适用于并行工程的基于约束的CAPP模型

 提出一种在计算机集成环境下编制工艺现程的方法,以“约束”的概念体现工艺学原则和实际生产环境信息。零件的被加工表面信息直接从集成数据库中获取。通过工艺数据库得到各被加工表面的各种可能的加工活动信息。对以这些加工活动为元素的集合施加位置关系约束,采用一定算法得到零件的多个可行工艺规程。该ＣＡＰＰ方法可在产品设计由粗到细的各个阶段实现,适于并行工程环境。     

面向空管安全系统中人为因素的本体建模分析

人为因素在空管安全系统中是导致不安全事件发生的关键因素;本体作为一种概念化的明确的规范说明,是对客观存在的概念和关系的描述,本研究将本体建模引入空管安全系统中,提出了一种基于本体的提取关键因素的分析方法,对影响空管安全的关键因素——人为因素,进行了本体形式化的描述,构建了人为因素本体模型,并通过实验对不安全事件中的人为差错进行本体模型分析;通过本体建模挖掘出不安全事件内在的、隐舍的逻辑关系,从而为降低或避免不安全事件的发生提供了科学依据。     

An experimental method to obtain the hard alpha anomaly distribution for titanium alloy aeroengine disks

A probability-based damage tolerance methodology has been proposed to improve the recognition of material anomalies, especially hard alpha (TiN) anomalies for aeroengine rotor disks. A key input to this method is hard alpha anomaly distribution, which reflects the occurrence rate and size of anomalies present in the finished part material of titanium rotors. Since anomalies rarely occur naturally, an experimental method is proposed to obtain the anomaly distribution for titanium alloy aeroengine disks to reflect and equivalently replace the manufacturing development in titanium industry. In general, the anomaly distribution information can be divided into two parts: the Probability of Detection (POD) curve and the detected anomaly distribution, which contains the size and frequency data of the detected anomalies. The distribution can be established based on several appropriate assumptions and derivation steps with different confidence levels of POD curves and detected anomaly distributions. In this case, the distribution can be obtained in a relatively short time as a key input to the probability-based damage tolerance methodology. Then the Probability of Failure (POF) can be calculated, and the value is found to vary with different confidence levels. On this basis, the conservative estimated POF can be obtained in conjunction with confidence levels.     

高效气动优化设计方法

基于CFD方法开展气动外形优化设计通常计算量较大,采用离散共轭方法计算目标函数梯度,建立了高效的飞机气动优化设计系统。采用NURBS方法对翼剖面几何外形的扰动量进行参数化,避免了对原始外形的拟合,建立了基于NURBS方法的机翼剖面参数化方法。在复杂外形的优化设计中,动网格方法是关键技术之一,采用无限插值方法生成变形后的网格,并提出采用无限插值方法处理部件之间相贯线发生变化的情况。最后开展了翼身组合体+吊舱+挂架等复杂外形的优化设计,成功地减小了阻力,证明了方法的有效性。     

多相多孔材料/结构的集成优化设计

采用均匀化方法,以宏观结构柔顺度为优化目标,开展了多相多孔材料/结构的集成优化设计。借鉴仿生思想,提出两尺度材料/结构构成模型,归纳出微结构精细设计的选择判据。结合伪密度法和周长控制消除了多相材料分布的棋盘格。采用分层优化方法并结合算例研究了实体材料模量相对比值、材料组分变化对优化结果的影响。计算结果说明所提出的结构构成模型能有效地应用于多相多孔材料/结构的优化设计,为新型多功能材料/结构的设计拓宽了思路。     

非对称喷管流动分离的预测

非对称喷管是超燃冲压发动机和涡轮基组合循环(TBCC)发动机中特有的关键部件,在跨大马赫数范围工作时,往往在非设计点下会出现严重的流动分离。针对非对称喷管在过膨胀状态下的流动分离现象,通过试验验证二维数值计算(计算采用计算流体力学(CFD)方法)的正确性,利用数值计算样本点拟合得到了非对称喷管在过膨胀状态下的分离准则表达式,并进一步通过不同构型的非对称喷管分离的试验数据来验证该准则的准确性和普适性。研究结果表明,通过特定非对称喷管计算分离数据获得的分离准则与试验结果吻合得较好,在所进行的试验模型和条件下,两者之间的均方根误差为3.68%,更好地说明了该分离准则对非对称喷管内的分离预测具有较好的准确性,同时也跨出了其普适性证明的第1步。     

基于CAM/CNC集成的航空大型薄壁件数控加工在机刀轨调整方法

航空大型薄壁零件刚性弱,加工过程中易产生超差变形,需要对零件进行在机检测,并将检测数据反馈给CAM系统进行拟合并调整刀轨。以上过程需要在不同部门和系统间进行切换,严重影响了生产效率。针对以上问题,提出了一种基于CAM/CNC集成的航空大型薄壁件数控加工在机刀轨调整方法。建立了CAM/CNC集成框架,并构建了用于CAM/CNC间信息传递的动态特征信息模型,基于CAM系统离线生成特征理论中间状态,基于CNC系统建立特征实际中间状态检测点同理论中间状态的映射关系。通过分析理论厚度和实际厚度,确定特征中间状态的变形情况。针对变形导致特征中间状态加工余量无法包络符合公差要求的最终加工状态的情况,进行在机刀轨调整。基于所提出的方法开发的航空大型薄壁件数控加工在机刀轨调整系统在某大型航空企业得到了应用验证,可有效避免信息的反复传递,减少了工艺人员的重复劳动,提高了生产效率。     

国家数值风洞(NNW)工程中的黏性自适应笛卡尔网格方法研究进展

相比传统的结构和非结构网格,笛卡尔网格具有自动化和高质量兼顾的优势,是未来网格技术发展的重要方向。面向笛卡尔网格生成软件开发需求,依托国家数值风洞（NNW）工程,介绍了黏性自适应笛卡尔网格技术相关课题的研究工作进展,重点从网格生成技术、自适应方法、黏性物面边界处理方法等方面展开。网格生成技术方面,基于全线程树数据结构的思想,开展了叉树数据结构的优化;针对物面离散单元信息的快速检索,构建了稳定、平衡、高效的叉树式物面网格数据结构;对于网格单元类型的判断,发展了染色方法和包围盒方法以提高效率;针对大规模网格量,发展了高性能并行计算技术。自适应技术方面,发展了基于几何特征和流场解特征的自适应方法,建立了流场结构捕捉判据,并开展了三维复杂构型的应用;为了降低全局网格规模,发展了各向异性自适应方法,构建了各向异性特征识别的综合判据;发展了边界层法向射线加密技术,以减少边界层内的网格数目。物面边界处理方面,发展了重叠笛卡尔网格方法,构建了重叠网格尺度匹配技术和数据交互方法;开展了壁面函数方法在笛卡尔网格框架下的适应性应用,以放宽壁面网格尺度限制、降低边界层网格规模,并通过典型算例验证了方法的可靠性。     

A methodology for evaluating, comparing, and selecting softwaresafety and reliability standards

The regulated industries, which in the FDA's (US Food and Drug Administration) case include the manufacturers of food, cosmetics, pharmaceuticals, and medical devices, are responsible for selecting and justifying the selection and use of appropriate national and/or international consensus standards. This paper documents the results of a scientific inquiry which was undertaken to develop a methodology to evaluate and select individual standards as well as compatible sets of standards. Initially the scope was limited to software safety and reliability standards. Since then it has been expanded to other areas. It was found that six categories of criteria are important when evaluating the potential use of software safety standards: General Factors, Product Characterization, Process Characterization, Personnel Characterization, Risk Management, and Overall Standards Framework. The criteria in each of the six categories must be addressed, How they are addressed is both a technical and a policy decision. The goal should not be to try to find the “ultimate” standard because there isn't any. Rather the goal should be to select a balanced “diet” of standards based on these six categories. The methodology provides a systematic framework from which to make an objective determination about the appropriateness of using a particular standard     

自适应笛卡尔网格超声速黏性流动数值模拟

复杂外形/流场的高质量网格的生成往往需要占用大量人力资源,而自适应笛卡尔网格方法能够自动化生成高质量网格,具有很好的工程实用价值和应用前景。基于笛卡尔网格方法,采用叉树数据结构进行数据的存储和访问,分别从几何特征和流场解特征出发进行网格的自适应加密和粗化,发展了一种二维情况下自动、高效的自适应笛卡尔网格生成方法。从浸入边界方法出发,结合虚拟镜像对称方法和曲率修正技术进行黏性物面边界条件的处理,同时建立了多值点问题的处理技术,发展了一种在笛卡尔网格下可有效模拟黏性物面边界条件的方法。针对自适应笛卡尔网格非均匀的特点,发展了悬挂网格的处理方法,并构建了适用于自适应笛卡尔网格的黏性数值求解器。通过典型算例的考核,验证了所发展的自适应笛卡尔网格生成技术和构建的数值求解器具有较高的精度和可靠性。     

Determination of Spacecraft Landing Footprint for Safe Planetary Landing

A methodology is developed based on a ballistic analysis to estimate the landing footprint associated with the powered terminal descent phase of a spacecraft soft landing. The analysis is based on an idealized two-impulse thrust maneuver and leads to an analytical expression for the elliptical boundary of the landing footprint. The objective is to develop a computationally efficient method to estimate the landing footprint for use in an on-board fuzzy-logic based inference engine for real-time hazard avoidance. The inference engine combines an estimate of the landing footprint with information about the safeness of the landing terrain to construct an overall landing site quality index. The landing site quality index is a critical parameter that enables the spacecraft to make intelligent real-time decisions about landing safely on unknown and hazardous terrains. The footprint generated from the ballistic analysis is also compared with the footprint resulting from numerically integrating a representative guidance law.     

Estimating the number of signals using reference noise samples

Criteria for estimating the number of signals in the case of small-sample populations are considered. The criteria introduced by M. Wax and T. Kailath (1985) do not work well in this case. Two new criteria based on information theoretic and eigenmode composition-based criteria are proposed, assuming a known noise covariance. Simulation results show a significant improvement in the performance of estimating the number of signals in the small-sample case, by the use of the new criteria combined with an estimate of the noise covariance obtained from reference noise samples     

以持续抽象策略实现软件体系架构进化

以对传统的模型-视图-控制器(MVC)体系架构框架实施的进化过程为例,针对软件系统的体系架构模式／框架设计,识别并提出一种新的进化式设计理念体系:基于持续抽象策略的进化式设计理念体系; 并探索了以这种理念体系及其语言记录和传承软件系统设计经验及其进化能力历史的可能性。本文指出,架构方案的可抽象能力是软件架构进化能力的核心因素,决定架构方案在软件进化过程中的生存能力。新的进化式设计方法学理念体系建议以持续抽象过程作为体系架构设计的进化策略,以领导软件体系架构的进化方向,持续加强软件体系架构的可靠性、可扩展性、动态性和可复用性。还介绍了这一新的设计方法学理念体系在信号和逻辑集成工具SAL Studio1．0设计开发过程中的实践。     

压气机进气畸变诱导叶片振动数值研究

介绍了一种考察进气畸变对压气机叶片振动及结构强度影响的流固耦合分析方法。对压气机进行全周数值模拟分析进气总压畸变下转子流场的非定常响应;并结合有限元模型分析叶片模态及振动响应,通过气动模型与结构模型的不断信息迭代实现叶片振动过程的模拟。分析表明,周向总压畸变会引起叶片气动力在周向分布的不均匀及叶片应力波动,导致压气机叶片振动,对其结构稳定性产生重要影响。     

固体火箭冲压发动机补燃室的响应面法优化设计

影响固体火箭冲压发动机补燃室燃烧效率的因素很多,且各因素对燃烧效率的影响很难用精确的解析函数式来表示。采用基于正交多项式的响应面法结合数值模拟的优化方法对某实验发动机补燃室进行了设计,结果表明:这种优化方法可以减少为得到近似函数式而对补燃室流场进行计算的次数,节省计算时间,能方便地对发动机补燃室各个参数进行优化与分析。     

基于偏最小二乘回归法的飞机总工时预测模型研究

从影响军用飞机生产制造工时的众多因素中提取出24个飞机总工时影响因素,采用统计学方法结合理论分析对此24个因素进行科学筛选,筛选出飞机最大起飞重量、最大速度、爬升率、最大过载、钛铝合金比例、复合材料与铝合金比例这6个关键影响因素。考虑偏最小二乘回归(PLS)法在处理小样本多元数据方面的优势,采用PLS法对飞机总工时进行预测,预测结果表明PLS预测模型平均检验误差约为10%。该模型在实际使用过程中,只需获得飞机性能指标和材料构成等少数设计参数即可在飞机产品生产制造前对飞机生产制造总工时进行宏观预测,具有参数少、物理意义明晰、操作简单、便于使用、准确率高等特点,可为缺乏详细设计信息和生产信息的飞机研制早期方案优选、设计优化或对其进行费用分析和成本控制、固定资产投资、安排生产计划等工作提供相对准确的飞机产品工时。     

飞机结构件轮廓特征加工自动分区算法

作为飞机结构件重要组成部分,轮廓特征包含大量复杂曲面,且与工艺凸台等干涉物相连接,使得轮廓特征编程需综合考虑复杂曲面及干涉物信息,在自动编程模式下,轮廓特征编程仍严重依赖人工经验,其编程周期占结构件编程周期的40%以上,严重影响了结构件编程效率。针对该问题,提出了一种综合考虑复杂曲面及干涉物信息的轮廓特征加工自动分区方法,基于相邻轮廓面连接边属性及凸边约束原则对轮廓面进行初分区,依据干涉物信息构建虚拟边界,并基于虚拟边界对轮廓面初分区结果进行横向和纵向加工区域划分,通过对划分区域进行合并得到轮廓特征加工分区结果。根据提出的方法开发了飞机结构件轮廓特征加工自动分区系统,经过多项典型飞机结构件测试,该方法稳定可靠,可为轮廓特征加工程序编制提供支撑。     

类似系统可靠性信息在复杂系统Bayes可靠性评估中的应用

先验分布的确定是运用Bayes方法进行复杂系统可靠性评估的先决条件。本文研究了利用类似系统的可靠性信息通过加权融合确定先验分布的方法。对Weibull和指数分布模型的可靠性试验结果,给出Bayes方法可靠性计算公式。最后给出的一个实例表明,该方法计算简便、便于工程应用。      

Emitter number estimation from pulse trains using the GIC

An information theoretic criterion based approach for estimating the number of emitters from a set of interleaved pulse trains is proposed. In the approach, a new pulse signal model is formulated to handle large number of pulses. The approach is based on the application of the general information criteria (GIC) and has the advantage of not requiring any threshold setting procedures. When compared with classical information theoretic criterion based approaches, the GIC-based approach is more flexible, and it does not involve any computationally sophisticated maximum likelihood estimator. Computer simulations are used to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.