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先进材料及工艺的结构完整性研究进展

航空学报 2024年

作者：於之杰郭玉佩孙汉斌张京楠孙侠生中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室中国航空研究院

结构完整性是决定航空结构安全与寿命的主要因素，也是制约新材料、新结构、新工艺等有望提升航空结构效率的新技术在航空领域应用的重要问题。明确并提升先进材料及工艺的结构完整性性能有助于航空结构进一步利用新材料、新结构、新工... 详细信息

结构完整性是决定航空结构安全与寿命的主要因素，也是制约新材料、新结构、新工艺等有望提升航空结构效率的新技术在航空领域应用的重要问题。明确并提升先进材料及工艺的结构完整性性能有助于航空结构进一步利用新材料、新结构、新工艺的优异特点，实现航空结构更可靠、更高效、更经济的目标。本文主要梳理了航空疲劳与结构完整性国际委员会（ICAF）成员国近年在这一领域中的主要工作和所取得的成果，重点介绍了近年来在新材料、新结构、新工艺的疲劳寿命方面国内外各领域学者所取得的新进展，以促进国内航空材料与结构工作者持续关注航空疲劳与结构完整性方面的问题与进展。在此基础上，结合近年来材料结构和工艺领域取得的突破和航空结构性能的新需求，对新材料、新结构、新工艺的结构完整性研究和未来航空结构的设计工作提出了建议和展望，以促进航空结构完整性的研究和性能的进一步提升。

关键词：航空结构先进材料先进工艺结构完整性疲劳寿命

C/C复合材料表面超高温陶瓷涂层的快速成型及其烧蚀性能

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材料导报 2024年

作者：陈意高姚熹王凯杰王坤杰张光喜西安航天复合材料研究所

为提高C/C复合材料表面超高温陶瓷涂层的制备效率，通过料浆涂刷法和高温预氧化处理在C/C复合材料表面制备了ZrSi2-ZrC-HfC陶瓷涂层，研究了预氧化处理对涂层微观结构、涂层烧蚀性能的影响。结果表明，与未预氧化涂层相比，高温预氧化... 详细信息

为提高C/C复合材料表面超高温陶瓷涂层的制备效率，通过料浆涂刷法和高温预氧化处理在C/C复合材料表面制备了ZrSi2-ZrC-HfC陶瓷涂层，研究了预氧化处理对涂层微观结构、涂层烧蚀性能的影响。结果表明，与未预氧化涂层相比，高温预氧化处理生成的液态SiO2相可填充涂层内部孔隙，通过粘合陶瓷颗粒提升涂层致密度，从而提高涂层的抗冲刷烧蚀性能。在热流密度为3 200kW/m2的氧乙炔火焰中考核30s，60s和90s，氧化层均保持结构完整，在预氧化处理中生成的SiO2相粘合涂层，防止涂层在烧蚀初期因结合不紧密脱落，同时在烧蚀过程中生成的SiO2相通过吸热挥发，降低表面温度，为涂层提供热防护。烧蚀90s后的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.837 μm/s和0.364 mg/s。该方法操作简便，制备效率高，是一种适用于不同结构尺寸C/C复合材料表面不同类型超高温陶瓷涂层的制备技术。

关键词：超高温陶瓷涂层 C/C复合材料快速制备预氧化料浆涂刷法

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多频率组合波形阵风场模拟与测量研究

工程力学 2024年第3期41卷 250-256页

作者：于金革马占元张颖杨希明韩超许相辉中国航空工业空气动力研究院气动研究与试验四部哈尔滨150001 低速高雷诺数气动力航空科技重点实验室哈尔滨150001

基于数值模拟方法选取设定FL-51风洞阵风发生器的装置参数,如发生器叶片的数量、展长、弦长及间距等。发生器采用液压摆动缸独立驱动形式,可模拟正弦波、三角波及随机波等多种波形的多频率组合运动,同时能够减少安装传动件,并提升发生... 详细信息

基于数值模拟方法选取设定FL-51风洞阵风发生器的装置参数,如发生器叶片的数量、展长、弦长及间距等。发生器采用液压摆动缸独立驱动形式,可模拟正弦波、三角波及随机波等多种波形的多频率组合运动,同时能够减少安装传动件,并提升发生器性能。通过阵风场校测结果表明:叶片能够实现摆动频率为0 Hz~15 Hz,在校测范围内发生器产生的正弦流场较均匀;在来流风速40 m/s、叶片摆动频率为10 Hz、摆角为15°时,最大阵风幅值为8.5 m/s。地面测试与流场校测结果表明:该文所提出的阵风场模拟技术可以实现低速风洞多频率多波形组合运动,为风洞试验提供复杂的阵风流场。

关键词：低速风洞阵风发生器独立驱动多频率组合波形阵风流场测量

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阀门线密封结构的密封性能分析

阀门 2024年第4期 448-453页

作者：刘纯杜兰君钟梦妮李罗金胡树文北京航天动力研究所北京100076

针对阀门中刀型密封结构,采用理论分析和仿真模拟对其密封过程进行研究,主要分析了密封力、阀座刀型角、密封面直径以及材料物理性能对刀型密封结构的密封比压的影响。结果表明:密封力、阀座刀型角、阀座密封面直径以及阀座的杨氏模量... 详细信息

针对阀门中刀型密封结构,采用理论分析和仿真模拟对其密封过程进行研究,主要分析了密封力、阀座刀型角、密封面直径以及材料物理性能对刀型密封结构的密封比压的影响。结果表明:密封力、阀座刀型角、阀座密封面直径以及阀座的杨氏模量对刀型密封结构的密封比压影响较大。基于此,提出了刀型密封结构的密封比压模型,为阀门刀型密封结构设计奠定一定的基础。

关键词：阀门刀型密封密封比压影响因素

低碳驱动下考虑废钢质量的钢铁制造供应链稳定性分析

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控制与决策 2024年第5期39卷 1736-1744页

作者：袁静朱建军南京航空航天大学经济与管理学院南京211106 安徽工业大学管理科学与工程学院安徽马鞍山243032 复杂系统多学科管理与控制安徽省教育厅重点实验室安徽马鞍山243032

钢铁行业作为最大的碳排放主体,面对日益增大的环保压力,亟待改进工艺流程,提升以废钢为原材料的绿色清洁生产比例.对此,运用博弈论和混沌理论研究环保压力和废钢质量水平对供应链各博弈主体的影响.研究结果表明,外部环保压力的增大会... 详细信息

钢铁行业作为最大的碳排放主体,面对日益增大的环保压力,亟待改进工艺流程,提升以废钢为原材料的绿色清洁生产比例.对此,运用博弈论和混沌理论研究环保压力和废钢质量水平对供应链各博弈主体的影响.研究结果表明,外部环保压力的增大会促使钢铁企业逐步向以废钢为主要原料的清洁炼钢模式过渡,逐步提高废钢原料的质量才能使得废钢供应商和钢铁企业达到最优利润.然而,提高废钢原料的质量水平并不利于增强系统的稳定性.当前以铁矿石为主要原材料的钢铁冶炼模式应平稳渐进地向以废钢为原料的清洁生产模式过渡,并通过大数据等信息化技术加强钢铁市场的价格监管,引导企业自律,遵守市场规律调节原材料的价格;否则,价格调整参数超出阈值会导致整个钢铁市场动荡,甚至可能出现经济混沌以及钢铁企业破产.

关键词：低碳废钢质量稳定性复杂性博弈论混沌理论

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TNM钛铝合金高温抗氧化行为研究

工程科学学报 2024年第10期46卷 1826-1833页

作者：邸士雄欧白羽李维赵春玲聂建豪油如月季显坤赵宇中国航发湖南动力机械研究所株洲412002 陆军航空兵学院北京101121

TNM(Ti–43Al–4Nb–1Mo–0.1B)钛铝合金具有较低的密度、优异的高温力学性能和较好的高温变形能力,其长期服役温度可达750℃左右,是备受瞩目的新一代航空发动机低压涡轮叶片用材料.选取热暴露温度时间不同的两个热暴露条件对TNM合金在... 详细信息

TNM(Ti–43Al–4Nb–1Mo–0.1B)钛铝合金具有较低的密度、优异的高温力学性能和较好的高温变形能力,其长期服役温度可达750℃左右,是备受瞩目的新一代航空发动机低压涡轮叶片用材料.选取热暴露温度时间不同的两个热暴露条件对TNM合金在空气中进行氧化实验,采用扫描电子显微镜、能谱仪及X射线光电子能谱分析仪对试样的表面形貌、氧化物组成进行分析,系统研究了TNM合金在不同温度、不同时间热暴露条件下的氧化规律.结果表明,在700℃和760℃下,TNM合金抗氧化级别分别为完全抗氧化和抗氧化等级.700℃下,TNM合金在氧化初期先生成TiO_(2),随后Al_(2)O_(3)逐渐增加,直至覆盖整个样品,在氧化进行200 h时,表面生成的氧化物主要为Al_(2)O_(3),含有少量的MoO_(2)、MoO_(3),能保持较好的抗氧化性;760℃条件下,合金在氧化初期即形成不稳定的Al的氧化物与Ti的氧化物,表面生成的氧化物主要为TiO_(2)和少量的MoO_(2)、MoO_(3)与MoO_(x)的氧化物.

关键词：钛铝合金高温氧化 X射线光电子能谱氧化行为氧化物

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高压气瓶非接触压力测量系统设计

计算机测量与控制 2024年第2期32卷 65-70页

作者：任仲强张茂森马兵兵张文电北京航天动力研究所北京100076

常规状态下气瓶压力测量,在气瓶出口管路上开口进行引压测量,对于高压气瓶在长期贮存的情况下,开口引压存在开口部位压力泄漏的隐患;为克服气瓶开口引压泄漏问题,对气瓶非接触压力测量系统进行分析研究,基于气瓶壁在压力下产生形变的情... 详细信息

常规状态下气瓶压力测量,在气瓶出口管路上开口进行引压测量,对于高压气瓶在长期贮存的情况下,开口引压存在开口部位压力泄漏的隐患;为克服气瓶开口引压泄漏问题,对气瓶非接触压力测量系统进行分析研究,基于气瓶壁在压力下产生形变的情况,通过对气瓶壁进行应变测量关键技术,建立气瓶壁的应变量与内部压力之间的关系计算模型,经多次实验验证,积累不同温度及压力下的相关数据参数,运用数据模型拟合具有温度补偿的压力计算公式,通过编程写进便携式测试仪,实现对高压气瓶在不接触介质的情况下非接触压力测量的目的,并满足了气瓶在高压下进行长期贮存时随机测量的应用需求。

关键词：气瓶应变传感器温度传感器压力贮存非接触压力便携式测试仪

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基于改进的GAF算法的EEG情感识别

计算机技术与发展 2024年第5期34卷 109-116页

作者：王星星邵杰陈鑫杨世逸林杨鑫南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京210016

利用脑电图(EEG)信号对人类的情感进行识别一直是一个重要且具有挑战性的研究领域。传统的方法都是对一维EEG信号进行分析,然后提取特征进行识别;但这种方法需要提取许多时域或频域上的特征才能取得较好的识别效果。考虑到二维图像蕴含... 详细信息

利用脑电图(EEG)信号对人类的情感进行识别一直是一个重要且具有挑战性的研究领域。传统的方法都是对一维EEG信号进行分析,然后提取特征进行识别;但这种方法需要提取许多时域或频域上的特征才能取得较好的识别效果。考虑到二维图像蕴含的信息要远远比一维信号蕴含的信息丰富,因此将一维信号转换成二维图像可以提取更加有效的特征进行识别。为此,该文提出了一种基于改进的Gramian Angular Field(GAF)算法的EEG情感识别方法。首先,从EEG信号中提取alpha、beta、gama三个频段的子带信号;然后,提出了一种基于马氏距离加权的改进GAF算法将一维EEG信号转换成二维特征图像;接着,从二维图像中提取奇异值熵、图能量等特征;最后,利用卷积神经网络(CNN)对提取的EEG特征进行分类识别。基于广泛使用的DEAP数据集,针对四分类(HAHV、LAHV、LALV和HALV)情感识别任务,对该模型进行了验证。实验结果表明:所提算法的平均分类准确率达到92.63%,与现有的识别方法对比具有一定的优势。

关键词：脑电图情感识别格拉姆角场马氏距离卷积神经网络

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温度和力对单向阀阀芯与壳体间隙的影响

阀门 2024年第1期 66-71页

作者：刘纯李罗金胡树文北京航天动力研究所北京100076

氢氧发动机中单向阀阀芯与壳体间隙变小会导致摩擦力过大,进而出现卡滞问题。针对此问题,仿真研究了温度和力对单向阀阀芯与壳体间隙的影响并且分析了为防止卡滞所需的最小配合间隙。结果表明:单向阀壳体和阀芯的最小配合间隙随着温度... 详细信息

氢氧发动机中单向阀阀芯与壳体间隙变小会导致摩擦力过大,进而出现卡滞问题。针对此问题,仿真研究了温度和力对单向阀阀芯与壳体间隙的影响并且分析了为防止卡滞所需的最小配合间隙。结果表明:单向阀壳体和阀芯的最小配合间隙随着温度的降低逐渐增大,成反比关系;单向阀壳体和阀芯的最小配合间隙随着预紧力和弯曲力的增大逐渐增大,成正比关系。此外,进一步通过多元线性回归拟合得到了单向阀阀芯和壳体的最小配合间隙与三因素(温度、预紧力和弯曲力)的经验表达,为今后单向阀的设计提供一定的基础。最后,利用该经验表达很好地分析了某型发动机试车过程中单向阀出现的卡滞现象。

关键词：氢氧发动机单向阀间隙卡滞温度和力