地外人工光合成装置研制与试验

原位资源利用技术是地外生命保障体系构建、实现人类地外生存的有效途径，是载人深空探索的核心技术。基于微通道技术的人工光合成反应器，采用流动反应器设计，用于低微重力等特殊环境条件下模拟人工光合作用，实现CO２向O２和含碳燃料的转化。微通道芯片通过气液剪切作用力使气体反应产物快速脱离电极表面并随反应介质排出反应器，理论上可以克服微重力条件对反应过程的影响，尚需进行微重力试验进行验证。同时，微通道结构可以通过精确控制反应气液的压力、流速、流量比等反应条件，获得优化的反应条件。通过地面试验，验证了该反应器将CO２还原为O２和含碳化合物的功能可行性。以Au和Ir/C作为阴极和阳极材料，3V电压条件下，O２产率可达11.74mL/h。此外，基于人工光合成反应器搭建了集反应模块、控制模块、流路驱动模块以及检测模块等于一体的地外人工光合成装置，形成原位反应、介质供给、精确控制、在线收集和检测等功能一体化的系统，并实现CO２有效转换和O２供给。为后续技术成熟度更高的反应装置研制、高产物选择性的含碳化合物转化以及人工光合成反应装置在轨试验奠定了理论和实践基础。     

正交铺设陶瓷基复合材料基体裂纹演化研究(英文)

采用能量平衡法对正交铺设陶瓷基复合材料在单轴拉伸载荷作用下的基体裂纹演化进行了研究。在拉伸载荷的作用下,正交铺设陶瓷基复合材料有5种开裂模式。开裂模式3包括横向开裂、基体开裂和纤维/基体界面脱粘;开裂模式5只包括基体开裂和纤维/基体界面脱粘。本文得到了两条横向裂纹之间出现开裂模式3和5的初始基体开裂应力;并得到了开裂模式3多裂纹演化的初始基体开裂应力。讨论了铺层厚度、纤维体积含量、纤维/基体界面剪应力和界面脱粘能对基体开裂应力和基体裂纹演化的影响。结果表明,对于SiC/CAS材料而言,两条横向裂纹之间首先出现开裂模式3。     

基于着色Petri网的维修作业建模与人机工效分析

基于着色Petri网和CPN Tools平台,研究了维修作业过程的建模方法,提出了维修作业过程建模方法与步骤,采用模特法计算每一步操作所需时间值,采用人体动作代谢能耗预测模型计算每个操作的能耗值,实现了维修作业建模与仿真、作业序列的控制以及维修人员工作负荷和工作时间的定量计算。以A320飞机前起落架轮胎拆卸作业为例,采用CPN Tools软件进行了维修作业建模和仿真模拟,验证了模型和方法的可行性与有效性。该方法引入了传统维修作业模型中没有涉及的人机工效因素,能够有效评价维修人员的作业舒适性。     

地铁站台人员疏散时间计算分析

依据《地铁设计规范》(GB 50157-2003)和《有轨列车和乘客轨道系统标准》(NFPA130-2007)以及性能化消防设计中人员疏散时间确定的准则,以某中庭式地铁车站站台人员疏散问题为例,分别按照规范和数值模拟两种方式对人员疏散时间进行了计算.对比分析不同规范、不同疏散模拟软件计算结果,讨论了性能化设计方法中采用疏散模拟软件计算RSET(疏散所需时间)的安全性;定量分析了该地铁车站楼梯设计的安全裕量以及紧急情况下应用自动扶梯实施人员疏散的必要性;研究结果可以为其他地铁车站的性能化设计提供参考.     

协同侦察系统增加猝发探测功能的定位技术

协同侦察系统增加猝发式有源探测功能，使系统既具隐蔽性又可精确定位，是一个值得研究的问题。分析对远距离目标的多平台协同侦察定位和单站猝发式有源定位的定位误差分布特点，提出了协同侦察增加猝发式有源探测的综合探测体制，描述了系统工作流程，给出了协同侦察增加猝发探测的最大似然定位算法，仿真分析了定位性能。仿真结果表明，多平台协同侦察系统有较高的切向定位精度，猝发式有源定位有较高的径向定位精度，综合定位能将二者定位性能进行优势互补，一定程度上提高定位精度。     

引入材料参数的弯管中性层偏移解析模型

中性层偏移是表征管材弯曲内外侧不均匀变形程度的关键参数。基于弯管截面力矩平衡条件,建立了引入材料参数的管材弯曲变形中性层偏移解析模型,针对管材数控绕弯和压弯过程对所建模型从多个方面进行了评估,研究了不同几何和材料等管材本征参数下的管材弯曲中性层偏移规律。结果表明:应用于TA18钛管数控绕弯,发现所建解析模型与已有解析方法预测精度相当,但能考虑材料参数影响,且相较于有限元模拟,本文解析模型更接近实验结果;应用于A6063铝合金管和AZ31镁合金管压弯过程,并与Hasegawa解析方法相较,发现本文解析模型能够准确预测拉压不对称对压弯中性层偏移的影响;弯曲半径减小,弯管直径增大,中性层向弯曲内侧移动;拉压屈服强度比减小,厚向异性指数增大,中性层向弯曲内侧移动。     

复合材料用混纤纱的结构与浸渍性能研究

利用达西定律分析了混纤纱结构对其体浸渍性能的影响，并分析了增强纤维／热塑性纤维并列纱，理想混纤纱，一般混纤纱的基体浸渍特征，增强纤的膨松以及增强纤维／热塑性纤维的良好混合度有利于基体的浸渍，复合材料的弯曲性能提高。     

民用飞机运行风险评估方法

对民用飞机进行风险评估是十分必要的,为了降低民用飞机的运行风险,通过分析民用飞机运行风险研究现状,对于单机,给出故障模式影响分析方法(FMEA)和故障树分析方法(FTA)相结合的单机风险评估方法;对于机队,首先,通过维修计划,利用民用飞机历史运行数据估算风险暴露次数;然后,在浴盆曲线的偶然失效期和耗损失效期分别建立风险计算模型和未纠正机队风险分析方法,并通过实际算例,获得机队风险变化趋势及面临的风险值.对上述方法进行分析归纳,给出了三种降低运行风险的改进方向,有效降低了民用飞机的运行风险.     

国产CCF300碳纤维及其NCF织物的性能

为牵引和推动国产碳纤维及其织物在复合材料液体成型技术中的进一步应用,对国产CCF300碳纤维表面特性、CCF300 45°/-45°和CCF300 0°/90°两种非屈曲经编织物(NCF)的编织工艺性、铺覆变形性以及NCF织物增强复合材料的力学性能进行了系统表征。研究结果表明:国产CCF300碳纤维表面物化活性较高;CCF300 0°/90°编织织物的编织工艺更稳定;NCF织物增强复合材料具有与单向织物增强复合材料相当的力学性能,同时兼具良好的结构稳定性、铺覆性和成型性,具备成为复杂形状预成型体的可行性。     

复合材料机械连接层合板孔边应力集中研究

为在设计复合材料机械连接时有据可循，采用有限元分析方法，对复合材料机械连接层合板进行分析，给出正交异性带孔板相对边距H／d以及相对宽度d／B对孔边应力集中的影响，结果表明：H／d及d／B对孔边应力集中因子的影响较大；随H／d的增加，最大环向应力集中因子Kmaxσθ减小，而径向最大应力与挤压应力比Krd变化不大；当复合材料板的宽度减小时，环向最大应力与挤压应力比Kσd增大，而Krd几乎不会随d／B的改变而改变，但径向应力的分布会因孔外形的变化而产生明显的差异。为复合材料机械连接设计提供了一定的参考。