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热载荷环境下金属-陶瓷功能梯度板的屈曲特性研究

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：李畅万志强王晓喆杨超黎珂宇北京航空航天大学无人系统研究院北京航空航天大学航空科学与工程学院

功能梯度材料是一种新型材料，由两种及以上的材料组分连续变化混合而成，由于其优秀的力学性能，被广泛应用于航空航天、生物医学、汽车等领域。但是，热载荷环境对功能梯度材料影响的解析理论研究还很少。本文针对功能梯度材料薄板的... 详细信息

功能梯度材料是一种新型材料，由两种及以上的材料组分连续变化混合而成，由于其优秀的力学性能，被广泛应用于航空航天、生物医学、汽车等领域。但是，热载荷环境对功能梯度材料影响的解析理论研究还很少。本文针对功能梯度材料薄板的力学特性，提出了一种基于里兹法和经典板理论的解析方法。重点分析了热载荷环境的影响，主要研究了热应力引起的刚度降低，以及材料属性随温度变化对功能梯度材料的影响。通过能量法表示应变能、热应变能，利用哈密顿原理建立运动微分方程，分析了功能梯度材料板在均匀温度场、线性温度场和非线性温度场下的热屈曲特性。此外，还分析了梯度指数、温度场和宽高比、宽长比等几何参数对功能梯度材料板力学特性的影响。

关键词：功能梯度材料里兹法经典板理论热屈曲热载荷

基于改进的组合赋权和云模型的平流层飞艇健康状态评估

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：曾盛富梁浩全王岩孙康文钟梓鸿北京航空航天大学航空科学与工程学院北京航空航天大学无人系统研究院

针对平流层飞艇健康评估需求与目前评估方法的缺失，提出了一种结合专家评判系统的组合赋权和云模型的健康状态评估方法，为平流层飞艇健康评估提供技术支持。通过分析常见的平流层飞艇各子系统的可能风险及故障，筛选出评估指标体系；... 详细信息

针对平流层飞艇健康评估需求与目前评估方法的缺失，提出了一种结合专家评判系统的组合赋权和云模型的健康状态评估方法，为平流层飞艇健康评估提供技术支持。通过分析常见的平流层飞艇各子系统的可能风险及故障，筛选出评估指标体系；利用专家评判系统结合线性组合赋权法确定综合权重；根据平流层飞艇对象设定合理的评价集与标准云图的基础上，分别生成各指标及整体的云模型；采用云相似度、隶属度定量求解各指标健康情况。以某平流层飞艇试验为例进行分析验证，结果表明：基于改进的组合赋权和云模型的平流层飞艇健康状态评估方法能有效开展评估，并在专家评判系统的结合中增加了模型对平流层飞艇的适用性，为平流层飞艇开展后续维修、保障及安控等任务提供有力前提。

关键词：平流层飞艇专家评判系统组合赋权云模型健康状态评估

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非定常涡升力机制的三维效应

工程热物理学报 2024年第2期45卷 410-417页

作者：王卓杜林孙晓峰北京航空航天大学航空发动机研究院北京100191

本文采用浸入式边界方法对一低速单级压气机在不同轴向间距下的转静干涉流动进行了数值模拟,主要关注缩小轴向间距后由于非定常涡升力机制所引起的前后排叶片流动状态变化。计算结果表明,级性能随间距出现提升的流动机理在于,当间距减小... 详细信息

本文采用浸入式边界方法对一低速单级压气机在不同轴向间距下的转静干涉流动进行了数值模拟,主要关注缩小轴向间距后由于非定常涡升力机制所引起的前后排叶片流动状态变化。计算结果表明,级性能随间距出现提升的流动机理在于,当间距减小后,前排转子的负荷出现提升,这一变化使得级间静压升高,静子根部的逆压梯度得到有效的缓解,进而导致静子根部的流动分离被抑制,压气机的压升及效率均出现明显的提升。

关键词：转静干涉非定常涡升力浸入式边界方法

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空地无人集群自调节控制与动态路径规划方法

航空学报 2024年

作者：赵江张璇池沛王英勋北京航空航天大学无人系统研究院北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院

针对异构感知条件下空地无人集群协同避障与导航问题，提出了集群队形自调节控制与动态路径规划方法。首先，建立了无人机与地面机器人的运动、感知与通信模型，设计了空地无人集群协调运动控制架构，满足异构集群协同避障与导航的控制... 详细信息

针对异构感知条件下空地无人集群协同避障与导航问题，提出了集群队形自调节控制与动态路径规划方法。首先，建立了无人机与地面机器人的运动、感知与通信模型，设计了空地无人集群协调运动控制架构，满足异构集群协同避障与导航的控制目标。其次，提出了机器人集群队形边界动态生成方法，分别设计了形状控制、个体避碰、编队控制与导航控制分量，实现了基于动态边界的集群队形自调节控制。结合机器人动态队形边界特性，提出了基于动态窗口优化的无人机路径规划方法，通过设计优化目标函数在集群协同运动的基础上实现了安全导航避撞。最后，设计了队形边界缩放、变形和旋转下的队形调节场景与狭窄廊道协同避障与导航任务想定，通过仿真算例验证了空地无人集群队形自调节控制与动态路径规划方法的有效性，并给出了所述方法能力边界的分析。

关键词：空地无人集群无人机机器人协同避障与导航队形自调节控制动态路径规划

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声光光谱仪的光谱及辐射标定方法

光学学报 2024年第9期44卷 282-291页

作者：成驰赵慧洁郭琦李然北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京航空航天大学青岛研究院北京航空航天大学人工智能研究院北京航空航天大学“空天光学-微波一体化精准智能感知”工业和信息化部重点实验室

基于声光可调谐滤波器（AOTF）的红外光谱仪须在宽温度范围内具备光谱响应稳定性，以保证光谱数据精度。然而，随环境温度变化，声光光谱仪存在光谱漂移和系统辐射响应漂移，造成光谱数据偏差。现有声光光谱仪辐射定标研究虽然考虑了辐... 详细信息

基于声光可调谐滤波器（AOTF）的红外光谱仪须在宽温度范围内具备光谱响应稳定性，以保证光谱数据精度。然而，随环境温度变化，声光光谱仪存在光谱漂移和系统辐射响应漂移，造成光谱数据偏差。现有声光光谱仪辐射定标研究虽然考虑了辐射响应受温度的影响，但并未在辐射定标前修正光谱漂移，导致辐射定标结果不准确。本文提出了一种修正温度影响的光谱及辐射标定方法。首先，建立了引入温度变量的AOTF器件调谐模型，在光谱定标中修正温度造成的光谱漂移，实现了变温辐射定标过程中的波长追踪；然后再求得含温度变量的光谱辐射定标系数，完成辐射定标。依托实验室搭建的中波红外AOTF光谱成像温度修正标定验证系统，在-30～50℃温度区间验证了标定方法的有效性。低温-30℃处的平均驱动频率偏差从41.1 kHz降低至0.29 kHz，修正后光谱辐射量与理论值偏差在低温区间显著降低。

关键词：中波红外光谱仪声光可调谐滤波器温度漂移辐射定标

Al和Ti含量对激光熔炼Al_(x)NbTi_(y)V轻质高熵合金组织与性能的影响

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材料工程 2024年第1期52卷 137-145页

作者：李子兴朱言言程序张言嵩高红卫霍海鑫北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100191 北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院浙江宁波315800 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191

轻质高熵合金在结构材料轻量化方面显示出巨大的应用价值,激光熔炼和激光增材制造技术因其极端冶金条件,为高熵合金研制提供了新思路。采用激光熔炼技术制备Al_(x)NbTiV(x=0.5~7)和AlNbTi_(y)V(y=1~7)纽扣试样,并对其相结构、显微组织... 详细信息

轻质高熵合金在结构材料轻量化方面显示出巨大的应用价值,激光熔炼和激光增材制造技术因其极端冶金条件,为高熵合金研制提供了新思路。采用激光熔炼技术制备Al_(x)NbTiV(x=0.5~7)和AlNbTi_(y)V(y=1~7)纽扣试样,并对其相结构、显微组织和硬度进行了系统研究。结果表明:Al含量对合金相结构和显微组织有显著影响,Al含量低(x≤2)时,Al_(x)NbTiV合金由BCC单相固溶体组成;Al含量高(2

关键词：激光熔炼高熵合金成分变化显微组织相结构硬度

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基于预设性能的飞机全电刹车系统滑模控制

北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 260-267页

作者：谢明军段京奇马文冉贾玉红北京航空航天大学北京100191 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

针对飞机全电防滑刹车系统具有较强的非线性特征,以及机电作动器(EMA)中存在的干扰不利于系统稳定性,提出一种有限时间预设性能反演滑模控制方法。在合理简化的基础上,建立含滑移率子系统和EMA子系统的飞机全电防滑刹车系统的数学模型,... 详细信息

针对飞机全电防滑刹车系统具有较强的非线性特征,以及机电作动器(EMA)中存在的干扰不利于系统稳定性,提出一种有限时间预设性能反演滑模控制方法。在合理简化的基础上,建立含滑移率子系统和EMA子系统的飞机全电防滑刹车系统的数学模型,并引入有限时间预设性能函数;利用预设性能反演控制方法设计滑移率控制器,获得参考刹车压力控制率,保证滑移率跟踪误差在有限时间内收敛到预设范围内;为跟踪参考刹车压力,利用非奇异终端滑模控制方法设计EMA控制器,针对EMA中存在的干扰,设计扩张状态观测器估计,并在控制器中进行补偿,提高控制器的鲁棒性和控制精度;通过干跑道和冰跑道2种情况下的数值仿真验证所提方法控制效果。

关键词：防滑刹车系统有限时间预设性能扩张状态观测器机电作动器滑移率

监控场景下基于单帧与视频数据的行人属性识别方法综述及展望

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第3期36卷 336-356页

作者：曹雨然逯伟卿于金佐周亦博胡海苗北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京100191 北京航空航天大学杭州创新研究院杭州310052

行人属性识别旨在判断目标行人的预定义属性标签,从而生成关于该行人的结构化描述,包括年龄、性别、衣着、配饰等多种层次的语义信息.由于行人属性识别在视频监控领域具有极大的应用潜力,该任务广受研究者关注.随着深度学习的快速发展,... 详细信息

行人属性识别旨在判断目标行人的预定义属性标签,从而生成关于该行人的结构化描述,包括年龄、性别、衣着、配饰等多种层次的语义信息.由于行人属性识别在视频监控领域具有极大的应用潜力,该任务广受研究者关注.随着深度学习的快速发展,研究者提出众多识别行人属性的方法,以获得更为精准的识别结果.针对当前复杂场景下,该任务面临的监控画面不清晰、行人状态变化、遮挡等问题,对监控场景下基于单帧与视频数据的行人属性识别方法进行综述,首先围绕行人属性识别这一任务,介绍其研究背景及任务概念,指出当前研究所面临的问题与挑战;其次根据“单帧图像”和基于视频数据的“序列图像”2种不同的样本类型,对行人属性识别方法进行分类,并依据属性识别过程中所采用的技巧和思路,归纳总结最新提出的行人属性识别方法,概述研究现状;再对当前主流使用的数据集进行分析比较,总结其特点;最后,从状态引导行人属性识别、立体属性、多任务融合、新数据集构建4个方面,思考该领域的未来发展方向并作出展望.

关键词：深度学习智能视频监控多标签分类行人属性识别数据集分析

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典型及衍生激波针构型的减阻降热流动特性

航空动力学报 2024年第4期39卷 52-64页

作者：何坤袁化成南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 北京航空航天大学航空发动机研究院北京102206

为探索激波针对超声速钝头飞行器进行减阻降热时的更优衍生构型,采用数值模拟方法对3种典型单扰流物构型、6种双扰流物构型、两类多扰流物构型和钝锥型激波针的流动特性进行了研究,认为加装激波针后的几何本质相当于“镂空式”的锥型钝... 详细信息

为探索激波针对超声速钝头飞行器进行减阻降热时的更优衍生构型,采用数值模拟方法对3种典型单扰流物构型、6种双扰流物构型、两类多扰流物构型和钝锥型激波针的流动特性进行了研究,认为加装激波针后的几何本质相当于“镂空式”的锥型钝头体。模拟结果显示:激波针头部扰流物相对直径较大时,减阻率随激波针相对长度的变化曲线没有明显的峰值点,而是存在一个变动幅度很小的峰值段,且相对直径在0.3~0.4左右时减阻效果最佳;典型激波针的最大减阻率约为50%,采用双扰流物构型时略有提升;中部增加多个扰流物时减阻率随扰流物数量增多而增大,最大减阻率超过60%,但气动加热问题较严重。相比而言,钝锥型激波针减阻降温的综合性能最好,最大减阻率可达60%左右,降温率约为7%。

关键词：激波针衍生构型超声速减阻降热流动特性