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直升机超临界尾轴限幅减振器安装位置研究

航空动力学报 2024年第6期39卷 86-96页

作者：宋立瑶王旦曹鹏陈柏朱如鹏南京航空航天大学直升机传动技术国家级重点实验室南京210016 中国航发湖南动力机械研究所直升机传动技术国家级重点实验室湖南株洲412002

为了使限幅减振器对传动轴跨1阶及2阶临界转速均起到较好的减振作用,研究了限幅减振器安装位置对传动轴与限幅减振器系统非线性动力学的影响。首先基于Timoshenko梁和非线性碰摩理论建立了传动轴与限幅减振器系统的非线性有限元动力学模... 详细信息

为了使限幅减振器对传动轴跨1阶及2阶临界转速均起到较好的减振作用,研究了限幅减振器安装位置对传动轴与限幅减振器系统非线性动力学的影响。首先基于Timoshenko梁和非线性碰摩理论建立了传动轴与限幅减振器系统的非线性有限元动力学模型,通过数值计算得到了系统响应。对传动轴典型跨临界过程及安装位置对减振效果的影响进行了分析。结果表明:一个典型的传动轴跨临界过程可以分为4个阶段,分别为无碰摩、拟周期碰摩、同频全周碰摩,最后回到无碰摩阶段。将减振器安装在中间节点只能有效抑制传动轴跨1阶临界转速的振动,而安装在1/4节点及3/8节点处能同时减弱跨1阶及2阶临界转速的振动,但安装在3/8节点处有可能使传动轴无法正常工作。

关键词：限幅减振器超临界尾轴位置优化碰摩干摩擦

直升机超临界尾传动轴干摩擦阻尼器碰摩响应边界特性分析

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振动工程学报 2024年第5期37卷 756-769页

作者：金晟宋立瑶曹鹏李坚游有鹏朱如鹏王旦南京航空航天大学直升机传动技术国家级重点实验室江苏南京210016 中国航发湖南动力机械研究所直升机传动技术国家级重点实验室湖南株洲412002

为最大化提高直升机功重比,越来越多的直升机设计中应用了超临界尾传动系统,这一系统会导致跨临界振动的产生。安装干摩擦阻尼器是一种常见的抑制直升机尾传动轴跨临界剧烈振动的方法。以某装有干摩擦阻尼器的尾传动轴为研究对象,建立... 详细信息

为最大化提高直升机功重比,越来越多的直升机设计中应用了超临界尾传动系统,这一系统会导致跨临界振动的产生。安装干摩擦阻尼器是一种常见的抑制直升机尾传动轴跨临界剧烈振动的方法。以某装有干摩擦阻尼器的尾传动轴为研究对象,建立控制方程,并分析系统在传动轴偏心激励下各类碰摩响应的边界特性。建立传动轴/阻尼器系统的非线性控制方程;依据扫频获得系统典型碰摩响应特征,使用解析法针对无碰摩响应求解碰摩发生边界,并对同频全周碰摩响应求解其稳定性条件的边界;通过Runge-Kutta法验证了所推导的响应边界,并探讨了响应边界与系统参数的影响关系。

关键词：超临界尾传动轴干摩擦阻尼器碰摩响应特性稳定性分析

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增材制造TiAl合金的研究进展

金属学报 2024年第1期60卷 1-15页

作者：陈玉勇时国浩杜之明张宇常帅哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨150001

轻质耐热的TiAl合金是航空航天和民用工业等领域最具潜力的高温结构材料之一。然而,由于其低的延展性和断裂韧性,制造TiAl零部件具有挑战性。目前,增材制造工艺被认为是制造TiAl零件具有前途的技术之一。本文在介绍增材制造技术原理和... 详细信息

轻质耐热的TiAl合金是航空航天和民用工业等领域最具潜力的高温结构材料之一。然而,由于其低的延展性和断裂韧性,制造TiAl零部件具有挑战性。目前,增材制造工艺被认为是制造TiAl零件具有前途的技术之一。本文在介绍增材制造技术原理和特点的基础上,综述了激光金属沉积(LMD)、选区激光熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)制备TiAl合金的工艺-组织-性能关系,并对该技术未来的发展趋势进行了展望。

关键词： TiAl合金激光金属沉积选区激光熔化电子束熔化

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到达时间差与扫描时间差定位精度分析

兵器装备工程学报 2024年第1期45卷 249-255页

作者：邓兵姚山峰杨宇翔贺青欧阳鑫信信号盲处理国家级重点实验室成都610041

针对静止或者慢速运动的周期性旋转扫描雷达目标定位,提出一种基于到达时间差与扫描时间差联合的无源定位方法。首先介绍该体制的基本定位原理及定位模型,并给出闭式求解算法,再推导其定位克拉美罗界,最后分析测量参数精度、观测平台高... 详细信息

针对静止或者慢速运动的周期性旋转扫描雷达目标定位,提出一种基于到达时间差与扫描时间差联合的无源定位方法。首先介绍该体制的基本定位原理及定位模型,并给出闭式求解算法,再推导其定位克拉美罗界,最后分析测量参数精度、观测平台高度计位置误差对目标定位精度的影响,仿真结果表明:通过提高到达时间差和扫描时间差角度信息参数测量精度、增大站间基线长度、减小平台位置误差等能够明显提升目标定位精度,并且在到达时间差为20 ns、扫描角时间误差等效为0.001°的情况下,距离接收站连线中心450 km处,扫描周期为3 s的目标辐射源定位精度可以达到50 m,具有较好的实际应用价值。

关键词：到达时间差扫描时间差定位精度克拉美罗界无源定位

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重构谐波平衡法及其求解复杂非线性问题应用

力学学报 2024年第1期56卷 212-224页

作者：代洪华王其偲严子朴岳晓奎西北工业大学航天学院西安710072 航天飞行动力学技术国家级重点实验室西安710072

谐波平衡法是求解非线性动力学系统周期解的最常用方法,但对非线性项进行高阶近似需要庞杂的公式推导,限制了该方法的超高精度解算.通过对频域非线性量的时域等价重构,提出了重构谐波平衡法(RHB法),解决了经典谐波平衡法超高阶次计算难... 详细信息

谐波平衡法是求解非线性动力学系统周期解的最常用方法,但对非线性项进行高阶近似需要庞杂的公式推导,限制了该方法的超高精度解算.通过对频域非线性量的时域等价重构,提出了重构谐波平衡法(RHB法),解决了经典谐波平衡法超高阶次计算难题.然而,上述两种方法均要求动力学系统为多项式型非线性,且无法直接用来求解非线性系统的拟周期解.针对上述问题,文章提出一种将RHB法和复杂非线性系统等价重铸法相结合的计算方法,首先将一般非线性问题无损重铸为多项式型非线性系统,然后用RHB法进行高精度求解;针对拟周期响应求解问题,提出基于“补频”思想的RHB方法,通过基频的优化筛选,实现拟周期响应的快速精准捕捉.选取非线性单摆、相对论谐振子和非线性耦合非对称摆等典型系统进行仿真计算,仿真结果表明,所提出的RHB-重铸法在解非多项式型非线性系统的稳态响应时精度保持为10^(-12)量级,达计算机精度,远超现有方法水平.补频RHB法则实现了对拟周期问题的高效解算,拓宽了方法对真实物理响应的求解范围.

关键词：非多项式型非线性系统重构谐波平衡法微分方程重铸非线性单摆拟周期响应

基于PLS-SEM的航天器控制系统能力建模方法

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中国空间科学技术（中英文） 2024年第2期44卷 98-108页

作者：黄元魏春岭严晗郝仁剑北京控制工程研究所空间智能控制技术国家级重点实验室北京100190

为提升航天任务完成品质,航天器需根据任务及环境针对性调整自身能力,而对航天器控制系统高层次能力的定量刻画,即系统能力建模是实现上述调整的重要理论依据。针对一类航天器姿态控制系统,提出一种基于偏最小二乘-结构方程模型(partial... 详细信息

为提升航天任务完成品质,航天器需根据任务及环境针对性调整自身能力,而对航天器控制系统高层次能力的定量刻画,即系统能力建模是实现上述调整的重要理论依据。针对一类航天器姿态控制系统,提出一种基于偏最小二乘-结构方程模型(partial least square structural equation model,PLS-SEM)的航天器控制系统能力建模方法,实现对包括控制能力、观测能力等抽象能力的定量描述。首先,根据航天器闭环控制系统的结构要素,综合设计能力建模所需的指标类型,生成建模数据样本。在此基础上,设计并构建SEM框架下的能力变量体系,进而通过PLS算法完成模型路径、载荷、权重等关键参数的确定,并对所得PLS-SEM能力模型的结构方程与测量方程的有效性、可信性等分别进行评估。最终,根据航天器PLS-SEM能力模型对控制系统的各抽象能力进行定量描述与分析,验证本文所提出建模方法的可行性。

关键词：结构方程模型偏最小二乘方法航天器控制系统能力模型因子分析

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物理化学的统一性及其尺度效应

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第5期54卷 164-169页

作者：吕海宝杜善义哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室哈尔滨150080

“玻璃态物质的本质是什么?”在2005年被列为未来25年最主要的科学难题之一.本文从跨尺度力学的角度发现玻璃态物质的玻璃化转变源于标度律(临界跃迁、或跨尺度效应),是分子物理与凝聚态物理临界转变的非连续和非平衡态跃迁.(1)玻璃化... 详细信息

“玻璃态物质的本质是什么?”在2005年被列为未来25年最主要的科学难题之一.本文从跨尺度力学的角度发现玻璃态物质的玻璃化转变源于标度律(临界跃迁、或跨尺度效应),是分子物理与凝聚态物理临界转变的非连续和非平衡态跃迁.(1)玻璃化转变是“有序(排列概率分布)-无序(组合概率分布)”转变,也是相分离-微相分离转变;(2)玻璃化转变具有协同效应,其“分子纠缠”个数为3.718(即e+1,其中e为自然常数).

关键词：玻璃态物质玻璃化转变跨尺度力学

激光冲击强化中的激光变量——研究进展和拓展空间

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激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 36-46页

作者：周罗贤朱成禹远航吕志伟哈尔滨工业大学可调谐(气体)激光技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150080

在激光冲击强化(LSP)技术中,作为冲击载荷的驱动源头和能量来源,激光脉冲参数的不同选取决定着激光吸收机制取向、能量沉积程度乃至等离子爆炸行为规律的差异,进而对冲击载荷形态特征和材料表面强化效果产生重要的决定作用。本文对目前... 详细信息

在激光冲击强化(LSP)技术中,作为冲击载荷的驱动源头和能量来源,激光脉冲参数的不同选取决定着激光吸收机制取向、能量沉积程度乃至等离子爆炸行为规律的差异,进而对冲击载荷形态特征和材料表面强化效果产生重要的决定作用。本文对目前LSP技术中涉及的各类激光参数在激光驱动冲击效应中的作用机理、影响规律,以及在工艺配给上的研究和认知现状进行了综述。针对激光时域结构在决定等离子体膨爆行为和冲击载荷特征中的重要性,以及目前LSP普遍采用调Q激光器高斯时间波形的技术现状展开评述,并指出通过优化激光脉冲时域结构来提升光能向机械能的转换效率,或通过调节激光时域参数来实现精准操控冲击载荷特征具有可能性。

关键词：激光技术激光冲击强化表面处理激光诱导冲击波激光时域结构

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轴流状态对转螺旋桨气动性能高效预测方法

航空动力学报 2024年第4期39卷 31-41页

作者：原昕招启军赵国庆南京航空航天大学航空学院直升机旋翼动力学国家级重点实验室南京210016

提出了一套适用于共轴对转螺旋桨轴流状态的高效气动性能预测方法。为消除大入流角状态下小角度假设引入的误差,应用了精确的气动力分解模型与Prandtl桨尖损失函数;根据对转系统的桨尖涡演化规律,发展了轴流状态的尾迹叠加模型,构建了... 详细信息

提出了一套适用于共轴对转螺旋桨轴流状态的高效气动性能预测方法。为消除大入流角状态下小角度假设引入的误差,应用了精确的气动力分解模型与Prandtl桨尖损失函数;根据对转系统的桨尖涡演化规律,发展了轴流状态的尾迹叠加模型,构建了考虑前后桨之间轴向相互气动干扰和前桨对后桨的周向诱导的干扰模式;进而建立起了基于入流角求解的共轴对转螺旋桨的气动性能预测方法。使用该方法计算了对转螺旋桨在不同前飞速度下气动性能随前进比的变化,结果表明非失速段的拉力和功率消耗的预测结果与试验值一致性良好,整体推进效率与试验值吻合。通过对孤立高速螺旋桨、共轴双旋翼以及对转螺旋桨气动性能的评估,表明与采用小角度假设、忽略双桨间的部分干扰并基于入流比求解的常规气动模型相比,该方法对共轴对转螺旋桨的拉力、功率消耗和推进效率的预测更可靠。

关键词：对转螺旋桨气动性能动量—叶素理论(BEMT) 尾迹叠加气动干扰