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铝合金托架开裂分析及改进

科技风 2024年第16期 60-62页

作者：叶文娟国营芜湖机械厂安徽芜湖241000 北京航空航天大学北京100191

某飞机航电系统某产品铝合金托架在大修时发生经常性开裂,该托架牌号为LY12。通过对铝合金托架进行宏观观察,对断口进行微观观察,对材料组织和硬度进行检查,并通过有限元仿真分析,确定了铝合金托架的开裂性质,并对开裂原因进行了分析并... 详细信息

某飞机航电系统某产品铝合金托架在大修时发生经常性开裂,该托架牌号为LY12。通过对铝合金托架进行宏观观察,对断口进行微观观察,对材料组织和硬度进行检查,并通过有限元仿真分析,确定了铝合金托架的开裂性质,并对开裂原因进行了分析并提出改进意见。

关键词：托架铝合金疲劳开裂

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典型结构缺陷的局部电磁散射特性测试流程研究

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中国设备工程 2024年第6期 195-198页

作者：叶文娟朱林寰苏飞国营芜湖机械厂安徽芜湖241000 北京航空航天大学北京100191

根据相关信息统计,飞机的典型损伤类型有缝隙、台阶、吸波材料脱落等,这些损伤都会对飞机的电磁散射特性产生较大的影响。为厘清并验证飞机发生典型损伤后的局部电磁散射特性检测与评估流程,本文通过模拟飞机的结构缝隙缺陷,采用专用电... 详细信息

根据相关信息统计,飞机的典型损伤类型有缝隙、台阶、吸波材料脱落等,这些损伤都会对飞机的电磁散射特性产生较大的影响。为厘清并验证飞机发生典型损伤后的局部电磁散射特性检测与评估流程,本文通过模拟飞机的结构缝隙缺陷,采用专用电磁散射评估系统对缝隙缺陷进行快速测试、评估性能,并优化测试流程以得到高置信度的评估结果。通过研究能够获得科学有效的结构缺陷对飞机局部电磁散射性能的测试与评估流程,为飞机设计和优化提供一定的指导。

关键词：典型缺陷电磁散射缝隙评估

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基于逆模型预测控制的拟人驾驶控制

汽车工程 2024年第4期46卷 596-604页

作者：刘辉张发旺聂士达段京良郭丛帅郭凌雄北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京科技大学机械工程学院北京100083

本文提出一种基于逆模型预测控制的拟人驾驶控制方法,利用模型预测控制产生的实轴轨迹与真实轨迹的损失函数更新控制模块代价函数的权重系数实现拟人化驾驶控制。将拟人驾驶控制构建成一个双层优化问题,在下层利用模型预测控制求解一个... 详细信息

本文提出一种基于逆模型预测控制的拟人驾驶控制方法,利用模型预测控制产生的实轴轨迹与真实轨迹的损失函数更新控制模块代价函数的权重系数实现拟人化驾驶控制。将拟人驾驶控制构建成一个双层优化问题,在下层利用模型预测控制求解一个典型的最优控制问题产生实轴驾驶轨迹,在上层最小化所产生的实轴轨迹和真实驾驶轨迹的误差更新下层代价函数的权重系数,基于极大值微分原理构造辅助系统求解实轴轨迹关于代价函数权重系数的梯度。实车采集真实驾驶轨迹并进行模仿测试与泛化验证,结果表明:本文所提出的方法相比于两类基于虚轴轨迹的逆最优控制方法,在3个工况下与真实驾驶轨迹最大误差分别平均降低了73.52%和65.03%,驾驶行为更加拟人化,且具备泛化性能。

关键词：自动驾驶拟人化驾驶逆最优控制

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选区激光熔化三维点阵结构尺寸效应研究进展

中国空间科学技术（中英文） 2024年第2期44卷 16-29页

作者：彭成宽祁俊峰邵珩北京卫星制造厂有限公司北京100190

三维点阵结构技术是兼具轻量化和功能-结构一体化设计的创新型技术,结构成形所依赖的选区激光熔化技术在成形跨尺度结构和渐变结构时面临严重的尺寸效应问题,制约了三维点阵结构的应用及推广。特征结构的“形”、“性”特征是评价打印... 详细信息

三维点阵结构技术是兼具轻量化和功能-结构一体化设计的创新型技术,结构成形所依赖的选区激光熔化技术在成形跨尺度结构和渐变结构时面临严重的尺寸效应问题,制约了三维点阵结构的应用及推广。特征结构的“形”、“性”特征是评价打印质量的重要标准,因此,以三维点阵的特征结构——杆和薄壁作为研究对象,系统梳理了尺寸效应的相关研究。首先,从温度场出发,阐述了特征尺寸对宏观热累计及介观熔池尺寸、温度梯度、冷却速率的影响规律,为进一步“形”、“性”分析提供依据;其次,缺陷和微观组织形貌是控“形”的主要内容,因此总结了特征尺寸对微观孔隙率、尺寸精度、粗糙度三种缺陷程度及晶粒尺寸、排向两种微观组织特征的影响规律,并对其产生的机理进行了分析;最后,对比了不同缺陷和微观组织特征对力学性能的影响,为特征结构控“性”提供借鉴。合理的工艺参数选择与特征尺寸相互配合,可以有效改善打印质量,提高特征结构的力学性能,为跨尺度结构及渐变结构的工艺方案设计提供参考,同时也为极致轻量化的探索提供了思路。

关键词：尺寸效应选区激光熔化三维点阵结构特征尺寸多孔结构

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自由活塞发动机电动压气机优化及熵产分析

内燃机学报 2024年第1期42卷 78-86页

作者：陈雪康施新胡晨星北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为了使设计工况下匹配的增压器性能更优从而提高系统能量利用率,针对自由活塞发动机匹配的电动压气机,采用遗传算法对原压气机进行了优化,研究了优化前、后压气机内部流场特性,以熵产分析的方法量化了3种不可逆因素导致的流动损失,并将... 详细信息

为了使设计工况下匹配的增压器性能更优从而提高系统能量利用率,针对自由活塞发动机匹配的电动压气机,采用遗传算法对原压气机进行了优化,研究了优化前、后压气机内部流场特性,以熵产分析的方法量化了3种不可逆因素导致的流动损失,并将优化前、后压气机熵产和涡度分布对比分析,进一步明确了压气机的优化策略.结果表明:叶轮和扩压器中湍流耗散、传热耗散和黏性耗散的比例近乎为6∶3∶1.不可逆损失主要集中在叶顶间隙和叶片压力面,损失来源为间隙泄漏流与部分主流掺混形成的反向涡团.压壳中湍流耗散占比超过85%,具体表现为局部损失和沿程损失.优化后压气机等熵效率提高了6%,流道内涡团的范围、幅值大幅减小,不可逆流动损失降低.上述工作揭示了压气机流场中不同耗散机制的不可逆因素对能量损失的影响机理,为压气机气动优化设计提供指导.

关键词：自由活塞发动机电动压气机不可逆流动损失熵产涡度

三维自由弯曲过程中临界偏距对管材成形精度影响

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北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 208-215页

作者：范鑫程宗辉李少鑫舒送程诚郭训忠安徽省航空设备测控与逆向工程实验室芜湖241007 国营芜湖机械厂芜湖241007 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

三维自由弯曲成形过程中弯管处于少约束状态,弯管弯曲半径的大小及轴线形状取决于相应的弯曲模偏距值。为了准确成形出预设弯管的形状,提高弯管的自由弯曲成形精度,基于弯曲模临界偏距Ue建立了弯曲模偏距U和弯管弯曲半径R(U-R)关系数学... 详细信息

三维自由弯曲成形过程中弯管处于少约束状态,弯管弯曲半径的大小及轴线形状取决于相应的弯曲模偏距值。为了准确成形出预设弯管的形状,提高弯管的自由弯曲成形精度,基于弯曲模临界偏距Ue建立了弯曲模偏距U和弯管弯曲半径R(U-R)关系数学模型。采用有限元模拟与实验相结合的方法,研究了不同摩擦系数及材料参数条件下临界偏距的演化规律及其对弯管成形精度的影响。研究结果表明:引入临界偏距的U-R关系拟合结果更加符合实验结果。随着摩擦系数的增加,弯管塑性变形程度增加,临界偏距的数值降低,弯管弯曲半径减小。相比于SS304不锈钢弯管,相同工艺参数下6061铝合金弯管的弯曲半径增大,临界偏距降低。

关键词：管材三维自由弯曲弹性-塑性变形摩擦系数材料参数

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拉伸变焦线性菲涅尔聚光器集热特性研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 942-948页

作者：梁深马兴龙何谦唐艺郑宏飞北京理工大学机械与车辆学院北京100081

轻薄、光学效率高的线性菲涅尔透镜有望被广泛应用于太阳能聚光领域。然而,线性菲涅尔透镜在光线倾斜入射时焦距会变短,导致其全天有效集热时间短、集热效率低,严重阻碍了其规模化应用进程。为此,本文提出一种由超弹性透明材料制作的拉... 详细信息

轻薄、光学效率高的线性菲涅尔透镜有望被广泛应用于太阳能聚光领域。然而,线性菲涅尔透镜在光线倾斜入射时焦距会变短,导致其全天有效集热时间短、集热效率低,严重阻碍了其规模化应用进程。为此,本文提出一种由超弹性透明材料制作的拉伸变焦线性菲涅尔聚光器。当光线倾斜入射时,通过力学拉伸改变透镜的棱镜结构,以此调整棱镜对光线的偏折角度,实现变焦。通过力学和光学仿真,揭示了该菲涅尔透镜在拉伸变形中的聚光特性。实际制作了开口宽度为200 mm、焦距为360 mm的菲涅尔透镜,并对其进行了实验研究。结果表明,拉伸变焦策略可将线性菲涅尔聚光集热系统的有效工作时长提高2 h以上,其全天高效聚光集热时长达6.5 h,期间的平均集热效率约为0.6。

关键词：线性菲涅尔透镜拉伸变焦倾斜入射焦距变化太阳能聚光

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基于Q-POD的脉动背压下压气机流场特性

内燃机学报 2024年第4期42卷 334-342页

作者：陈雪康施新胡晨星北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对一台自由活塞发动机(FPEG)匹配的电动压气机,研究了脉动背压条件下压气机的瞬态特性,并将脉动背压和稳定背压工况进行对比,揭示了压气机内部不同形成机理的非定常特征.采用四重本征正交模态分解(Q-POD)法,对压气机非定常流场进行了... 详细信息

针对一台自由活塞发动机(FPEG)匹配的电动压气机,研究了脉动背压条件下压气机的瞬态特性,并将脉动背压和稳定背压工况进行对比,揭示了压气机内部不同形成机理的非定常特征.采用四重本征正交模态分解(Q-POD)法,对压气机非定常流场进行了降阶重构.基于局部熵产率,对分解后的四重流场结构逐一分析,量化并定位了压气机非定常流动中的不可逆损失.结果表明:有/无脉动背压的熵产差异在叶轮中接近17%,在压壳中仅为1%.叶轮中的大尺度结构扰动耗散熵产占主导,扩压器中直接湍流耗散熵产占比超过92%.脉动背压通过改变压气机中大尺度相干结构进而影响瞬时流场结构.大尺度涡结构在环形通道内周向发展是造成扩压器中不可逆损失的主要因素.

关键词：压气机脉动背压四重本征正交模态分解不可逆损失熵产

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航空重油活塞发动机技术难点与发展启示

航空动力学报 2024年第4期39卷 151-164页

作者：赵振峰王蕾北京理工大学机械与车辆学院北京100081

在分析国内外航空重油活塞发动机发展现状的基础上,对现有成熟机型进行对比分析,获得了不同功率级别航空重油活塞发动机的核心技术指标,提出我国发展航空活塞发动机重油化和国产化的重要意义。按照功率级别分析了航空重油活塞发动机发... 详细信息

在分析国内外航空重油活塞发动机发展现状的基础上,对现有成熟机型进行对比分析,获得了不同功率级别航空重油活塞发动机的核心技术指标,提出我国发展航空活塞发动机重油化和国产化的重要意义。按照功率级别分析了航空重油活塞发动机发展的技术途径,总结了高功质比航空重油活塞发动机面临的技术难点,提出了点燃式航空重油活塞发动机的关键技术,即重油燃料的快速雾化技术、快速冷起动技术、爆震抑制技术以及高空增压功率恢复技术,突破以上关键技术将对航空重油活塞发动机技术的发展具有重要意义。

关键词：航空重油活塞发动机高功质比技术难点发展启示