航天继电器微观形貌参数与电气参数融合方法研究

航天继电器接触性能的好坏直接影响整个系统的稳定运行,为全面分析其接触性能,研究了一种融合触点表面微观粗糙度参数与宏观性能参数的方法。利用非接触式表面形貌仪扫描恒定温度应力贮存加速试验后的触点表面,建立触点组接触差平面,提出接触粗糙度参数的概念并计算这些参数。采用灰色关联度分析法分析接触电阻与多个特征参数之间的灰色关联度,以接触电阻为桥梁,根据参数之间的灰色关联度对多维特征参数进行融合,特征融合之后的参数与接触电阻参数曲线图的变化趋势基本一致。分析结果表明:该方法可对继电器微观和宏观参数进行有效融合,综合反映继电器贮存期间的接触性能情况。     

燃料电池接触电阻与温度相关性研究

研究双极板与气体扩散层接触电阻的形成机理，分析影响该接触电阻的因素，包括温度、载荷以及粗糙度等参数。通过建立数学模型以及利用仿真工具来预测接触电阻数值与变化规律，并进行金属双极板和碳纸气体扩散层的界面接触电阻测试用于模型验证，模型计算结果与实验结果吻合较好。     

滤饼生长模拟及其分形特性

基于受限扩散凝聚模型(DLA),建立纤维过滤介质表面二维滤饼的生长模型。模拟中考虑了颗粒粒径分布对滤饼孔隙结构的影响。模拟结果表明,多分散颗粒形成滤饼的孔隙率小于单分散颗粒滤饼的孔隙率;由多分散颗粒形成滤饼的无因次厚度与无因次沉积颗粒数的关系仍满足线性,且σ越大滤饼的厚度随沉积颗粒数增加越快。应用分形理论对滤饼的形态结构作定量分析。结果指出,二维滤饼的分形维数与Pe数呈递增关系,纯扩散条件下形成滤饼的分形维数D=1.8400.024,纯惯性条件下形成滤饼的分形维数D=1.9950.005。     

基于三维有限元模型的弹翼胶接结构胶层应力分析

目前对复合材料胶接修理结构中胶层的模拟多采用二维平面单元,不能有效模拟胶层在外载荷作用下的真实应力状态。考虑某飞行器弹翼修理时形成的复合材料双面胶接结构承受载荷后处于三维应力状态的情况,建立了该修理结构的三维有限元模型,计算出单向拉伸条件下胶层的剪应力,并与Hart-Smith解析解进行对比。分析结果表明三维有限元模型正确、合理。利用所建立的模型分析胶层的剪应力和剥离应力的分布特点,得出胶层破坏的失效顺序,为胶接修理结构的承载能力分析以及结构改进提供参考依据。     

橡胶"O"形密封圈结构参数和失效准则研究

利用大变形、接触的非线性有限元理论建立了某固体火箭发动机密封结构的二维轴对称模型,用有限元软件计算出该结构在工作状态下的变形和应力。通过计算可知,在橡胶“O”形密封圈与上下法兰接触的位置产生最大的接触压应力,在密封槽槽口转角位置产生最大的剪切应力。对密封性能的各结构参数进行了分析,讨论了上下法兰张开间隙、初始压缩率、密封槽槽口及槽底倒角半径、密封槽宽、密封圈材料等典型参数的影响:上下法兰张开间隙、密封圈的初始压缩率对最大接触压应力的影响较大,而密封槽槽口和槽底处倒角半径对剪切应力影响明显。三维壳体结构的有限元分析结果表明,上下法兰在内压作用下产生不均匀的张开间隙,体现了三维结构的特点。不均匀的张开间隙与二维轴对称结果对比可知,以最小间隙作为设计间隙,二维轴对称分析模型可取代三维模型来分析该结构的密封性能。最后,确定了“O”形圈密封结构的最大接触应力和剪切应力失效准则。     

基于ANSYS的J599连接器温升测试方法

应用电-热耦合三维有限元分析方法建立J599连接器的瞬态温度场模型,通过计算机仿真得出连接器端子温度和其接线端温度的关系,实现连接器端子温度的间接测量。进一步分析接触电阻对端子温升的影响,分析结果表明,单接触件的接触电阻在8mΩ时产品最高温升接近设计指标25℃。通过计算机仿真结果和试验结果的对比,证实仿真的有效性。     

基于弹塑性理论的新型接触热导模型

提出了一种新型接触热导的模型。充分考虑界面上微凸体的变形,根据微凸体变形连续的特点,分别给出了弹性、弹塑性、塑性三种变形时的接触方程。用Weierstrass-Mandelbrot分形函数描述粗糙表面轮廓曲线,并考虑了接触点的基体热阻及其界面收缩热阻,构建了分形热阻网格模型,分析了接触热导与载荷的关系,与实验数据及模型、Mikic弹性模型和Yovanovich塑性模型的预测值进行了比较。结果表明:该模型能较好地预测界面接触热导,有其合理性。     

基于图像分形的故障特征提取方法

提出了一种图像分形的故障特征提取方法。介绍了分形维数的理论计算公式,分析了计盒维数的计算方法。对现场测试的柴油机爆燃阶段振动信号波形图像和切片Wigner高阶矩谱图像进行了分形维数计算。研究结果表明柴油机缸套活塞不同磨损状态的分形维数差异明显,能够表征不同状态的特征参数。     

接触电阻对电动力缆绳离轨特性的影响

使用电动力缆绳系统离轨卫星的关键之一是缆绳系统与空间等离子体之间的相互作用,因此,有必要研究电动力缆绳系统与空间等离子体之间的接触电阻对电动力缆绳离轨特性的影响。首先针对一类电动力缆绳离轨系统分析了回路中的电阻类型,然后利用TSS-1R卫星的电流-电压关系建立了电动力缆绳离轨系统末端球形收集器与空间等离子体之间的接触电阻的计算公式,并在十三阶精确地磁场模型和国际参考电离层1990模型下,利用轨道六要素法分析了该接触电阻对卫星离轨时间、轨道高度和轨道半长轴的影响。分析和仿真结果表明对于所给电动力缆绳离轨系统和参数,接触电阻对电动力缆绳离轨特性的影响是很大的。     

基于图像分形的故障特征提取方法

提出了一种图像分形的故障特征提取方法。介绍了分形维数的理论计算公式，分析了计盒维数的计算方法。对现场测试的柴油机爆燃阶段振动信号波形图像和切片Wigner高阶矩谱图像进行了分形维数计算。研究结果表明柴油机缸套活塞不同磨损状态的分形维数差异明显，能够表征不同状态的特征参数。     

基于离散分数布朗随机场模型的景象适配性分析方法

首先阐述了在自然景象的齐次平稳高斯随机场模型下进行景象适配性分析的不足；然后建立了景象的离散分数布朗随机场模型，在小波多分辨率分析的基础上提取了分形特征；接着推导了景象的分形特征与基准子图的二维相关性之间的关系，并提出了基于分形特征的景象适配性分析方法；最后通过大量仿真试验验证了分形特征和基准图的正确匹配概率之间的关系，对于景象匹配区的选择具有一定的实用价值。     

模拟分析随机粗糙金属表面的二次电子发射特性

近年来，金属表面的二次电子发射系数（SEY）受表面形貌影响的研究得到了广泛关注。针对真空电子器件表面均为随机粗糙表面的实际情况，建立了基于二次电子发射唯象模型的随机粗糙表面SEY模拟仿真方法。以典型高斯分布型表面为例，针对表面粗糙度对SEY的影响规律进行了研究。结果表明，随机粗糙表面的SEY随初始电子入射能量变化的曲线，相比于理想光滑表面发生了右移（朝向高能端移动），且SEY与粗糙度之间不存在单调依赖关系。采用该模拟方法所得的SEY与粗糙度间的依赖规律与已报道的基于蒙特卡罗模拟方法所得规律一致，证实了该方法的合理性。     

应用DLCA模型模拟超细气溶胶粒子的凝并行为

应用分形理论的DLCA（Diffusion-Limited Aggregation）模型对超细气溶胶粒子的凝并过程进行了计算机模拟。采用回转半径法计算了凝团的分形维数。结果表明,模拟得到的粒子凝团结构与实验观测到的气溶胶粒子凝团结构相似。大量粒子先凝聚成小集团,然后再凝聚成大集团。模拟得到的凝团分形维数与实验结果吻合。     

基于PWE法的任意形状电磁晶体带隙结构分析

基于平面渡展开(PWE)法建立了分析任意形状二维方格电磁晶体带隙的教学模型.用数值分析法求解电磁晶体结构系数,并由本征方程获得了电磁晶体的带隙结构.对方形柱、复合格电磁晶体和分形电磁晶体带隙结构的分析结果表明:该法计算结果与文献一致,可用于计算任意形状的二维电磁晶体带隙结构.     

基于分形理论的辐射源识别算法

针对复杂的战场电磁环境,提出了一种新的辐射源信号识别方法,即基于分形特征的辐射源目标识别。介绍了分形的相关理论,给出了分形维数中盒维数与信息维数的计算步骤,而后采用距离函数进行判决识别。仿真结果表明提出的基于分形特征的辐射源信号识别算法能得到较高的识别率。     

一种接触热阻的数值计算方法

分别采用截锥体、圆弧形和三角形模型来模拟实际物体的接触面 ,利用DELAUNAY三角形非结构化网格离散温度场 ,并使用有限元法数值计算接触热阻。通过比较几种模型的计算结果 ,提出控制角为 30°的三角形模型有较高的精度。给出接触热阻的近似计算公式 ,并分析了表面粗糙度对接触热阻的影响 ,所得出的结论在工程实际应用上有一定的参考价值     

分形粗糙表面掠入射时的全极化指数计算

为分析经典解析法不能有效求解掠入射时粗糙表面的散射特性,用高阶微扰法计算了二维分形导体表面的后向散射系数。计算值与测量值的比较证明了高阶微扰法的有效性。对不同粗糙度下掠入射时全极化指数的研究,获得了不同入射条件下极化指数与掠入射角余切函数曲线的拟合和有效表达式,修正了前人的结论,并发现用高阶解析法可区分粗糙表面的类型。     

降落伞最小弹射分离速度的计算方法

作为气动减速装置的多级或单级降落伞系统,一般利用火工作动装置实现第一级或者单级降落伞的弹射分离,但必须确保足够的弹射分离速度才能为降落伞的充气张满创造好条件,以确保随后降落伞系统依次完成设定的工作程序。此降落伞最小弹射分离速度是降落伞系统设计的关键参数之一。文章针对降落伞弹射拉直过程的一般特点,基于一定的合理假设,介绍了两类降落伞弹射拉直过程的基本动力学模型,分别为二维平面简化模型及三维弹簧阻尼模型。利用二维平面简化模型可得出降落伞最小弹射分离速度的计算公式,利用三维弹簧阻尼模型可以进一步详细分析弹射分离速度的影响。文章给出了利用此两类模型的一个应用算例,用于对某火星进入器的单级降落伞所需弹射分离速度进行分析。基于文章的动力学模型可以对降落伞的拉直过程进行计算分析,并确定降落伞的最小弹射分离速度,从而为降落伞系统的方案设计提供参考。     

航天电连接器的振动可靠性建模

通过分析电连接器在振动应力作用下的失效机理，得出了电连接器接触寿命与振动应力之间的影响关系，建立了电连接器在振动应力作用下的失效物理方程，并进行了以随机振动应力为加速因子的恒定应力加速寿命试验，经对试验数据进行统计分析，验证了所建模型的正确性。     

电位器质量与产品部件颤抖的关系分析

分析讨论电位器的质量与产品部件发生颤抖的关系,为排除产品故障提供依据。由产品故障的再现试验和对电位器结构及工作环境的分析,认为电阻元件表面粗糙是引起产品部件发生颤抖的主要因素,当电刷在粗糙的电阻元件表面上快速运动时,触点发生弹跳和接触不良,电位器的输出电压发生掉电,导致控制电路发出不正常的控制信号,产品部件随之发生颤抖故障。通过对电位器的质量、工作过程及产品部件运动特点的分析,为排除产品故障提供了理论依据。