船舶主推进系统故障预测与健康管理设计

随着装备系统复杂性、综合化、智能化程度的不断增加,其可靠性、维修性、测试性,保障性、安全性以及寿命周期费用的问题越来越受到人们的重视,为故障预测与健康管理(PHM)技术的产生发展提供了契机。本文首先简要介绍了PHM的内涵、功能及结构。在此基础上,以船舶主推进系统为研究对象,从体系结构、应用功能组成两个方面开展船舶主推进系统的PHM初步设计。最后,重点针对其中的设备健康检查模块,从工作原理、模块组成及功能实现流程等方面进行了详细设计。     

考虑预测与健康管理的民机维修成本效益仿真评估方法

航空维修是飞机运营支持的重要工作之一，是航空公司保障安全飞行和控制运营成本的关键途径。目前应用实时故障预测与健康管理（Prognostic and health management，PHM）于航空维修领域还处于研究阶段，缺少工程实践数据和案例。针对缺乏应用PHM技术的飞机维修相关验证与评估数据的问题，本文基于PHM的维修模式概念，建立PHM维修模式下的计划维修优化、非计划维修可控和PHM错误影响分析模型。借助计算机仿真技术，由不同的系统PHM性能参数输入，根据所建立的模型进行实施PHM前后的维修工时、维修成本和非计划维修事件数的仿真模拟计算，验证与评估基于PHM的维修模式在减少维修工时、节约维修成本和控制非计划维修事件方面的优势。选取空调系统作为验证评估对象进行了大量的仿真试验分析，在单一系统的理想状态下（即性能参数设置为最佳），基于PHM的维修模式相比于传统的预防性维修可以减少56%的维修工时，节约60%的维修成本，并且避免了88%的非计划维修事件。     

民机PHM预测维修模式在空调系统的应用

针对故障预测与健康管理（Prognostic and health management, PHM）技术在民机维修工程中的应用问题,探讨了基于PHM的预测维修模式设计,提出了考虑PHM的初始维修任务分析流程以及基于PHM的预测维修模式实施方法。以B737NG空调系统为例开展验证研究,建立了基于数据驱动的空调系统PHM模型,设计了空调系统PHM维修模式,并基于历史运行数据开展了计划维修模式与预测维修模式下维修成本对比分析。研究结果表明：基于PHM的维修模式不仅可以取消部分定期检查工作,还可以通过提前监测减少非计划的维修事件,进而降低民机系统全寿命周期维修成本。成本效益分析表明：相比传统计划维修,PHM维修可降低40%以上的成本,进一步推广应用到整机其他系统将带来更大的经济效益和安全效益。     

基于CLIPS飞机液压系统故障诊断专家系统的实现

针对飞机液压系统故障多、对飞行安全造成隐患的问题,开发了基于CLIPS的飞机液压系统故障诊断的专家系统。对飞机液压系统的常见多发故障进行了收集整理,采用正向推理模式构建了专家系统的基本结构,结合故障树知识和有限元分析方法进行故障的诊断推理。运行结果表明:该专家系统对飞机液压系统故障的诊断、分析和定位效果良好。     

飞机设计中的颤振综合分析

Ｋ８教练飞机设计中的颤振分析包括数值计算、风洞试验、地面试验和飞行试验等工作，这些工作是在飞机设计和制造的不同阶段进行的，且彼此相关密不可分。文中对每一项工作作了评述。指出若仅采用其中的某一项分析或试验表明飞机的颤特性尚有不充分之处。只有将各种分析和试验结果进行相互验证、比较和修正，并进行综合分析，才能得出该飞机颤振安全的正确结论。     

飞机电气化背景下的先进航空电机系统

多电/全电飞机将机载二次能源逐步统一为电能,电推进飞机进一步将电能用于飞行动力源,飞机电气化被认为是飞机机电系统与动力系统融合的重大革新,已经成为航空技术发展的重要方向。航空电机系统是支撑飞机电气化的重要基础。文中介绍了飞机电气化的基本概念和发展现状,阐述了电气化对飞机电源与用电设备的重要影响,重点论述了航空电机系统对飞机电气化发展的重要性及其面临的研究机遇与挑战。基于此,系统分析了适应飞机电气化发展需求的先进航空发电机与电动机系统,并进一步总结了支撑先进电机系统发展的关键技术,包括新型电工材料与器件、冷却技术、多物理场耦合分析方法与集成化综合设计理念。     

专家系统技术在数据处理中的应用

本文介绍了数据处理专家系统的实现方法，讨论了系统的总体结构和功能特点，根据数据处理的特殊情况，研究了知识库、推理机及学习系统设计技术，实现了系统自动推荐数据处理最优方案和处理过程的实时检测，本系统利用Visual C 语言在Windows环境下，采用面向对象技术进行专家系统的设计与实现。     

集中式飞机外部供电架构及关键参数分析

单独式供电结构的飞机外部交流供电方案存在静变电源数量多、管理和维护困难、成本高以及使用率低等缺点。本文提出了基于 400 Hz电力系统的集中式飞机外部供电设计要求和设计方法，并对其中的关键技术进行分析，包括400 Hz电力系统的结构及功能分配、母线电压等级、配电结构和潮流分析等。以上海浦东国际机场1号航站楼的飞机外部供电为实例进行了400 Hz集中式供电系统的方案设计和 参数分析。计算和仿真结果表明基于400 Hz电力系统的集中式飞机外部供电可保证供电可靠性和电能质量，同时可以降低成本，提高供电灵活性和设备利用率。结果证明了本文所提方案的合理性。     

飞机计算机辅助设计工程概论

本文从飞机结构设计师和结构分析工程师的角度讨论了飞机计算机辅助设计工程中所包含的主要内容:CAD(Computer Aided Design)和CAA(Computer Aided Analysis)两个分部。文中给出了计算机辅助设计工程的骨架框图以及主要结构部件设计和分析的详细框图。对CAD和CAA的完整过程作了详细的介绍;对CAD和CAA软件系统应该满足的工程要求也作了详尽的描述。此外,本文还涉及到CAD、CAA工作过程中的数据文件、图形文件的计算机传输等问题。有关计算机辅助设计工程(CADE)完整软件系统所包含的数据库及数据库技术,工程管理及软件,标准库等都应有专文讨论。     

运输类飞机结构腐蚀位置和腐蚀型式研究

本文基于典型腐蚀环境下某成熟机型服役期间的结构腐蚀历史数据,对运输类飞机结构的腐蚀区域、腐蚀位置和腐蚀型式进行了统计分析,明确了机身区域和飞机结构连接部位贴合面的腐蚀普遍性,确定了飞机结构贴合面区域和非贴合面区域的腐蚀型式。根据腐蚀基本原理,从运输类飞机结构的材料种类、表面保护、结构贴合面防腐蚀缺陷以及环境因素几个方面,进一步对结构腐蚀原因和腐蚀规律进行了分析,解释了运输类飞机结构的腐蚀位置和腐蚀型式分布特点。     

诱导轮有限元分析与应用

采用有限元软件建立诱导轮的有限元模型,通过模态试验对其进行修正与验证;对诱导轮进行应力分析与疲劳分析,为故障分析与结构改进提供依据。     

某大跨径轻型钢结构强度分析

本文以广西北海机场航站楼这一大跨径轻钢结构为例，提出一种较为方便的方法解决整体结构及局部结构的强度问题。研究表明，该方法简单易行；为保证整个结构的安全，对于存在截面突变的节点(或区域)进行局部分析是非常必要的。     

晶闸管模型及其电路的计算机仿真

对电路进行计算机辅助分析和设计,其基础是根据电路元件的模型,编制程序输入计算机进行运算。晶闸管是功率电子电路中的主要器件,所以在进行功率电子电路的计算机辅助分析和设计时,必须建立晶闸管的模型。在众多的模型中,不是简单粗糙,就是网络太大,需要在大型计算机上计算。考虑到一个晶闸管可以看成由两个三极管组合而成,而一般通用电路分析程序都含有三极管模型,所以可用电路分析程序对含有晶闸管的功率电子电路进行计算机辅助分析,且可在PC机上进行。 模型的主要参数可根据晶闸管的主要参数求出,本文对Hu—Ki模型提出的计算公式进行了初步论证。利用得到的模型,在IBM—PC上进行仿真分析,结果与试验结果基本一致。     

多体系统的通用程序SNERM

本文介绍基于子系统牛顿欧拉递推法编制的可进行多体系统运动学、动力学分析的通用程序SNERM,该程序以解机器人链系统为主程序块,通过增加各子程序块从而可处理系统中含有多自由度铰、含有运动激励、参考体具有一般运动、具有复杂的拓朴结构的复杂多体系统的动力学问题。并包含奇异值分解(SVD)子程序块,故可用SVD缩并法解约束多体系统动力学及解具有冗自由度系统运动学问题,并采用递推及程式化计算公式,适合工程应用及具有较高的计算效率,可广泛应用于航天器、机器人、车辆、机构等多体系统运动学动力学分析。文中对子系统牛顿欧拉递推法的特点作了简述,并对递推及程式化计算公式作了归纳。最后给出了两个分别是参考体具有转动及非树机构动力学分析算例。说明该程序应用方便,工程实用,可扩展性好,通用性强且计算正确。     

设计灵敏度分析的迭代模态法

在结构动态有限元数学模型修正、结构动力学修改以及结构动态设计中，灵敏度分析是十分重要的一环，往往也是主要计算工作量所在。如何在保证精确度前提下减少灵敏度分析工作量和计算时间，具有重要意义．本文提出的迭代模态法，可以大大提高特征向量对设计参数导数（模态灵敏度）的计算效率。本文还从理论上证明经典模态法和修改模态法只是迭代模态法的特殊情况。文中还给出了ＦＯＲＫ，３Ｄ－ＦＲＡＭＥ两种结构为实例的计算机仿真，并与已有两种模态方法进行比较。理论分析与计算机仿真表明，本方法不仅能充分保证特征向量灵敏度分析的精度，而且大大提高了计算速度．     

ADS-B在机场场面监视中的应用研究

本文对现有机场场面监视技术做了分析比较,给出了基于ADS-B技术的场面监视系统框架,对ADS-B的报文传输协议做了解析。研究和分析结果可以为ADS-B在场面监视中的应用提供参考。     

按双指标方法估计安全寿命时存活率与置信度的匹配

研究了双指标安全寿命估计中名义存活率p、置信水平β、子样容量n和实际存活率γ之间的定量关系，讨论了标准差σ已知和未知两种情况下p，β的合理匹配问题，并给出了匹配曲线。计算结果表明：在β和p的搭配上必须考虑子样容量n的大小；在n较小时，常规的90％、95％置信水平对于高可靠度（p≥0．999999）是不匹配的。给出了新的建议。     

运输类飞机持续适航事件根原因分析

随着国产运输类飞机的研制成功并逐步投入使用,建立国产运输类飞机持续适航事件根原因分析流程和方法的标准、规范国产运输类飞机持续适航事件根原因分析活动将有助于持续改进国产运输类飞机的设计,提高国产运输类飞机的安全水平。通过对运输类飞机持续适航事件根原因分析流程和方法进行比较分析,运用结构化的根原因分析工具对典型事故案例开展具体分析,对国产运输类飞机持续适航事件根原因分析提出建议:综合欧美成熟的根原因分析经验和国产运输类飞机的现有特点深入优化根原因分析的方法和流程;开发相应的根原因辅助分析软件优化根原因分析过程和最优纠正措施的识别。     

有效载荷／运载火箭耦合分析的频域方法

盘算尖响函数综合技术导出了用耦合频响函数和无有效载荷的运载火箭界面加速度响应表示的有效载荷／运载火箭耦合动力分析的频域方法，给出了以自由界面的运载火箭模态分数放自由界面或固定界面有效载荷模态参数构成的耦合频响函数表达式。     

飞行器设备缓冲支架设计研究

火箭在点火、发射、分离等时刻会受到冲击激励,影响箭上设备的正常工作,甚至造成设备损坏。因此,针对箭上设备进行相应的缓冲设计研究十分必要。提出了较为新颖和高效的设计思路,采用产品设计与缓冲试验仿真预示迭代进行,最终运用试验验证的设计流程,大大缩减了设计周期和设计经费;同时,首次提出采用半正弦冲击等效冲击响应谱进行冲击仿真的试验预示技术,并通过试验验证了该仿真技术的有效性。形成的设计思路和设计流程对产品设计具有较高的经济效益和社会价值。