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谷神星一号运载火箭的时变模态参数辨识

振动工程学报 2024年第5期37卷 729-736页

作者：马志赛丁千刘百奇刘建设张军锋董威利天津大学机械工程学院天津300350 天津市非线性动力学与控制重点实验室天津300350 北京星河动力装备科技有限公司北京100176

针对运载火箭这一大型复杂系统,单纯依靠机理分析难以建立能够精确描述其时变特征的动力学模型,借助模态辨识技术获取其在飞行状态下的时变动力学特性尤为必要。面向运载火箭的飞行模态辨识需求,发展基于时变自回归滑动平均模型的仅输... 详细信息

针对运载火箭这一大型复杂系统,单纯依靠机理分析难以建立能够精确描述其时变特征的动力学模型,借助模态辨识技术获取其在飞行状态下的时变动力学特性尤为必要。面向运载火箭的飞行模态辨识需求,发展基于时变自回归滑动平均模型的仅输出递推辨识方法,引入指数加权遗忘机制进行时变特性跟踪,能够在激励未知的情况下仅基于响应数据准确快速辨识运载火箭的时变模态。以谷神星一号运载火箭为例,开展飞行遥测数据的快速处理,准确辨识发射准备阶段和飞行阶段的关键低阶时变模态,辨识结果与有限元分析结果的变化规律相互吻合,验证了所提时变模态仅输出递推辨识方法是有效可行的,服务了运载火箭有限元模型修正和姿控系统设计的实际工程需求。

关键词：运载火箭时变模态参数谷神星一号递推辨识

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制造企业全面预算管理方法

商界（评论） 2024年第7期 0161-0163页

作者：赵芳芳北京星河动力装备科技有限公司

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平面机织复合材料疲劳分层数值分析方法研究

复合材料学报 2024年第8期41卷 4418-4433页

作者：万傲霜朱飞扬云新尧李顶河中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 中国民航大学航空工程学院天津300300 北京星河动力装备科技有限公司北京100176

本文基于内聚力双线性本构关系,建立考虑疲劳损伤的内聚力模型,结合有限元分析技术,建立复合材料层合板疲劳分层扩展行为数值分析方法,分别对准静态和疲劳加载下平面机织复合材料II型分层扩展行为进行仿真分析,准静态加载下的载荷-位移... 详细信息

本文基于内聚力双线性本构关系,建立考虑疲劳损伤的内聚力模型,结合有限元分析技术,建立复合材料层合板疲劳分层扩展行为数值分析方法,分别对准静态和疲劳加载下平面机织复合材料II型分层扩展行为进行仿真分析,准静态加载下的载荷-位移曲线仿真结果与试验结果吻合良好,疲劳加载下的分层扩展速率-应变能释放率变程曲线仿真结果与试验结果吻合良好,验证了模型和方法的有效性。在此基础上,建立适用于平面机织复合材料的疲劳失效准则,结合层内渐进疲劳损伤分析模型,建立含初始分层损伤平面机织复合材料层合结构剩余寿命预测方法,预测了含初始分层损伤层合板的剩余寿命和渐进损伤过程,剩余寿命仿真结果与试验结果吻合良好,此外,结果表明疲劳损伤从初始分层损伤处起始,并逐渐向边缘扩展,紧邻初始分层损伤的两层(0°/90°)单层板较早出现层内经向损伤和纬向损伤,单层板中(0°/90°)层较(±45°)层损伤更多,最后(0°/90°)层以经向损伤为主导失效模式,(±45°)层则以纬向损伤为主导失效模式,各层间界面均出现大面积损伤。

关键词：平面机织复合材料疲劳分层扩展内聚力模型剩余寿命

船用柴油机轴系不对中在线检测与自愈调控方法

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机械工程学报 2024年第20期60卷 24-34页

作者：张进杰王怀磊窦全礼王子嘉茆志伟北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029 潍柴动力股份有限公司潍坊261000 清华大学高端装备界面科技全国重点实验室北京100084

船用柴油机及其动力轴系受力状态复杂,结构装配、船体变形等影响相互耦合,常发生轴系不对中故障,易导致轴承严重磨损、联轴器断裂、发动机曲轴断裂等严重事故。受结构、工况等条件影响,传统的振动时频特征分析方法难以实现轴系不对中故... 详细信息

船用柴油机及其动力轴系受力状态复杂,结构装配、船体变形等影响相互耦合,常发生轴系不对中故障,易导致轴承严重磨损、联轴器断裂、发动机曲轴断裂等严重事故。受结构、工况等条件影响,传统的振动时频特征分析方法难以实现轴系不对中故障的准确定量检测,工频、二倍频特征频率也易与其他故障特征混叠并造成误判。基于不对中状态下的轴系结构形态特性,建立一种不对中形态特征计算模型,针对不对中形式、机械结构影响提出了在线检测方案;以柴油机输出轴为研究对象,建立6自由度故障模拟试验台,完成了不对中检测方法的试验验证;进一步提出一种轴系不对中故障自愈调控方案并完成试验验证,实现了轴系不对中故障的在线自愈调控。数据表明:基于轴系形态特征的不对中检测方法实现了不同工况条件下的不对中在线检测,准确率超过90%;伺服电缸驱动的自愈调控装置可在10 s内使轴系不对中量降低超过75%。

关键词：不对中自愈调控结构形态特性在线检测船用柴油机

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丘陵山区农用自适应调平底盘设计与试验

农业机械学报 2017年第12期48卷 42-47页

作者：刘平义彭凤娟李海涛王壮壮魏文军赵俊朋中国农业大学工学院北京100083 北京中卓时代消防装备科技有限公司北京101300

丘陵山区地形复杂,地面凹凸不平,针对农用车辆行驶稳定性较差、车体倾斜等问题,提出一种自适应调平方法,并根据丘陵山区农用动力底盘作业要求,设计一种自适应调平悬架及应用该悬架的自适应调平底盘。建立虚拟样机三维模型,并导入动力学... 详细信息

丘陵山区地形复杂,地面凹凸不平,针对农用车辆行驶稳定性较差、车体倾斜等问题,提出一种自适应调平方法,并根据丘陵山区农用动力底盘作业要求,设计一种自适应调平悬架及应用该悬架的自适应调平底盘。建立虚拟样机三维模型,并导入动力学分析软件ADAMS中进行仿真分析,将底盘仿真过程中的侧倾角和俯仰角与四轮刚性底盘在同等条件下仿真得到的侧倾角和俯仰角对比,自适应调平底盘参考某种作业环境在幅值和波长特定的波形地面上行走作业时,侧倾角和俯仰角之和可降低60%左右。通过对样机土槽试验结果分析,证明自适应调平方法的可行性和仿真分析的正确性。

关键词：丘陵山区自适应调平悬架自适应调平底盘

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轮胎材形创新与信息感知技术研究进展

中国科学：技术科学 2024年第11期54卷 2071-2094页

作者：王亚东何志祝李怡宁宋寅东宋正河李臻中国农业大学工学院北京100083 智能农业动力装备全国重点实验室北京100083 贵州轮胎股份有限公司技术中心贵阳550201 现代农装科技股份有限公司北京100083

轮胎作为地面车辆驱动系统的末端执行元件,对整车诸多性能起着至关重要的作用.近年来,由于传统轮胎在多参量信息感知、可靠性预测及环境适应性等方面的发展瓶颈明显,以轮胎材料优化、结构创新及信息感知为手段的解决方案应运而生.其中... 详细信息

轮胎作为地面车辆驱动系统的末端执行元件,对整车诸多性能起着至关重要的作用.近年来,由于传统轮胎在多参量信息感知、可靠性预测及环境适应性等方面的发展瓶颈明显,以轮胎材料优化、结构创新及信息感知为手段的解决方案应运而生.其中轮胎材料及结构创新为解决轮胎固有问题提供新思路;智能轮胎信息感知技术则使轮胎作为敏感元件感受自身状态和道路信息,并与智能驾驶和车联网等技术进行深度融合.本文综述了轮胎材料优化、结构创新与信息感知技术的研究现状,首先,回顾了近年来绿色轮胎概念下轮胎材料研究在改进滚阻性、抗湿滑性和耐磨性中作出的突破;其次,展开讨论充气轮胎、免充气轮胎及概念轮胎在结构创新方面的应用与研究;最后,重点对智能轮胎发展中的信息感知技术进行总结,讨论各类传感系统的集成方式、感知元件类型及数据解析方法.在此基础上,结合智能驾驶车辆对轮胎材料、结构和智能化的潜在技术需求及未来发展提出展望与建议.

关键词：轮胎材料构型创新传感器信息感知智能轮胎

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高速道岔尖轨断裂对道岔状态影响的试验研究

铁道工程学报 2020年第9期37卷 18-22,28页

作者：司道林赵振华杨东升王树国赵晨烯樊小平中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 铁科(北京)轨道装备技术有限公司北京102202

研究目的:尖轨是高速道岔结构中的核心部件,运营过程中尖轨需承担复杂荷载,且无扣件系统扣压,其可靠性备受关注,一旦发生断裂对行车安全的影响尚不清晰。本文提出一种模拟尖轨断裂的试验方法,以用量最多的18号道岔的直尖轨为试验对象,... 详细信息

研究目的:尖轨是高速道岔结构中的核心部件,运营过程中尖轨需承担复杂荷载,且无扣件系统扣压,其可靠性备受关注,一旦发生断裂对行车安全的影响尚不清晰。本文提出一种模拟尖轨断裂的试验方法,以用量最多的18号道岔的直尖轨为试验对象,获得尖轨不同位置断裂对道岔区几何状态的影响规律。研究结论:(1)尖轨在第一、二牵引点间断裂时尖轨始终与基本轨密贴,断缝处无明显错动,扳至反位时断缝前端尖轨(尖轨尖端一侧)仍与基本轨密贴,未形成轮缘槽,侧股无法正常开通;(2)尖轨在第二、三牵引点断裂时断缝处错动量为1.3 mm,扳至反位时断缝处轮缘槽宽度满足要求,侧股可正常开通;(3)尖轨在第三牵引点后端2 m位置断裂时断缝处错动量为1 mm,扳至反位时断缝后端尖轨(尖轨跟端一侧)无牵引力,轮缘槽宽度不足,侧股不能开通;(4)尖轨在第三牵引点后端6 m位置断裂时断缝处错动量为2.3 mm,扳至反位时侧股可正常开通;(5)尖轨断裂后内部应力释放、支承条件发生变化,断缝前后尖轨转换位移不协调,使得转换阻力变化无明显规律可循,难以由转辙机阻力信息判断尖轨是否发生断裂及其位置;(6)本研究可为进一步尖轨断裂理论分析及判断方法研究奠定基础,也可为道岔运营安全评估提供参考。

关键词：高速铁路尖轨断裂扳动力

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仿生扑翼飞行器风洞实验研究进展

工程科学学报 2022年第4期44卷 767-779页

作者：付强张祥赵民张春华贺威北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学人工智能研究院北京100083 中国兵器装备集团自动化研究所有限公司绵阳621000

仿生扑翼飞行器的设计灵感来源于自然界中的鸟类、昆虫和蝙蝠的飞行模式,通过机翼的主动运动来产生飞行所需要的升力和推力.仿生扑翼飞行器具有隐蔽性好、机动性强等优点,成为近年来国内外飞行器研究的重点.但是仿生扑翼飞行器研究涉及... 详细信息

仿生扑翼飞行器的设计灵感来源于自然界中的鸟类、昆虫和蝙蝠的飞行模式,通过机翼的主动运动来产生飞行所需要的升力和推力.仿生扑翼飞行器具有隐蔽性好、机动性强等优点,成为近年来国内外飞行器研究的重点.但是仿生扑翼飞行器研究涉及到低雷诺数、非定常空气动力学等问题,与常规固定翼飞行器有很大的不同.仿生扑翼飞行器的研究方法一般分三种:气动计算、风洞实验和外场试飞.气动计算方面,非定常气动设计优化理论与方法目前仍存在不足;外场试飞的方法无法精确测量出飞行器复杂的气动力,难以对飞行器进行定量分析研究;风洞实验由于可以模拟飞行时的真实情况,获得的数据较为真实可靠,且可以定量分析研究,成为目前研究仿生扑翼飞行器非常有效的方法.国内外研究人员利用风洞进行了大量针对仿生扑翼飞行器的实验研究.在介绍了风洞组成和分类的基础上,详细阐述了仿鸟和仿昆虫扑翼飞行器风洞实验的研究现状,最后对仿生扑翼飞行器风洞实验未来可能的研究方向给出了建议.

关键词：仿生扑翼飞行器风洞实验气动特性翼型设计雷诺数

TC21钛合金线性摩擦焊接头组织及性能分析

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稀有金属材料与工程 2022年第10期51卷 3843-3849页

作者：常川川李菊崔洋敖斌夏昌龙金俊龙中国航空制造技术研究院航空焊接/连接技术航空科技重点实验室北京100024 北京市摩擦焊接工艺与装备工程中心北京100024 沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳110034 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司贵州贵阳550000

本研究对TC21钛合金进行线性摩擦焊接试验,采用OM、SEM等测试手段对接头各区域显微组织演变规律进行了分析,并通过显微硬度仪和电子万能试验机对接头显微硬度及拉伸性能进行测试。结果表明:TC21钛合金线性摩擦焊可以得到良好的焊接接头... 详细信息

本研究对TC21钛合金进行线性摩擦焊接试验,采用OM、SEM等测试手段对接头各区域显微组织演变规律进行了分析,并通过显微硬度仪和电子万能试验机对接头显微硬度及拉伸性能进行测试。结果表明:TC21钛合金线性摩擦焊可以得到良好的焊接接头,接头明显分为母材区、热力影响区和焊缝区;焊接过程中焊缝区发生了相变及动态再结晶过程,形成细小的再结晶晶粒,板条状α相在晶界处析出,针状马氏体α′相在晶粒内部析出,并有少量的残余α相保留至室温;热力影响区主要以变形α相为主,随着远离焊缝中心,再结晶程度逐渐减弱,α相比例逐渐增加。由于飞边形成阶段及焊后冷却速率大小不同,导致沿着焊缝中心向飞边端部靠近,晶粒尺寸逐渐变大。TC21钛合金线性摩擦焊接头显微硬度呈拱形分布,焊缝中心显微硬度值(HV)达到最大值4508 MPa,拉伸性能测试结果表明,接头强度与母材相当。

关键词： TC21钛合金线性摩擦焊显微组织显微硬度拉伸性能