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推力调节球阀流量特性参数化建模

液压与气动 2024年第9期48卷 171-178页

作者：何广许健付剑北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京航天动力研究所北京100076

调节阀广泛应用于工业自动化领域,用于精确控制流体的流量、压力、温度等参数。应用于可重复使用液氧/甲烷发动机推力调节系统的推力调节阀,为浮动阀座矩形窗口球阀,通过控制进入燃气发生器的甲烷及液氧流量来调节涡轮泵的功率,从而实... 详细信息

调节阀广泛应用于工业自动化领域,用于精确控制流体的流量、压力、温度等参数。应用于可重复使用液氧/甲烷发动机推力调节系统的推力调节阀,为浮动阀座矩形窗口球阀,通过控制进入燃气发生器的甲烷及液氧流量来调节涡轮泵的功率,从而实现推力调节。首先对调节阀的流量特性进行理论建模。通过参数化分析调节阀阀座和阀芯的流通特性,提出了一种理论模型来预测阀的流量系数。采用CFD仿真和实验测定方法验证理论模型,并对比理论值、仿真值和测量值。结果表明,理论模型能较好地预测中等开度下的流量系数,但在极小和极大开度下存在偏差。最后指出了进一步研究和改进的方向,以提高模型在极端开度下的准确性。

关键词：调节球阀流量特性理论模型 CFD仿真

拜占庭攻击下基于以太坊的智慧工厂安全防御策略

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控制理论与应用 2024年第8期41卷 1325-1334页

作者：杨宪棋高庆吕金虎张春阳王爽北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 中关村实验室北京100080 东南大学计算机科学与工程学院江苏南京211189

针对拜占庭攻击下智慧工厂的防御问题,本文提出了一种基于以太坊的安全机制.首先,本文提出一种基于参考圆的层级信息流动机制.在该机制下,系统将节点分为普通节点与关键节点,占多数的普通节点通过对占少数的关键节点的作恶概率进行评估... 详细信息

针对拜占庭攻击下智慧工厂的防御问题,本文提出了一种基于以太坊的安全机制.首先,本文提出一种基于参考圆的层级信息流动机制.在该机制下,系统将节点分为普通节点与关键节点,占多数的普通节点通过对占少数的关键节点的作恶概率进行评估,降低恶意关键节点作恶的成功率.其次,本文提出信誉驱动的贝叶斯推理方法作为普通节点评估恶意关键节点行为的凭据,通过综合考虑节点的信誉与节点间的物理距离等因素,提高评估准确率.最后,本文使用协作机械臂作为仿真场景验证所提出方法的可用性与有效性.

关键词：智慧工厂拜占庭攻击以太坊贝叶斯推理工业安全

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天基分布式无源探测的空间多目标跟踪方法

系统工程与电子技术 2024年第8期46卷 2789-2797页

作者：江林海龚柏春刘传凯 YANG Yang 张仁勇南京航空航天大学航天学院江苏南京210016 北京航天飞行控制中心北京100190 航天飞行动力学技术重点实验室北京100190 新南威尔士大学机械与制造工程学院悉尼2052 中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094

针对巨型星座群等空间非合作目标实时跟踪难题,提出一种天基分布式协同无源探测的多目标跟踪方法。首先,建立了地球非球形J2项摄动和大气阻力摄动条件下的轨道动力学模型,并建立了星载的单位视线矢量测量模型。然后,建立了基于势均衡概... 详细信息

针对巨型星座群等空间非合作目标实时跟踪难题,提出一种天基分布式协同无源探测的多目标跟踪方法。首先,建立了地球非球形J2项摄动和大气阻力摄动条件下的轨道动力学模型,并建立了星载的单位视线矢量测量模型。然后,建立了基于势均衡概率假设密度滤波的多目标跟踪算法,并采用高斯混合方法求得多维积分的近似封闭解,降低算法的计算复杂度,以解决星载实现问题。接着,设计了多平台多目标跟踪交互的一致性信息融合方案,引入标签进行目标区分,减少不同平台之间信息传递与融合带来的计算匹配问题,并使用一致性信息滤波进行信息融合。最后,以某星座局部区域的15颗轨道相近的星座卫星作为跟踪目标,对所提方法进行仿真实验验证。仿真结果表明所提方法有效,跟踪性能比传统方法提升了约60%,在协同构型不奇异情况下跟踪的位置误差在5 km以内。

关键词：无源探测多目标跟踪一致性信息滤波分布式协同观测

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DP780双相钢U弯回弹预测影响因素研究

机械工程学报 2024年第6期60卷 197-206页

作者：郑学斌韩龙帅李学涛鄂宏伟吴向东万敏北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 首钢集团有限公司技术研究院北京100043 绿色可循环钢铁流程北京市重点实验室北京100043 北京市能源用钢工程技术研究中心北京100043 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

回弹是影响冷成形高强钢零件尺寸和形状精度的关键因素,而高强钢回弹预测精度取决于材料模型的准确性,研究材料模型对回弹预测精度的影响规律具有重要意义。基于两种不同应变量的拉伸-压缩试验及多循环拉伸-压缩试验,确定了DP780双相钢Y... 详细信息

回弹是影响冷成形高强钢零件尺寸和形状精度的关键因素,而高强钢回弹预测精度取决于材料模型的准确性,研究材料模型对回弹预测精度的影响规律具有重要意义。基于两种不同应变量的拉伸-压缩试验及多循环拉伸-压缩试验,确定了DP780双相钢Yoshida-Uemori(Y-U)随动硬化模型参数。采用LS-DYNA有限元仿真软件分析了不同硬化模型和屈服准则对U弯回弹预测的影响规律,并与回弹试验进行对比。结果表明,通过不同拉伸-压缩试验策略获得的Y-U模型参数存在较大差异,采用多循环拉伸-压缩试验获得的Y-U模型具有更高预测精度,U弯回弹误差可控制在5%以内。随预应变增加,DP780双相钢的弹性模量先急剧降低后逐渐趋于平缓,考虑弹性模量衰减的Y-U模型可提高U弯回弹的预测精度。相比Swift各向同性硬化模型,Y-U随动硬化模型结合Hill48屈服准则可得到更高的回弹预测精度。屈服准则对DP780双相钢回弹的预测有一定影响,但其对回弹精度的影响程度显著低于硬化模型。研究结果对先进高强钢材料模型的选择和回弹预测精度的提升提供了理论依据。

关键词：双相钢 Y-U模型屈服准则弹性模量回弹预测

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汽车钢制车轮组合焊接的残余应力场研究

机械工程学报 2024年

作者：代金垚刘献栋单颖春姜二北京航空航天大学交通科学与工程学院新能源汽车高效动力传动与系统控制北京市重点实验室兴民智通有限公司

车轮是汽车中承受载荷最为恶劣的部件之一，其结构安全性直接影响着汽车性行车安全，且由车轮断裂产生的交通事故时有发生。商用车钢制车轮是由预先制成的轮辐与轮辋经过盈装配、焊接而成，其焊趾部位是车轮上最易发生疲劳开裂的部位，... 详细信息

车轮是汽车中承受载荷最为恶劣的部件之一，其结构安全性直接影响着汽车性行车安全，且由车轮断裂产生的交通事故时有发生。商用车钢制车轮是由预先制成的轮辐与轮辋经过盈装配、焊接而成，其焊趾部位是车轮上最易发生疲劳开裂的部位，该部位的总应力是焊接残余应力与工作应力的叠加。车轮的构型复杂且应力分布不均匀，很难通过试验方法测量车轮组合焊接残余应力分布，但为准确预测车轮应力进而进行准确的轻量化设计，需精确预测焊接残余应力分布。为此，首先构建考虑焊接过程中金属相变的车轮热-力-相变场耦合焊接仿真模型，通过对比试验与仿真中熔池形状初步验证热源模型热量输入的准确性；接着，进一步对比分析仿真所得温度场与试验所得温度场，以验证仿真所得温度场的准确性；之后，通过盲孔法测量焊接残余应力验证了仿真方法所得残余应力场具有较高准确性，并且还发现轮辋焊趾处残余应力沿周向呈周期分布，轮辋焊趾在正对通风孔处焊接残余应力小于正对通风孔间辐板处焊接残余应力，过盈装配对轮辋焊趾处焊接残余应力无明显影响。本文所进行的汽车钢制车轮组合焊接残余应力场研究，有助于获得车轮在考虑焊接残余应力下的真实应力分布，进而对车轮进行更为有效的轻量化设计。

关键词：汽车钢制车轮复合热源模型车轮组合焊接焊接残余应力

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数字孪生驱动的航空发动机转子精密堆叠装配

航空学报 2024年

作者：王泽生王辉张鹏飞杜立峰包宏强林东中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司清华大学机械工程系北京航空航天大学航空发动机研究院

航空发动机极高的结构复杂度和高性能、高稳定性的严格要求对航空发动机制造技术提出了挑战。装配是控制航空发动机产品质量的关键制造环节，其中，转子作为航空发动机的核心动力部件，其装配精度和质量极大地影响着航空发动机的使用性... 详细信息

航空发动机极高的结构复杂度和高性能、高稳定性的严格要求对航空发动机制造技术提出了挑战。装配是控制航空发动机产品质量的关键制造环节，其中，转子作为航空发动机的核心动力部件，其装配精度和质量极大地影响着航空发动机的使用性能。转子由多级零件串联装配而成，装配过程中零件误差积累和传递、连接结构挤压变形等因素都容易导致装配偏差产生。针对航空发动机转子装配偏差问题，开展了数字孪生驱动的装配工艺优化方法研究。结合数字孪生方法展开装配工艺机理分析，从转子装配单元数字孪生总体技术框架、装配工艺数字化内核分析、装配工艺综合评价与决策方法三方面开展数字孪生装配优化技术研究，融合多物理因素分析模型建立装配工艺数字化分析模型，实现了数据驱动的转子装配过程监控和工艺优化分析。通过转子装配实验应用验证，所提出优化方法给出的优化装配结果与最大可能偏差相比降低了57.4%，证明所提出的数字孪生转子装配优化方法能够有效解决实际问题，为航空发动机转子装配质量预测和优化提供了新的途径。

关键词：航空发动机转子装配数字孪生装配仿真数字化装配

基于眼科手术机器人的计算机控制系统教学实验设计

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实验技术与管理 2024年第10期 180-185页

作者：郑昱程艳云丁洁杨洋南京邮电大学自动化学院人工智能学院北京航空航天大学机械工程及自动化学院

数字PID控制、最小拍控制和大林控制是计算机控制系统中的核心教学内容。目前仅有针对数字PID开展教学实验的先例，缺乏基于实际工程问题、适合最小拍控制和大林控制的实验平台。针对这一问题，提出基于眼科手术机器人的计算机控制系统... 详细信息

数字PID控制、最小拍控制和大林控制是计算机控制系统中的核心教学内容。目前仅有针对数字PID开展教学实验的先例，缺乏基于实际工程问题、适合最小拍控制和大林控制的实验平台。针对这一问题，提出基于眼科手术机器人的计算机控制系统实验平台，结合精准控制“机器人-视网膜”接触力这一工程背景，设计接触模型辨识、数字PID控制、最小拍控制和大林控制实验，引导学生将计算机控制系统的相关知识与工程实践相结合，提升解决实际问题的能力。

关键词：计算机控制系统眼科手术机器人最小拍控制大林控制实验平台

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“双一流”背景下环境类虚拟仿真实验建设现状与共享分析

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黑龙江教育（高教研究与评估） 2024年第2期 75-77页

作者：孙也王海宁孟淑娟北京航空航天大学北京102206

iLAB-X和智慧教育平台作为教育部主推的实验共享平台,其优质资源公益性地对全世界开放。文章基于平台46个环境类项目,对分类特点、建设特征和应用现状进行分析,为高校共享使用两大共享平台实验项目提供参考,并为其设计开发具有特色的环... 详细信息

iLAB-X和智慧教育平台作为教育部主推的实验共享平台,其优质资源公益性地对全世界开放。文章基于平台46个环境类项目,对分类特点、建设特征和应用现状进行分析,为高校共享使用两大共享平台实验项目提供参考,并为其设计开发具有特色的环境类虚拟仿真实验项目提供指导。提出通过“共享与特色”的组合拳强化环境类虚拟仿真教学应用常态化,以期推动“双一流”课程建设和环境类实验教学高质量发展。

关键词：环境类虚拟仿真实验 iLAB-X实验空间智慧高教平台共享

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卫星运输T型钢丝绳隔振器刚度及阻尼研究

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 538-543,621页

作者：陈骐李世响郑京良贾奥男熊克尹永康上海飞机设计研究院上海201210 中国人民解放军61096部队北京102308 上海卫星工程研究所上海201109 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

钢丝绳隔振器可以缓解卫星运输过程中振动产生的危害,但其缺少试验基础研究,无法提供仿真输入,难以准确实现卫星损伤仿真。针对此问题,对T型钢丝绳隔振器刚度及阻尼特性进行了理论分析和试验研究。首先,对钢丝绳隔振器系统的力学特性进... 详细信息

钢丝绳隔振器可以缓解卫星运输过程中振动产生的危害,但其缺少试验基础研究,无法提供仿真输入,难以准确实现卫星损伤仿真。针对此问题,对T型钢丝绳隔振器刚度及阻尼特性进行了理论分析和试验研究。首先,对钢丝绳隔振器系统的力学特性进行了理论分析,建立了理想的迟滞回环曲线;其次,建立了钢丝绳隔振器静刚度和动刚度力学测试系统;最后,通过准静态加载以构建静刚度条件下压缩、横滚、剪切状态力和位移的关系。在预承载力为5 kN、振幅为1 mm条件下,分别测试了激振频率5~8 Hz条件下的动刚度性能。结果表明:准静态加载条件下,钢丝绳隔振器的力和位移关系较为稳定;动刚度条件下,在5~8 Hz频率之间,动刚度变化较为稳定;等效阻尼随着激振频率的增加而增加。

关键词：卫星运输钢丝绳隔振器刚度迟滞特性损伤仿真