冲击、振动数据的统计方法及概率标准的讨论

飞行器冲击、振动环境问题中的参数,一般是随机变量,必须用统计方法描述。若不用统计描述,使用试验数据或经验曲线,常常不好使用,或者标准不明,概念不清。飞行器设计力求有明确的可靠性要求,相应的各个有关问题,亦要用统计描述,要有明确的合理的概率统计标准。冲击、振动条件是飞行器设计的一个依据。应该使用统计方法,给出合理的冲击,振动条件。文内所讨论的内容,主要针对冲击问题。综述已有的研究成果,分析、整理部分试验数据。在此基础上建议:冲击、振动条件应区分使用条件与设计条件,改变过去单一标准的条件。对于符合正态分布的量,统计样本数较少时,如少于4,使用条件取95％概率50％置信的单边容许上限x_L,设计条件的值x_H和x_L之间的关系用可靠性安全系数f_R联系,即x_H=f_Rx_L。     

焊缝对圆筒轴压稳定性的影响

焊接结构在运载火箭结构设计中应用十分广泛。随着我国宇航事业的发展,焊接工艺质量有很大提高。但是,由于焊接接头的存在和焊接时加热的影响,焊接结构焊缝附近的材料强度有一定削弱。在结构设计和强度计算中,这种削弱一般以焊接系数表示。如LF6材料σ_b的焊接系数为0.7-0.8,σ_(0.2)的焊接系数为0.5-0.6,带加强高的试片比不带加强高的焊接系数稍高。试验还表明,在正常焊接(自动钨极氩弧焊)条件下,材料厚度2mm时,热影响区宽度约为30mm;厚度8mm时,热影响区宽度约为60mm。焊接工艺除使材料强度降低外,还造成焊缝附近严重的几     

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。     

螺栓根部裂纹的弱磁检测技术研究

传统无损检测方法很难解决火电厂高温螺栓根部裂纹的在役检测问题。本文应用弱磁检测技术采用中孔穿过法对火电厂高温螺栓根部的预制人工裂纹进行检测,计算检测磁信号梯度值,并运用概率统计中3σ法判断裂纹缺陷。结果表明:对于内外径差值达34 mm的高温螺栓,高精度测磁传感器对其根部裂纹有较好的检测效果,验证了弱磁检测技术在高温螺栓根部裂纹在役检测中的可行性。     

某系列导弹爆炸冲击环境统计

对爆炸冲击环境的产生、特点及危害、统计的必要性以及国内外相关标准进行了概述,介绍了主要的两种估计方法。对某系列导弹爆炸冲击环境统计,给出了谱数量足够大和不足够大时的统计结果,并对比了无参数上限统计和对数正态分布假设统计两种方法估计的结果,指出P95/50值用于验收试验的最高期望环境谱值更合理。结合我国航天型号的技术现状和发展要求,以及爆炸冲击试验一般是不可逆的特点,建议对现有的爆炸冲击环境数据建立数据库。     

OCr17Ni7Al和OCr17Ni7MoAl沉淀硬化不锈钢的工艺研究和应用

本文简要介绍OCr17Ni7A1和OCr17Ni7MoA1的深拉伸成形、机械加工、焊接和热处理等工艺研究成果。热处理控制基体和焊接试样的抗拉强度δb=115±10kgf/mm~2、延伸率δ_5≥10％、冲击值α_K≥4kgf-m/cm~2、焊缝弯曲角α_ω≥40°、滚焊试片拉力P≥800kgf/cm~2,结果使产品的液压试验、气密试验、疲劳试验和爆破试验性能均超过设计指标,成功地通过了点火试验和飞行试验。     

具有缺陷的薄壁结构故障分析

本文对具有缺陷(裂纹)的中低强度铜的薄壁结构,如焊接板件、压力容器等,进行了故障分析,并提供计算方法,最后以数值例子进行了失效概率的定量计算。     

爆炸消除铸造锡青铜焊接残余应力的实验研究

本文研究爆炸消除铸造锡青铜的焊接残余应力的方法。过去爆炸消除焊接残余应力的研究成果,多是研究钢件或钢结构,使用雷管和普通炸药。本文给出铸造锡青铜的焊接残余应力分布。爆炸处理时,爆炸用药由硝酸银和乙炔气制成,可在现场配制,引爆不用雷管,采用光引爆。如此,减少火工品运输困难。实验结果表明,焊接残余应力可达σ=150MPa。爆炸处理后,残余应力σ<30MPa。该方法对大型结构使用方便、经济,消除残余应力效果好。     

基于概率浮动的战术导弹载荷设计方法研究

为了保证导弹飞行载荷设计工况的同时性和覆盖性要求,针对现有方法在这两点上不能完全满足的缺点,在使用载荷概率设计的大思路下,本文提出了基于概率浮动的导弹载荷设计工况挑选方法。采用浮动概率值,在弹道筛选工况点附近增加计算工况,弥补了由于弹道专业和载荷专业输入不一致而导致的载荷计算结果覆盖性不足的问题。通过算例分析对比,得出本文方法在过载计算值上对不同输入计算后的过载工况覆盖性超过75%,弯矩载荷计算最大值可以覆盖设计要求。     

某型飞机局部机身结构可靠性分析

阐述了利用有限元分析结果进行结构静强度可靠性分析的一种方法。利用工程上较为成熟的一次二阶矩法计算结构单元可靠度,用数值积分法求主要失效模式间的二阶共失效概率,然后采用0Ditlevse的二阶窄边界法计算结构体系的失效概率,最终计算结果与实际相吻合     

亚音速扩压器计算(二)

本文用联合积分法(UIM)计算了有关的实例,与试验值相比,结果是满意的。该方法适用于计算具有附着和较大分离附面层的低亚音速二元扩压器。为了弥补该方法未考虑气流压缩性的不足,用Bower的方法和该方法相组合,计算了具有较大分离的高亚音速二元扩压器的有关参数。用组合法计算另一种低展弦比二元单曲壁亚音速扩压器,并与试验数据作了比较。当进口M数为0.8～0.3时,C_p值的相对偏差为9.8％～7.7％。σ的相对偏差为2.58％～0.67％。组合法可用于计算确定具有最佳扩压效果的二元或轴对称亚音速扩压器的几何尺寸。     

上海虹桥机场低能见度天气过程中的气象要素特征分析

利用上海虹桥机场1986-2014年地面例行观测报告结果对机场低能见度天气下的多种气象要素特征进行了统计和分析。研究发现:虹桥机场低能见度天气下气温处于10-15℃之间的概率最高,在气温≤0℃或>20℃时基本不会有低能见度天气发生;近五年来机场低能见度天气有在"更暖"的背景环境下发生的趋势。低能见度天气下机场主导风向在近年来以偏北风和西南风为主,强度较强的低能见度天气主导风向多集中于偏北和偏南两个方向;风速为0-2 m/s的概率最大,且具有风速越小能见度数值越低的特征。机场低能见度天气下相对湿度为90%-95%的出现比率最高,随着能见度的降低相对湿度处于这一区间的概率增大,且近五年来机场发生低能见度天气的背景环境趋于"更加干燥"。     

碳/环氧对称45°斜交铺层层合板的弯曲

木文采用了应用较为广泛的Kantorovich法求解四边固支承均布载荷下的矩形层合板的弯曲问题。挠度函数中的W_i(y)的选取采用了与实验数据拟合的方法,因而挠度函数项数较少,简化了计算且有一定的精确度。但它仅适用于机械性质相近的复合材料。本文对矩形层合板作了实验验证,试验是采用全息干涉法并用千分表测量作了对比,板中心点处的最大挠度,计算与实验值偏差仅5％左右,说明该计算方法能满足工程的应用。     

硬质合金与结构钢钎焊结构低温力学性能试验

针对航天器产品恶劣工况对材料及连接方式高抗拉、抗剪强度力学性能的需求,设计试验验证了深低温至高温环境下真空钎焊与火焰钎焊试样拉伸与剪切性能：真空钎焊在-233 ℃条件下抗拉强度可达536 MPa、剪切强度可达260 MPa、-150 ℃时剪切强度300 MPa、常温剪切强度212 MPa,低温下剪切强度值更高且皆优于火焰钎焊对应温度下试样的结果。同时研究了真空钎焊工艺对合金钢40CrNiMoA材料性能的影响,真空钎焊工艺加工过程使材料本身抗拉强度下降约38%,表面硬度值下降约25%。并测量了真空钎焊试样200 ℃高温条件下抗拉强度为804 MPa,剪切强度为239 MPa。通过试验研究了不同焊接工艺对结构焊接后力学性能的影响,该试验结果对后续航天器结构设计工作具有一定的指导作用。     

关于求解不定型决策问题的等概率法的讨论

为了寻找求解不定型决策问题中评价最优方案的客观标准,本文用统计试验的方法研究了在各种可能的自然状态下选择最优方案的结果。发现益损值矩阵和最优方案之间存在着内在的统计规律。研究结果表明:益损值矩阵中,每个行动方案在不用自然状态下各益损值的总和,代表该方案在各种可能的自然状态概率分布情况下被选为最优方案的概率指标。 根据统计研究的结果,本文提出了方案益损值总和及方案益损值极差两个指标来评价各方案优劣及类型的综合方法。文中详细介绍了这种方法的实施细则。     

实心/空心杆结构的损伤容限与疲劳寿命估算

对飞机辅助动力装置的支撑杆(实心和空心)的损伤容限进行了研究.该研究探索一旦支撑杆损伤出现微小裂纹,飞机是否还能够安全着陆.首先,计算了两种可能用作支杆结构的裂纹应力强度因子KI,并提出了等应力强度因子的计算模型iso-KI,该模型避免使用材料参数,采用有限元法计算裂纹.然后,将问题进行了参数化,对于不同的材料、内外径比(Din/Dout)及外部裂纹扩展角(θ),得到了通用的应力强度因子KI与裂纹尺寸的关系.最后,用面向对象编程方法,将计算结果集成到程序中,在有统计载荷谱的情况下,可以估算出支撑杆的损伤容限寿命.     

含低能量冲击损伤碳纤维层合板剩余压缩强度分析

T700/DS1202碳纤维层合板是一种目前在国内无人机领域广泛使用的复合材料.在对T700/DS1202碳纤维层合板冲击损伤及压缩后的损伤扩展情况试验检测的基础上,分析了含低能量冲击损伤层合板在压缩载荷下的破坏机理,并采用有限元法进行了模拟.结果表明,15J是冲击损伤的门槛值,当冲击能量大于等于该值时,层合板剩余压缩强度降至90％以下;压缩时冲击损伤处分层,并从心部扩展至边缘,造成层合板最终失效.     

广汉WAFS数值预报资料再分析研究

本文结合广汉地方气候特点。对WAFS数值预报资料进行整理、诊断,转换GRIB数据,并根据WAFS资料计算了露点温度的预报值,由此得出一些预报产品,如降水预报、形势场预报、K指数、假相当位温、结冰指数等。在实际工作中,使用WAFS预报产品多次准确预报了广汉机场的大风、降水等重要天气过程。同时,也发现WAFS资料在强度预报和长期预报中的不足。     

塑性应力集中计算方法的探索

在结构设计计算时,常常得出某些应力集中部位的应力大于σ_B的情况。但是结构并不破坏,说明计算中有问题。一般都是因为应力集中部位很早就进入塑性了,进入塑性后的应力计算和弹性计算应该不同,但却在计算时没有给予区别。我们在华东化工学院凌容教授悉心指导下,对LD10CS等铝材进入塑性后的应力应变进行了研究,找出了滑移规律表达式,并对中心并有椭圆孔的拉伸板进行了理论计算和试验测定,初步证明理论和试验一致。     

极小子样的结构可靠性问题

在可靠性工程中解决极小子样问题的一个切实可行的方法是扩大子样的统计信息。为此,本文提出将同类母体变换为同一母体的工程统计方法和利用台劳级数展开计算多元随机变量矩的强度因素综合法。这样就可把同类结构的强度信息或决定结构强度的诸因素信息,加以综合利用。数值例表明这些方法很有效。