往复节流式正脉冲发生器性能分析CSCD

在石油开采与钻探领域,脉冲发生器作为旋转导向系统井下信号传输系统的重要组成部分,提高压力脉冲幅值有助于提升旋转导向系列产品的市场竞争力。为了揭示其工作原理及提高压力脉冲幅值,基于计算流体动力学,利用用户自定义函数(UDF)、动网格技术、非牛顿流体模型,借助Fluent平台对往复节流式正脉冲发生器进行了动态数值实验。利用离散形式的动量方程将主阀体与电磁阀的被动运动转变为主动运动,选择适用于k-ε湍流模型的赫-巴非牛顿流体本构方程描述泥浆,提高了计算的收敛性与运动的可控性。基于非牛顿流体的流固耦合方法,更真实地模拟了脉冲器在井下工作过程。结果表明限流环内径越小或入口排量越大,则压力脉冲幅值与信号发生频率越大。     

基于实测数据的航空发动机转子叶尖装配间隙预测

以多级转静子装配过程为研究对象，基于空间几何变换理论及形位公差理论，提出了一种多级转子叶尖间隙预测方法。具体是将转静子系统分为转子、静子、支承等3个子系统，分别针对子系统建立装配偏差子模型，进一步将各模型进行坐标统一，以配合面的实测偏差数据作为输入量，计算同一轴向位置处的转子叶尖坐标及机匣坐标，从而计算出转子叶尖间隙。试验结果表明，采用所述间隙预测模型，可准确预测转子叶尖间隙，预测最大相对误差为11%，从而为装配质量分析提供了参考依据。     

捷联惯组空间八点减振IMU组合设计CSCD

为了研究捷联惯组空间八点减振IMU组合的力学性能及其在抑制线角耦合方面的作用,采用NX三维建模及ANSYS仿真分析工具对IMU组合的刚度、减振器的线角频率、减振性能方面进行了充分的理论验证。同时,推导出平衡机的调平原理,通过调平使IMU弹性中心与质心重合,然后对惯组进行振动试验,观察其减振性能及三向陀螺角速度输出值。结果表明,经理论分析该IMU组合模态为875.7Hz,具备足够的刚度;减振器线角频率差值在50Hz以上,具有较高的离散度。经试验验证,该IMU组合调平小于0.1mm时,减振效率不低于42%,三向陀螺角速度输出不大于11(°)/s,具有较好的力学环境适应性与极高的角速度输出特性。     

折叠翼弹簧锁紧机构动力学仿真分析

基于刚柔耦合动力学理论,对折叠翼弹簧锁紧机构展开到位瞬时的碰撞问题进行分析,采用LS-DYNA建立折叠翼的刚柔耦合动力学模型,在各构件之间建立运动副和接触关系,对折叠翼展开到位时的局部接触碰撞动力学过程进行数值模拟。本文的建模方法更准确地计算了折叠翼展开到位的动力学响应,给出了折叠翼展开到位的碰撞特性,得到碰撞过程中折叠翼的应力分布。从而为折叠翼机构的设计提供指导。     

Study of aerosol anomaly associated with large earthquakes (M>6)

We present the variation of unusual atmospheric phenomena, aerosols, to understand the preseismic irregularities for two major earthquakes in Japan. We consider aerosol optical depth and Angstrom exponent data retrieved from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) instrument onboard the Terra satellite to establish possible connections between earthquakes and the generation of aerosols. Variation of the aerosol parameters shows significant changes before the April 15, 2016, Kumamoto earthquake ($M=7.0,h=10$ km) and the November 21, 2016, Fukushima earthquake ($M=6.9$ and $h=9$ km), where M indicates the Richter magnitude and h indicates the focal depth. To identify the source of the aerosol particles, we use the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory model (HYSPLIT-4). This model uses both Lagrangian and Eulerian approaches to compute trajectories and establish a source-receptor relationship. We compute backward trajectories to check whether the aerosol generated near the epicenter is due to the preseismic processes or is transported from other areas. From our results, we conclude the fine-mode aerosols are generated in the vicinity of the epicenter, 3–7 days before the earthquakes.     

Parameter optimization for torsion spring of deployable solar array system with multiple clearance joints considering rigid–flexible coupling dynamics

In this paper, four novel evaluation indices and corresponding hierarchical optimization strategies are proposed for a deployable solar array system considering panel flexibility and joint clearance. The deployable solar array model consists of a rigid main-body, two panels and four key mechanisms, containing torsion spring mechanism, closed cable loop mechanism, latch mechanism and attitude adjustment mechanism. Rigid and flexible components are established by Nodal Coordinate Formulation and A...     

基于多尺度的空间锂离子蓄电池单体电-热耦合模型

针对高比能兼顾高功率的锂离子电池,高电极载量、高压实、低电导等特性会显著增加电池大倍率放电的产热和内部温差,传统的热试验方法无法获取电池内部温度分布。将传统热试验与仿真相结合,以能量功率兼顾型空间锂离子蓄电池单体为研究对象,建立了一维电化学与三维热双向耦合模型,获取了电池在绝热环境下不同倍率放电的电压、温度和发热功率变化,仿真结果与实验值吻合度高,分析得到单体电池大倍率放电的本征热安全区间为0～75%放电深度(DOD)。同时,计算发现随着放电倍率的增加,放电结束时电池温度最高区域由电芯内部中心位置逐渐变成正极极柱,最大温差逐渐增大,3 C时达到0.82℃。假设增加底面恒温散热,3 C放电结束的最大温差高达11.18℃。本文建立的模型不仅适用于空间锂离子蓄电池单体的研发,还适用于电池组的热仿真设计。     

空间级硅橡胶胶黏剂粘结界面改性分析

针对空间级硅橡胶与聚酰亚胺的粘结界面呈现低表面能、粘结可靠性差的现状，利用有机硅烷的润湿和键结作用对界面进行预处理，改善其粘结强度。通过FTIR、¹H-NMR和GC-MS分析，有机硅烷的主要成分中对粘结性能影响较大的是正硅酸丁酯和丙基三甲基硅氧烷，采用两种偶联剂对聚合物表面进行预处理，在聚合物间不同均相结构层通过硅烷相互扩散和互穿网络形成的分子桥可实现致密交联。力学试验表明，经有机硅烷对待粘结界面表面预处理，粘结构件的剪切强度值可达0.65 MPa；选择适当的有机硅烷作为附着力促进剂，利用其有机官能团、成膜性和交联性可提高粘结构件的可靠性。     

水下航行体舵板张开特性研究与分析

在对流固耦合仿真计算方法分析的基础上,建立起水下航行体舵板张开过程的仿真计算模型,采用该模型 对舵板张开过程的角速度、载荷以及响应等变化规律进行了研究。在水下航行体发射试验中,对舵板张开角度、舵 板应变等参数进行了测试,对测试获取的数据与仿真结果进行了对比分析,研究表明二者一致性较好,能够为水下 航行体的水弹道分析和舵板的结构设计、材料选择等提供指导。     

一种抑制微放电的宽带大功率定向耦合器设计

在卫星有效载荷系统中，3dB定向耦合器作为微波工程关键器件已得到广泛应用，而此类器件在太空真空环境中，常因真空环境下大功率工况引发的微放电效应形成谐振放电现象，影响耦合器性能与寿命，对于卫星系统日益增多的小型化及大功率需求，在器件设计时应充分考虑微放电效应并兼顾小型化要求，采用有效抑制手段以确保器件在轨稳定可靠。通过分析定向耦合器工作原理与不同结构耦合器之间的差异，阐述了真空环境下的微放电效应产生机理，针对性地采取基于奇偶模分析法的耦合线结构耦合器设计方法，选用高导热材料Rogers TC350+作为耦合器介质，利用软基板多层混压方式进行产品加工，通过仿真试验与真空环境实测，表明此类设计既具有体积小、重量轻的特点，又可有效抑制器件微放电效应，确保了耦合器的工作性能，满足卫星系统使用工况。