应用数学讲座(二) 第一讲 多因素试验法—正交试验法(一)〈续〉

四、试验数据的计算与分析 1.根据正交表计算试验结果这次讲座只讲具有数量指标试验的计算方法。现以发蓝试验为例,说明计算过程。发蓝试验的指标是发蓝层在硫酸铜腐蚀下露出新金属的时间。当按表7或表8进行试验后,将其结果记录在正交表的每个试验方案的后面,见表9。     

金属零件的发黑

本文叙述了金属零件发黑的机理,介绍了黑色化处理的工艺参数、工艺过程,得出了黑色化处理可以代替现有的电镀发黑和高温碱性发蓝两种工艺的结论。     

钢材料碱性化学除锡耐蚀性研究

为掌握氮化零件在发蓝溶液中进行化学除锡时零件尺寸的变化规律，消除除锡过程中零件的尺寸超差，对不同材料零件的除锡温度及时间进行了研究。试验得出，降低零件除锡温度，减少零件除锡时间，可避免零件除锡时产生过度氧化，保证零件的尺寸要求。     

钢铁氧化处理的常温配方——“H-845”

钢铁的氧化处理又称发蓝,也称发黑。传统的钢铁氧化工艺采用碱性氧化法,是在一定温度条件下在含有氧化剂(硝酸钠或亚硝酸钠)的氢氧化钠溶液中进行,氧化处理后零件表面上能生成保护性的氧化膜。一般呈黑色和蓝黑色;铸钢和含硅量较高的特殊钢由褐色到黑褐色。钢铁的氧化处理常用于机械、精密仪器、仪表、武器和日用品零件的防护装饰。“H-845”常温发黑剂是无锡大学研制     

全新的金属和镀层表面彩色转换膜研制成功

西安远东公司六车间最近研究成功一项全新的金属和镀层表面彩色转换膜工艺及技术。其特点是在一个溶液中用电解或化学方法,在除了铝和镁及其合金表面以外的金属和镀层表面均能形成彩色膜;该溶液为无铬、无害和易于控制并且常温下进行工作的溶液。 彩色膜层随着基体表面光度的提高,彩色更加鲜艳光亮。在溶液中很容易直接观察到彩色膜的生成,方便于操作者对膜层生成过程的控制。 彩色膜致密且透明度高,高温稳定性好,与基体金属的结合力好。 铸铁、钢表面的彩色膜与发蓝膜比较,在CuSO_4·5H_2O2％中性溶液作用下露铜时间大于5min。     

齿轮加工裂纹的原因分析及消除方法

我厂在对某航空发动机齿轮 (材料为 18Ｃｒ2Ｎｉ4 ＷＡ)的加工过程中 ,连续整批出现裂纹。裂纹部位为齿面、齿端面、滚道及外端面。原齿轮加工工艺流程为 :自由锻→粗车→插齿→渗碳→去碳层→热处理→研顶尖孔→磨齿顶 ,靠端面→磨齿另端面→磨齿→磨滚道→研齿两端面→检验→磁力探伤→发蓝→精磨滚道→磁力探伤→成品检验。产生裂纹的原因主要是热处理问题 ;也有工艺等方面的问题。1　产生裂纹的原因分析1.1　热处理方面从工艺安排看 ,自由锻直接进入机械加工 ,组织结构没有改善 ,自由锻本身没有进行磁粉探伤 ,锻造缺陷不易控制。自由锻…     

轮盘径向破裂转速计算方法分析及修正

分析了轮盘径向破裂转速理论计算方法及常用平均径向应力计算方法的含义及其特点.且依据理论计算方法的含义,提出了基于有限元计算结果的轮盘径向破裂转速计算修正方法.通过实例应用,证明了相对于理论方法计算结果,修正方法较常用平均径向应力方法计算精度更高,其计算精度由6.6%提高到0.5%以内,且修正方法较理论方法使用更方便、工程适用性更强.      

无线电外弹道测量设备轴系误差修正方法改进

对无线电外弹道测量设备轴系误差的性质进行分析,论述了传统轴系误差修正方法的缺点,采用坐标系转换的原理,推出了一种轴系误差的精确修正方法。对各种误差项进行分离,将传统的轴系误差修正方法改进为实时快速修正方法,并利用实际标定的误差数据,仿真计算不同修正方法的修正效果,验证了轴系误差精确修正方法的正确性,验证了实时快速修正方法的正确性和快速性。     

基本维修作业工时的数据处理

根据基本维修作业时间的统计分析特点,提出了基本维修作业工时数据的处理方法。该方法明确了维修作业工时数据采集后的筛选和补充方法,按照数理统计方法处理数据的一般流程,给出了本处理方法中的样本数据常用统计量,阐述了基本维修作业工时数据分布的确定方法,提出了基本维修作业工时的计算方法和评价原则。该方法可以显著提高数据的有效性和可信性,处理后的采样数据主要用于建立基本维修作业工时数据库,奠定数字化维修作业平台建设的基础。     

民用飞机维修手册验证方法研究

国产民用飞机维修程序存在验证方法不完善的问题,有必要对其验证方法进行研究。根据飞机维修手册技术中的程序类型和程序内容,介绍三种验证方法;在 S1000D 标准提出的书面验证和操作验证方法基础上,结合国产民用飞机的验证实践与总结,提出维修使用验证子方法和维修专项验证子方法,阐述两类子方法的适用范围;提出评估/模拟验证方法及其四类子方法,并进行实例验证。结果表明：本文提出的民用飞机维修手册验证方法有效,对飞机维修手册验证的开展具有参考意义。     

使用困难报告安全风险状态监控方法研究

基于使用困难报告(SDR)数据,参照相关标准给出了五类SDR事件严重度分类方法,提出了SDR事件的严重度度量方法、事件的发生概率计算方法和事件风险值的计算方法,在此基础上建立了SDR风险警戒值计算方法和四类SDR风险状态的确定方法,最后通过实例对此进行了验证。     

重叠网格洞面优化技术的改进与应用

针对传统割补法在壁面狭缝处网格重叠失败的问题,提出了以单元顶点状态进行洞面优化的vertex方法及以单元大小进行洞面优化的volume方法的两种改进方法。这两种方法将传统割补法中切割和填补两步搜索方法改为一步搜索方法进行重叠网格的洞面优化。通过数值试验证明:两种洞面优化方法都能很好地解决壁面狭缝网格重叠问题,网格重叠区域流场数值传递正确,计算结果与试验值吻合,优化效率高,收敛速度快。volume优化方法与vertex优化方法相比可以减少由网格大小不对等引起的数值误差,计算结果和计算精度均优于vertex优化方法。     

Kriging模型在翼型反设计中的应用研究

目前,基于Kriging代理模型的优化方法在气动优化设计中得到了广泛的应用,然而却并未能应用于气动反设计中。本文将翼型气动反设计问题转化为优化问题,利用基于Kriging模型的优化方法进行了翼型的单目标、多目标反设计,验证了Kriging模型在翼型单目标、多目标反设计中的适应性,并研究了模型加点准则对设计结果的影响;此外,将本文方法与多项式响应面模型优化方法、基于Adjoint的优化方法进行了比较,结果表明,该方法明显优于基于多项式响应面的优化方法,且与Adjoint方法相比,设计效率相当且具有更好的通用性。最后将本文方法应用于接近工程实际的在已有翼型基础上修改压力分布进行反设计,验证了本文方法的可行性。     

应用自由变形法的翼型几何外形参数化研究

对一种新的基于NURBS方法的自由变形参数化方法进行了研究,该方法继承了NURBS方法的优点并避免了其缺点。利用该方法对两副翼型分别进行了参数化和优化设计、反设计,流动控制方程为N-S方程,目标函数梯度计算方法采用了离散共轭方法。算例表明,自由变形参数化方法能够满足设计需要。     

多余度飞控计算机系统分级组合可靠性建模方法

系统可靠性是决定飞机飞控计算机系统(FCCS)体系结构选型的重要依据,可靠性建模技术(SRMT)是定量评价系统可靠性的关键。目前有可靠性框图(RBD)、故障树分析(FTA)、Markov随机过程和Petri网等多种系统可靠性建模方法,由于求解的途径不同,各种方法都具有优缺点。文章综合静态和动态系统可靠性建模方法特点,提出一种分类划分和分级组合的系统可靠性建模(HCRM)方法,并用该方法对Boe-ing777飞机非相似余度FCCS进行了可靠性建模。与传统方法比较,该方法将基于状态的可靠性建模方法和非状态可靠性建模方法进行组合,并基于系统静态和动态特性分级建模和求解,在一定程度上化解了复杂系统可靠性建模的复杂度和求解难度,使系统可靠性模型更加精细和符合实际系统。     

一种加速度计自旋修正系数标定方法

针对国军标中加速度计自旋修正系数标定方法原理和数据处理方法不明确的问题,从加速度计误差模型出发,推导了自旋修正系数的标定模型,提出了一种新的自旋修正系数标定方法及其实施步骤.不同于现有标定方法,该方法不需使用加速度计误差模型中其他系数的标定结果,也不需使用复杂的数据拟合方法.     

增广拉格朗日子集模拟优化方法

传统的工程结构优化设计方法在求解多设计变量、多约束条件的结构优化设计问题时,存在诸多不足,针对上述问题,基于增广拉格朗日约束处理方法和子集模拟优化方法发展一种新的结构优化设计方法——增广拉格朗日子集模拟优化方法(ALSSO).该方法首先利用拉格朗日乘子法处理多重约束条件,然后利用子集模拟优化方法对转化后的无约束优化问题进行求解;对罚函数因子的更新方法进行改进,以保证收敛过程的稳定性;利用两个算例对该方法的计算精度、稳健性以及计算效率进行验证,并与其他优化方法进行对比.结果表明:增广拉格朗日子集模拟优化方法具有非常优秀的寻优性能.     

先进无人机翼型气动设计方法研究

探讨了传统的优化设计方法和反设计方法在翼型设计中的应用,针对遗传算法存在计算量大、精度低的不足,以及反设计方法难以提供合理目标压力分布的难题,为提高已有气动设计方法的工程实用性,将基于遗传算法的优化方法与反设计方法结合起来进行了翼形的气动外形设计.结果表明,所采用的翼型设计方法是正确、有效的.     

机器学习方法在气动特性建模中的应用

气动数据建模是飞行性能仿真评估的基础。气动特性建模主要有机理建模方法和“黑箱”建模方法。本文对“黑箱”建模的三类机器学习方法——分类与回归树方法、浅层学习方法和深度学习方法,进行了算法说明与分析应用。将分类与回归树方法、浅层学习方法中的Kriging建模方法、RBF神经网络方法及SVM支持向量机方法分别应用于火箭气动特性建模、三角翼大迎角非定常气动特性建模、气动热试验数据融合,对这几类建模方法的优势和不足进行了比较分析。同时,将流动条件参数组成向量,再映射为图像,与翼型图像构成“合成图像”,建立了基于翼型几何图像、来流马赫数、迎角的翼型气动特性深度神经网络模型,得到了比较好的预测效果,拓展了气动特性深度学习建模方法的使用范围。     

一种局部动态数据交换方法在流固耦合分析中的应用

 准确有效的数据交换方法是流固耦合(FSI)计算的关键,为此,提出了一种局部动态的耦合界面数据交换方法,一方面避免了曲面拟合方法由于病态矩阵引起的数值不稳定性和整体插值计算量大的问题,另一方面克服了表面跟踪方法引起的表面不光顺、出现锯齿状的问题。为了验证该方法,对三维柱面和某临近空间螺旋桨及某高空气球进行了分析,并与常体积四面体(CVT)方法做了比较。结果表明该方法在数值稳定性和表面光顺性方面有很大优势,是一种适合流固耦合分析的界面数据交换方法。