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四火箭助推无人机起飞与降落控制算法

航空工程进展 2024年第1期15卷 105-117页

作者：田威力闫兆武李文贾栋南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063 南昌航空大学通航学院南昌330063

固定翼无人机起降过程对场地要求高,这限制了其应用与发展。为此,提出四火箭助推无人机实现短距离起降的方案,并对火箭助推无人机起降控制算法进行研究。设计火箭助推无人机起降过程的控制策略;建立无人机气动力、助推火箭作用力、发动... 详细信息

固定翼无人机起降过程对场地要求高,这限制了其应用与发展。为此,提出四火箭助推无人机实现短距离起降的方案,并对火箭助推无人机起降控制算法进行研究。设计火箭助推无人机起降过程的控制策略;建立无人机气动力、助推火箭作用力、发动机推力及控制律数学模型,构建无人机起降过程的动力学方程;设计一种基于PID控制的控制算法,控制目标无人机在各种干扰环境下安全稳定地完成起降过程;利用MATLAB软件编程进行仿真计算,并通过对比仿真结果与试飞结果,来验证该控制算法的有效性。结果表明:所设计的控制算法及控制律满足目标无人机起降过程的控制要求。

关键词：火箭助推控制算法 PID控制目标无人机起降过程

稀土Ce变质ZK60变形镁合金的微观组织及其机制研究

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热加工工艺 2024年第13期 99-104页

作者：黄浩尧军平李怡然梁超群南昌航空大学航空制造工程学院

在ZK60变形镁合金基体中加入了不同质量分数的稀土元素Ce。借助金相、SEM、EDS、XRD研究稀土Ce变质ZK60变形镁合金微观组织演变，探讨变质机理。结果表明，当Ce从0%增加到0.9wt%时，合金晶粒尺寸逐渐减小，尺寸由88μm减小到51μm，抗... 详细信息

在ZK60变形镁合金基体中加入了不同质量分数的稀土元素Ce。借助金相、SEM、EDS、XRD研究稀土Ce变质ZK60变形镁合金微观组织演变，探讨变质机理。结果表明，当Ce从0%增加到0.9wt%时，合金晶粒尺寸逐渐减小，尺寸由88μm减小到51μm，抗拉强度由104 MPa增加到160 MPa，伸长率从6%增加到7%；当Ce增加到1.2wt%时，晶粒尺寸反而增大到61μm，出现过变质现象；MgZn2可作为α-Mg的异质形核核心；Ce、Mg与Zn结合成Mg42Zn53Ce5化合物钉扎在晶界处，有利于减小晶粒尺寸。

关键词：稀土Ce ZK60变形镁合金微观组织变质

基于第一性原理的Si/SiC、Al/SiC界面成键特性和结合强度对比研究

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原子与分子物理学报 2024年第5期41卷 159-168页

作者：肖鹏胡启耀邓昀麒南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063

采用半固态搅拌铸造法制备AlSi7-SiC复合材料,并利用真空压铸工艺实现了其近净成形,结合第一性原理计算方法研究了共晶Si对SiC颗粒和基体界面结合强度的影响.结果显示,在AlSi7-SiC复合材料中,发现较为严重的共晶Si偏析现象,当SiC颗粒同... 详细信息

采用半固态搅拌铸造法制备AlSi7-SiC复合材料,并利用真空压铸工艺实现了其近净成形,结合第一性原理计算方法研究了共晶Si对SiC颗粒和基体界面结合强度的影响.结果显示,在AlSi7-SiC复合材料中,发现较为严重的共晶Si偏析现象,当SiC颗粒同时处于共晶Si和α-Al边界时,形成了少量的共晶Si夹杂、被大量共晶Si包裹、完全被共晶Si包裹三种典型的界面.第一性原理计算结果显示,在C端和Si端的Si/SiC界面中,弛豫后topSi 1配位方式具有最大的粘附功,与Al/SiC界面相比,Si/SiC界面具有更高的结合强度.Si偏析相提高了界面处的电荷密度,因而具有更好的界面结构稳定性.

关键词： SiC-Al基复合材料元素偏析第一性原理界面性能

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变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能优化设计

复合材料科学与工程 2024年

作者：孙士平常梦源胡政南昌航空大学航空制造工程学院

采用泊松比分类六边形蜂窝构型，基于均匀化理论建立蜂窝单胞参数化有限元模型，开展了变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能分析与给定反射率目标的蜂窝构型优化。计算结果表明：2-18 GHz电磁波垂直入射工况下，减小蜂窝边长和增大蜂窝高度... 详细信息

采用泊松比分类六边形蜂窝构型，基于均匀化理论建立蜂窝单胞参数化有限元模型，开展了变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能分析与给定反射率目标的蜂窝构型优化。计算结果表明：2-18 GHz电磁波垂直入射工况下，减小蜂窝边长和增大蜂窝高度均能有效提高结构吸波性能，使泊松比趋于零的蜂窝角度变化可提高吸波性能，存在与蜂窝几何参数匹配的最佳涂层厚度来获得最优吸波性能；与正泊松比常规六边形蜂窝、零泊松比半内凹六边形蜂窝和负泊松比内凹六边形蜂窝的初始方案相比，反射率为-10 dB时三种优化蜂窝吸收带宽分别增大了56.8%、35.2%、52.5%，而反射率为-20 dB时三种优化蜂窝吸收带宽分别从零增大为4 GHz、2.3 GHz、0.5 GHz；三种泊松比蜂窝中，以正泊松比蜂窝的优化适应潜力最好。研究结果为多功能蜂窝吸波结构的蜂窝构型设计提供了参考。

关键词：吸波性能泊松比蜂窝构型优化设计蜂窝夹芯结构

退火对FeCoNi2-xMnGax高熵合金微观组织、力学性能和磁性能的影响

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金属热处理 2024年第1期49卷 22-31页

作者：朱嘉武欧阳晟南昌航空大学材料科学与工程学院江西南昌330063

利用非自耗真空电弧熔炼炉制备FeCoNi2-xMnGax(x=0, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25)高熵合金铸锭,然后在800℃和1000℃退火8 h,研究了退火对高熵合金微观组织、力学性能和磁性能的影响。结果表明,随着Ga含量的增加,铸态合金组织由未添加Ga时(x=0... 详细信息

利用非自耗真空电弧熔炼炉制备FeCoNi2-xMnGax(x=0, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25)高熵合金铸锭,然后在800℃和1000℃退火8 h,研究了退火对高熵合金微观组织、力学性能和磁性能的影响。结果表明,随着Ga含量的增加,铸态合金组织由未添加Ga时(x=0)的FCC单相过渡到FCC+BCC双相,最终在Ga含量为25at%时(即x=1.25)转变为BCC单相。经过800℃和1000℃退火后,在FCC相内产生了棒状的析出物。双相组织的FeCoNi2-xMnGax合金具有较好的磁性能和压缩性能,退火后合金的力学性能和磁性能均有所提高。FeCoNi1.25MnGa0.75合金1000℃退火后的力学性能最优,在形变量约为20%时的抗压强度为1852.5 MPa。FeCoNi1.0MnGa1.0合金1000℃退火后的饱和磁化强度最大,为121.8 emu/g。

关键词：高熵合金退火处理显微组织力学性能磁性能

对比约束下的非局部关联单图像去反光级联算法

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计算机工程与科学 2024年第5期46卷 861-871页

作者：罗超缪君郑义林华锋储珺南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063 南昌航空大学计算机视觉研究所江西南昌330063

图像中存在的反光不但显著降低了图像质量,而且严重影响了后续的计算机视觉任务。因此,提出了一种对比约束下的非局部关联单图像去反光级联算法NCRR,该算法通过LSTM传递跨级联信息的双支路方式,利用反光特征和背景特征相互补充信息并迭... 详细信息

图像中存在的反光不但显著降低了图像质量,而且严重影响了后续的计算机视觉任务。因此,提出了一种对比约束下的非局部关联单图像去反光级联算法NCRR,该算法通过LSTM传递跨级联信息的双支路方式,利用反光特征和背景特征相互补充信息并迭代细化预测精度,使2条支路的预测效果相互促进。为了便于多个级联步骤的训练,提出了一种正负对比的正则化损失,将背景图像和原图像的特征分别作为正、负样本,确保目标图像在表示空间中拉近背景图像,推远原图像,缩小预测范围,较好地缓解不适定性问题。此外,提出了一种高效、计算量少的非局部关联预测模块,它能获取十字交叉路径上所有像素的上下文信息。通过进一步级联操作,使每个像素捕获整幅图像长距离的依赖关系,能利用周围像素点信息来预测被强反光遮挡的背景信息。实验结果表明,本文算法能够有效去除玻璃的强反光,并且玻璃去反光的评估结果都超过了其他对比算法,具有较好的鲁棒性。

关键词：图像反光级联正则化上下文信息远程依赖

弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳的自由振动分析

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应用力学学报 2024年第2期41卷 411-421页

作者：刘文光庞磊吕志鹏刘超张宇航南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063 哈尔滨工业大学(深圳)理学院深圳150001

旨在研究热-力-电载荷下弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳的自由振动。首先,建立弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳动力学模型;然后,应用三阶剪切变形壳体理论和修正的偶应力理论,推出弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳模态频率的解析... 详细信息

旨在研究热-力-电载荷下弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳的自由振动。首先,建立弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳动力学模型;然后,应用三阶剪切变形壳体理论和修正的偶应力理论,推出弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳模态频率的解析解;最后,通过数值算例分析了微圆柱壳模态频率的影响因素。结果表明:Pasternak弹性支撑比Winkler弹性支撑更有利于提高微圆柱壳的模态频率;改变弹性支撑的刚度系数、轴向力、外加电压、孔隙分布、材料体积分数指数和结构尺寸可调节微圆柱壳的模态频率;孔隙体积分数越大,温度或轴向力对模态频率的影响越大,而电压对模态频率的影响则越小;不同材料指数下,增大孔隙体积分数对模态频率的影响趋势不同;弹性支撑会减弱温度、轴向力和电压对模态频率的影响,对薄圆柱壳或短圆柱壳模态频率的影响较为显著。

关键词：功能梯度压电材料弹性支撑孔隙修正的偶应力理论高阶剪切变形理论

固溶渗氮温度对16Cr25N不锈钢组织性能的影响

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金属热处理 2024年第3期49卷 77-82页

作者：郭陆陆欧阳德来崔霞朱恩锐南昌航空大学材料科学与工程学院江西南昌330063

采用高温固溶渗氮工艺在自主设计研制的高温高真空渗氮炉中对16Cr25N铁素体不锈钢进行渗氮处理,通过X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、金相显微镜、显微硬度计和氧氮分析仪分析了渗氮层的组织和性能。结果表明,在铁素体不锈钢表面形成了1... 详细信息

采用高温固溶渗氮工艺在自主设计研制的高温高真空渗氮炉中对16Cr25N铁素体不锈钢进行渗氮处理,通过X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、金相显微镜、显微硬度计和氧氮分析仪分析了渗氮层的组织和性能。结果表明,在铁素体不锈钢表面形成了1 mm以上厚度的奥氏体渗氮层,单边渗氮层最大厚度超过2 mm,渗氮层氮含量最大达到1.502%,原始材料的铁素体组织已转变为奥氏体组织,相当于得到了高氮无镍不锈钢。相比于原始样品,渗氮处理后样品硬度大幅提升,达到320 HV0.5。通过渗层深度计算了16Cr25N不锈钢固溶渗氮时氮的扩散激活能,在氮气压力0.3 MPa、保温时间24 h、渗氮温度1200℃下,扩散激活能为176 kJ/mol。利用渗层硬度和扩散理论建立了16Cr25N铁素体不锈钢高温固溶渗氮层的氮含量模型,具有一定的指导作用。

关键词：固溶渗氮无镍不锈钢高氮钢显微组织扩散激活能

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内置谐振器的轻薄宽频吸声器结构设计与分析

应用声学 2024年第2期43卷 359-366页

作者：李贺铭吴锦武兰晓乾孙海航南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063

微穿孔板吸声器的吸声频带相较于亥姆霍兹谐振器更宽,但其低频吸声的实现需要较大的空气背腔,难以应用在空间有限的场合。该文设计了一种轻薄吸声降噪结构(内置亥姆霍兹谐振器的微穿孔板吸声器,简称MPPHR),将微穿孔板吸声器与亥姆霍兹... 详细信息

微穿孔板吸声器的吸声频带相较于亥姆霍兹谐振器更宽,但其低频吸声的实现需要较大的空气背腔,难以应用在空间有限的场合。该文设计了一种轻薄吸声降噪结构(内置亥姆霍兹谐振器的微穿孔板吸声器,简称MPPHR),将微穿孔板吸声器与亥姆霍兹谐振器进行了结合,提升吸声器的低频吸声性能的同时兼具了微穿孔板宽带吸声的优点。首先基于微穿孔板和亥姆霍兹谐振理论建立了等效电路模型并计算了结构的声阻抗。然后通过有限元对MPPHR的吸声特性进行了参数研究。最后验证了MPPHR的声阻抗模型和有限元仿真的准确性。研究结果表明:MPPHR结构拥有更宽吸声频带,厚度仅为30 mm的MPPHR的半吸收频带可达1294 Hz,相较于同等厚度下的微穿孔板吸声器宽约500 Hz。此外,MPPHR拥有更好的低频吸声效率。

关键词：微穿孔板亥姆霍兹谐振器宽频吸声