稳定性理论推导了网络权值的自适应更新律;通过Lyapunov稳定性理论证明了所提控制策略可以实现对未知非线性估计的渐进收敛和对给定指令跟踪的有限时间收敛;分别对带载上行和空载下行两种工况进行仿真验证,仿真结果表明了所设计的控制器性能良好。

关键词：水下运输径向基函数(RBF)神经网络终端滑模 Morison方程

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穿孔板声衬降噪特性的理论与实验研究

中国科学:技术科学 2025年第1期55卷 90-103页

作者：张琦祥任立磊李威秦维锐张光宇王晓宇孙晓峰北京航空航天大学航空发动机研究院北京102206 中国联合重型燃气轮机技术有限公司北京100016 北京航天长征科技信息研究所北京100076

穿孔板声衬相较于亥姆霍兹共振器有更宽的降噪频带,在航空发动机燃烧室内常用于抑制燃烧不稳定性.而随着燃烧室能量密度的进一步提高,燃烧不稳定性呈现多频复合不稳定模态,针对宽频范围燃烧不稳定性发展有效抑制方法,可采用多腔分段声... 详细信息

穿孔板声衬相较于亥姆霍兹共振器有更宽的降噪频带,在航空发动机燃烧室内常用于抑制燃烧不稳定性.而随着燃烧室能量密度的进一步提高,燃烧不稳定性呈现多频复合不稳定模态,针对宽频范围燃烧不稳定性发展有效抑制方法,可采用多腔分段声衬设计.然而目前针对穿孔板声衬的研究主要聚焦于平面波入射,很少考虑周向模态.传递单元方法具有良好的收敛性,可快速给出准确的理论预测值.本文应用该方法预测了周向模态下轴向单段和分段的穿孔板声衬的传递损失情况,并在高阶模态声波导管实验台上进行了验证,发现穿孔板声衬在平面波入射时传递损失大于10 dB的频带有约200 Hz宽.进一步对于单段声衬的穿孔率、背腔长度和背腔深度进行了参数化分析,总结了三种参数对传递损失曲线的影响,通过背腔内部声压分布情况解释声共振机制.

关键词：穿孔板声衬传递单元方法传递损失管道模态测量高阶模态声波导管

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宽温域苯基硅橡胶的性能与应用研究

化工新型材料 2025年第2期53卷 123-127页

作者：庞博蒙美玉耿新玲陆明北京航空材料研究院股份有限公司北京100095

采用甲基乙烯基硅橡胶110-2与不同苯基含量的苯基硅橡胶121-1、121-2和121-3作为生胶制备了混炼胶,并探究了硫化胶的耐高低温与耐介质性能。结果表明:121-1硫化胶与121-2硫化胶在250℃以上的耐高温性能比110-2硫化胶更好,并且表现出更... 详细信息

采用甲基乙烯基硅橡胶110-2与不同苯基含量的苯基硅橡胶121-1、121-2和121-3作为生胶制备了混炼胶,并探究了硫化胶的耐高低温与耐介质性能。结果表明:121-1硫化胶与121-2硫化胶在250℃以上的耐高温性能比110-2硫化胶更好,并且表现出更优异的低温性能,它们不存在低温结晶峰,玻璃化转变温度(T_(g))分别为-105℃与-85℃,-70℃时的压缩耐寒系数分别为0.49与0.46。在耐介质性能测试中,苯基硅氧烷链节的引入并没有对硅橡胶在IRM-901标准油与航空煤油RP-3的耐介质性能产生明显影响。但在磷酸酯液压油skydrol LD-4中,苯基硅橡胶的耐介质性能变差,并且随着苯基含量的增加而明显下降;采用121-1制备的吸波胶具备优异的低温性能和隐身性能,可满足宽温域吸波橡胶密封型材的使用需求。

关键词：苯基硅橡胶耐高温耐低温耐介质吸波

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聚酰亚胺固化成型密封用有机硅密封剂的研制

化工新型材料 2025年第1期53卷 100-104页

作者：王磊任河孙全吉范召东北京航空材料研究院股份有限公司北京100095

通过耐高温抗氧化、抗密闭降解体系和催化剂体系研究,制备得到一种聚酰亚胺固化成型用有机硅密封剂,并对其密封性能进行了考核验证。研制得到的有机硅密封剂耐温等级可达380℃,在350℃×24h老化后仍具备一定弹性,具备优异的耐高温抗密... 详细信息

通过耐高温抗氧化、抗密闭降解体系和催化剂体系研究,制备得到一种聚酰亚胺固化成型用有机硅密封剂,并对其密封性能进行了考核验证。研制得到的有机硅密封剂耐温等级可达380℃,在350℃×24h老化后仍具备一定弹性,具备优异的耐高温抗密闭降解性能。此外,该有机硅密封剂在高达380℃的聚酰亚胺固化温度下,3MPa的压力下,能够保证热压罐成型工艺所需的密封作用,满足聚酰亚胺复合材料的批量固化成型的需求。

关键词：耐高温抗密闭降解有机硅密封剂聚酰亚胺密封

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带气膜冷却孔热障涂层的氧化机理研究

稀有金属材料与工程 2025年第1期54卷 191-201页

作者：高超王森源刘玲马壮杨茗佳北京理工大学北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 中国航发北京航空材料研究院北京100095 北京星航机电装备有限公司北京100074

针对目前带气膜冷却孔热障涂层中氧化机理不明确的问题,本工作利用飞秒激光加工热障涂层气膜冷却孔,观察了气膜冷却孔的微观形貌,对带孔热障涂层进行1000和1150℃条件下的静态氧化研究。带孔涂层经1000℃静态氧化实验后,热生长氧化物(th... 详细信息

针对目前带气膜冷却孔热障涂层中氧化机理不明确的问题,本工作利用飞秒激光加工热障涂层气膜冷却孔,观察了气膜冷却孔的微观形貌,对带孔热障涂层进行1000和1150℃条件下的静态氧化研究。带孔涂层经1000℃静态氧化实验后,热生长氧化物(thermally grown oxide,TGO)生长速率常数为0.372μm^(2)·h^(-1),随着氧化时间的延长,TGO厚度先快速增加,后缓慢增加;经1150℃静态氧化实验后,带孔涂层TGO生长速率常数为1.26μm^(2)·h^(-1),略大于无孔涂层,氧化100 h后,陶瓷层和粘结层界面处的TGO厚度为11.610μm,与无孔涂层接近。研究结果表明,随着氧化温度的提高,带孔涂层陶瓷层和粘结层界面处的TGO生长速率显著提升,氧化进程加快。相同氧化温度条件下,气膜孔在短时氧化过程中加快了TGO的生长速率,对于TGO在100 h氧化后的厚度影响不大。

关键词：热障涂层飞秒激光气膜冷却孔静态氧化

动态闭环不确定性量化理论与智能无人系统应用

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中国科学:技术科学 2025年第1期55卷 1-13页

作者：郭雷李文硕崔洋洋朱玉凯章健淳余翔包为民北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学杭州创新研究院杭州310051 中国航天科技集团有限公司科技委北京100048

干扰和不确定性广泛存在于各类实际系统.对干扰与不确定性的认知与量化是复杂系统设计、分析、控制与决策的关键问题,也是智能系统工程理论研究和实践的重要途径.鉴于无人自主系统的实时、反馈和闭环特征,依赖于开环离线计算分析的不确... 详细信息

干扰和不确定性广泛存在于各类实际系统.对干扰与不确定性的认知与量化是复杂系统设计、分析、控制与决策的关键问题,也是智能系统工程理论研究和实践的重要途径.鉴于无人自主系统的实时、反馈和闭环特征,依赖于开环离线计算分析的不确定性量化方法不再适用.本文结合无人自主系统背景,提出动态闭环不确定性量化理论,重点阐述如何突破多源异质干扰与不确定性闭环精细表征、动态分离估计、同时补偿/抑制/消纳、重构优化决策、智能测试评估和系统自主进化等关键技术,形成“复合表征-分离估计-前馈补偿/反馈抑制/闭环消纳-重构优化-智能测试与进化”的动态闭环不确定性量化理论框架,为实现“安全、绿色、免疫”智能无人系统设计和智能系统工程提供重要理论基石,提升复杂不确定环境下无人系统的自主性、安全性和可靠性.最后,结合若干典型案例说明了动态闭环不确定性量化理论在无人系统的应用.

关键词：无人系统动态闭环不确定性量化多源干扰与不确定性智能测试与进化智能系统工程

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多阶段退化数据融合的伺服驱动单元可靠性建模

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北京航空航天大学学报 2025年第2期51卷 692-704页

作者：张忠文彭翀车众元王基坤北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京星航机电装备有限公司北京100074

为了精确评估数控系统伺服驱动单元的可靠性,提出了一种多阶段退化数据融合的可靠性建模方法。通过分析多种退化过程模型,针对不同伺服驱动单元之间存在的个体差异特点,引入随机效应并给出了考虑个体差异的可靠性模型建立方案;采用贝叶... 详细信息

为了精确评估数控系统伺服驱动单元的可靠性,提出了一种多阶段退化数据融合的可靠性建模方法。通过分析多种退化过程模型,针对不同伺服驱动单元之间存在的个体差异特点,引入随机效应并给出了考虑个体差异的可靠性模型建立方案;采用贝叶斯方法通过考虑多种退化过程,将不同退化的数据进行融合,建立了多阶段退化数据融合的伺服驱动单元可靠性模型,并采用马尔可夫链蒙特卡罗方法完成模型参数估计;在实验室环境下搭建伺服驱动单元加载测试平台,采集实验数据验证了模型的有效性。

关键词：退化过程数据融合贝叶斯方法伺服驱动单元可靠性建模

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