保险阀导向杆断裂故障分析及结构改进

应用疲劳寿命理论计算、有限元静/动强度分析及故障件失效分析等方法,对保险阀导向杆断裂问题进行机理分析,结果表明：保险阀导向杆断裂故障为导向杆设计动强度不足,导致导向杆双向弯曲应力集中区疲劳断裂。依据分析结果对保险阀结构进行了改进,改进结构的分析及试验结果,验证了改进措施有效,同时也证明了分析方法的正确性和可靠性。分析方法对结构件动强度及疲劳寿命分析具有一定的参考价值。     

汽车运输模拟

运输试验是产品环境试验项目之一。本文介绍汽车运输振动环境的试验室模拟方案. 试验室模拟方案代替室外跑车试验方法,节省了人力、物力,缩短了试验周期,有利于实现试验技禾自动化、现代化。运输颠簸振动,对产品起着直接损伤的作用。为了保证产品可靠使用,要求采取简便的试验方法,使试验室内运输模拟试验能正确地等效使用环境。在1967年我们开始进行汽车运输模拟试验课题的研究工作,先后完成汽车运输环境模拟(对时间1:1)方案和汽     

保险阀连通管疲劳断裂分析及结构改进

应用疲劳分析理论以及有限元失效分析方法,对保险阀疲劳断裂问题进行机理分析,结果表明振动环境下连通管受双向弯曲应力影响,连通管焊接根部存在明显的应力集中,容易发生疲劳破坏。依据分析结果对连通管采取了支架/卡箍固定并改善连通管走向的改进措施,对改进结构保险阀连通管进行微应变及振动疲劳寿命测试,试验结果表明改进结构改善了连通管应力分布,连通管疲劳寿命提高了3倍以上。试验结果也验证了分析方法的正确性和可靠性,本文分析及试验方法对结构件动强度及疲劳寿命的设计和验证具有一定的参考价值。     

冲压空气涡轮系统结构协同优化

针对冲压空气涡轮系统,首先分析了结构在贮存场景和工作场景下的载荷工况,然后对各工况下的约束进行数学建模。基于敏感性分析方法发现,冲压空气涡轮结构方案设计中的关键设计变量包括支撑臂、收放作动器、舱门连杆的内外径以及它们之间的连接点位置。之后,建立了冲压空气涡轮系统结构的动态松弛协同优化模型。该优化模型中,首先针对贮存场景和工作场景分别进行考虑多工况约束的结构优化,然后在系统级借助动态松弛因子进行优化变量的协调。最终,本文在Isight多学科设计优化软件中实现相关仿真分析、工具集成和优化求解。基于动态松弛的协同优化方法,本文将冲压空气涡轮的结构重量优化至初始重量的87%,优化效果显著。     

某发动机推力室内壁鼓起原因分析研究

针对某发动机推力室内壁鼓起烧蚀断裂问题,截取了推力室喉部区域进行三维的有限元建模分析,分别用静力分析以及动态响应分析计算了结构在压力及温度载荷作用下的塑性变形情况;同时计算了结构在高温阶段的稳态蠕变以及加速蠕变的蠕变变形。计算发现结构在喉部上游发生了塑性变形,引起内壁鼓起,但未超过其延伸率,而在加速蠕变阶段会产生很大的蠕变变形,导致了结构的断裂发生,计算预测的位置及形状和实际情况基本一致。     

电磁阀密封件断裂失效分析及改进

应用宏观形貌分析、微观形貌分析和有限元仿真分析方法,对电磁阀动密封件断裂问题进行失效机理分析。研究结果表明:电磁阀动密封件无有效支撑,在高压下受到过大应力导致密封件疲劳断裂。依据分析结果对密封件提出了改进措施,可有效提高电磁阀产品使用的可靠性。     

火箭支架的有限元分析与优化设计

拓扑优化是一种根据载荷、约束及优化目标寻求结构材料最佳分配的优化方法,既可以用于全新产品的概念设计,也可用于已有产品的设计改进.以某火箭支架为例,进行了有限元仿真分析,并与试验结果进行了对比分析,验证了仿真分析方法的正确性,然后在已有支架的基础上,在设计接口框架下的优化空间内,实施以支架应力水平为约束条件的拓扑优化分析...     

基于结构拓扑优化的惯组基座轻量化设计

拓扑优化是一种根据载荷、约束及优化目标寻求结构材料最佳分配的优化方法,既可以用于全新产品的概念设计,也可用于已有产品的设计改进。在设计接口框架下,以惯组基座的初始结构为基础,实施以频率为约束条件的拓扑优化分析;参考优化后的最优拓扑并结合工艺要求,确定惯组基座设计方案并进行验算,实现惯组基座的轻量化设计。     

基于线弹簧模型的焊接结构断裂可靠性分析

将表面裂纹断裂分析的线弹簧模型法与重要抽样法相结合,提出了一种可进行焊接结构断裂可靠性分析的新方法.采用该方法对典型焊接平板的断裂可靠性进行了分析,分析过程中考虑了材料特性、外载荷、焊接残余应力、裂纹尺寸等参数的不确定性,给出了结构的失效概率以及各随机变量的可靠性灵敏度,算例表明,断裂韧度KIC对结构可靠性影响最大,外...     

中国航空器颠簸报告分析

本文通过统计中国2010年12月-2017年10月的航空器颠簸报告,分析和归纳了中国航空器颠簸报告量的逐年变化趋势并与我国航班量特点进行了简要对比;将各地区航空器颠簸报告量占比与航班量占比进行对比,分析各地区差异的原因;对航空器颠簸报告出现的时间、高度、月份以及颠簸产生的原因进行了分析和总结。     

保险阀膜盒疲劳断裂分析及结构改进

应用疲劳分析理论以及有限元失效分析方法,对保险阀膜盒疲劳断裂问题进行机理分析,结果表明振动环境下膜盒受双向弯曲应力影响,膜盒内焊缝存在明显的应力集中,容易发生疲劳破坏。依据分析结果对膜盒采取了增大初始压缩量的改进措施,对改进结构保险阀膜盒进行振动疲劳寿命测试,试验结果表明改进结构膜盒疲劳寿命提高了3倍以上,试验结果也验证了分析方法的正确性和可靠性。     

吊带非正常断裂的故障分析与优化措施

以某项目研制过程中,减速伞提前分离故障为切入点,探讨了吊带在非正常位置受力导致的吊带断裂问题。根据相关视频资料及落地现场的检查情况,以及采集到的测试数据,对故障机理进行了全面分析,并结合减速伞下吊带静态拉伸试验及动态冲击试验结果,借鉴国内外吊带系统的相关设计经验,提出了从工作程序、结构及强度3方面采取措施,解决吊带在非正常位置受力导致的吊带断裂问题。     

鲁棒设计及其可靠性(英文)

讨论了鲁棒设计与可靠性工程的基本关系。可靠性分为失效和性能衰减两种情况。本文仔细论证了鲁棒设计的三种方法：系统设计、参数设计和误差设计。它们均可在不同层面上对产品可靠性进行改进,故将可靠性方法与鲁棒设计方法相结合使用后,可以提高产品的质量和可靠性。     

基于遗传算法与DSM的产品结构分解聚类方法

产品结构的分解聚类在产品开发中有着重要的地位,在用设计结构矩阵(D es ign structure m atrix,DSM)对产品结构进行建模的基础上,通过遗传算法实现了产品结构分解聚类的智能化和分解聚类结果的最优化。在算法的设计过程中开发了一种对DSM进行二维编码的方法,并给出了在二维编码基础上的多点杂交和基本变异方法。在构造适应度函数时,综合考虑了DSM模型中各元素之间的联系、聚类的数目以及各聚类中元素的数目。最后以某摩托车发动机为例,用该算法实现了产品结构DSM模型的智能化分解聚类,验证了该算法的可行性。     

飞机风挡结构抗鸟撞动响应数值模拟

建立了包括玻璃骨架、弧框和垫片在内的飞机风挡结构抗鸟撞动响应分析三维有限元模型,建立了风挡材料的破坏准则,利用非线性有限元分析程序LS-DYNA模拟了风挡结构的抗鸟撞动响应过程,结果表明玻璃骨架和弧框对鸟撞后其结构特征参数的影响较大。利用区间逐次分半法,确定了风挡结构的安全临界速度和弧框开始屈服的临界速度,模拟结果为该风挡的改进和鸟撞试验提供了依据。     

Nomex蜂窝芯静态压缩屈曲与后屈曲分析

基于自动铺丝工艺,为获得良好的蜂窝夹层结构自动铺放成型质量,建立了Nomex蜂窝芯在压辊压力下的屈曲、后屈曲和破坏整个失效过程的数值分析方法。采用线性屈曲分析法(特征值分析法)对蜂窝单元进行屈曲分析,得到一阶屈曲模态、屈曲特征值及屈曲载荷;引入初始结构几何缺陷,采用非线性屈曲分析法(弧长法)对Nomex蜂窝单元后屈曲行为进行分析,输出参考点RP-1的载荷-位移曲线,得到弧长法计算的屈曲载荷以及极限载荷值。通过对比试验结果与两种屈曲分析法得到:对于分析临界屈曲载荷,特征值法较弧长法更精确;而弧长法可以更好模拟结构的后屈曲行为,计算结果与试验数据基本吻合,为Nomex蜂窝夹心结构自动铺放成型过程中铺放压力的选取提供参考。     

气动加注阀阀杆断裂机理研究

研究了运载火箭用气动加注阀阀杆断裂机理。采用ABAQUS建立了阀门静态和冲击强度分析模型,分别得到了静态和冲击破坏模式,分析结果经过了试验验证。提出了结构改进措施,并进行了验证。     

中国地区近十年颠簸类航空器空中报告统计

本文选取2011-2018年中国地区总计11 137份颠簸类话音方式航空器空中报告(PIREPs)进行统计。研究发现,中国地区PIREPs年平均份数在冬季最多、夏季最少,其中峰值出现在2月、谷值出现在7月。所有PIREPs中,中度颠簸和严重颠簸占比较大(合计超过95%),两者之间的比例为1.8:1。就颠簸报告高度而言,高高度(6 000 m)、中高度(3 000、≤6 000 m)、低高度(≤3 000 m)比例为3.8:1.5:1。以我国民航业区域划分方式为标准,华北地区颠簸类PIREPs最多,其次为中南地区;西北和东北地区最少。PIREPs中各强度、高度颠簸的发生比例也具有一定年际变化趋势,其中中度颠簸占比逐渐下降、严重颠簸占比逐渐上升;2014年前高高度颠簸占比上升、中高度和低高度颠簸占比下降,2016年后高高度和中高度颠簸占比的年际趋势出现逆转。     

结构多目标模糊优化设计

在传统结构优化设计的基础上。首次考虑疲劳断裂因素的影响,建立了以结构的静强度、疲劳、断裂、振动性能为模糊约束条件,以结构重量、疲劳寿命和断裂寿命为多个目标的结构多目标模糊优化设计模型。以此模型对一双梁式平直机翼进行了优化设计,设计结果表明：模糊多目标优化设计得到了比确定性多目标优化设计更小的翼梁总截面积;模糊优化设计放宽了对约束条件的限制,材料得到了更加有效的利用。     

CFD辅助高涵道比发动机短舱设计方法研究

随着航空宇航技术的研究及应用不断发展,进气道作为高速飞行器的重要组成部分,其性能对高速飞行影响显著。首先建立进气道三维数值计算模型,运用计算流体动力学理论(CFD)计算方法,研究了总压恢复系数随攻角、侧滑角和马赫数等不同工况的变化情况,进而研究各工况下进气道性能,为进气道性能优化、评价和再设计提供了方法和依据。