宽温域下柔性接头界面损伤及密封可靠性数值研究

界面失效是固体火箭发动机柔性接头的重要问题。为研究宽温域(-55℃～65℃)下柔性接头摆动过程中界面的损伤规律,基于ABAQUS 6.14建立了柔性接头的三维非线性有限元分析模型,并采用内聚力模型作为粘接界面的本构模型,获得了界面的损伤参数。此外,结合界面间的接触应力,提出了一种计算柔性接头密封可靠度的方法。结果表明,宽温域下粘接界面与丁异戊橡胶的力学性能随温度的升高而逐渐下降,说明柔性接头在高温段更容易发生失效;并且确认了柔性接头密封可靠度与界面损伤间成反比关系,宽温域下随着温度升高,柔性接头损伤程度先缓慢增大,-40℃后出现迅速增加,而柔性接头密封可靠度先呈线性下降趋势,20℃后下降趋势放缓,-55℃时柔性接头密封可靠度最大。     

宽温域柔性接头弹性件本构模型适用性研究

针对宽温域丁异戊橡胶弹性件开展了-55、-40、20、65℃下的单轴拉伸试验与剪切试验,研究其在不同温度下本构模型的适用性,验证了本构模型由一种变形对其他变形的预测能力,在此基础上采用有限元方法分析了各模型的计算误差,确定了丁异戊橡胶在不同温度不同应变下所适用的本构模型。结果表明,阶数越高的本构模型预测能力越差,低阶的Neo-Hookean模型预测能力最好,同时在丁异戊橡胶弹性件的有限元计算中,-55～20℃本构模型采用Yeoh模型与三阶五项式模型最好,20～65℃采用Yeoh模型计算精度最高。     

高压下喷管柔性接头摆动力矩数值分析

为了研究柔性接头摆动力矩随容压的增加而减小的内在原因,建立某型号柔性接头三维有限元模型,利用\"三阶五项式\"超弹本构模型表征弹性件橡胶材料的本构关系,数值模拟柔性接头在不同容压下的摆动过程。发现弹性件剖面上的剪应力场分布及数值随容压变化明显,由其计算出的摆动力矩变化明显。整理计算结果发现,摆角相同时,随容压增大摆动力矩呈减小趋势,该现象与实验结果吻合较好。     

小型涡轴发动机串列静子数值研究（英文）

高逆压梯度、复杂端壁流动及厚边界层是高负荷小型压气机的典型特征,大量叶栅试验表明采用叶片串列的布局形式可以很好地解决叶片高负荷的问题。但过时的设计方法不再能满足高负荷串列静子的设计需求,小型发动机中串列叶片的流动机制需要进一步研究。本文采用EURANUS对一高负荷跨声速小型压气机进行了数值模拟,对原始静子进行了改型设计。分析串列静子的迎角、落后角、载荷分配比来发现流动的三维特征,对比流场来甄别串列静子的性能收益。发现前叶的落后角和后叶的气流迎角对静子来流的迎角变化并不敏感,前叶承担了几乎全部来流迎角变化所引起的负荷变化;设计点时以串列的方式更为均匀地分配前后叶的载荷,对级整体性能的提升有益。     

飞机机身内供油管路柔性接头单侧泄漏故障数值研究

基于Fluent软件,采用数值仿真方法研究了飞机机身内主供油管路与APU供油管内管管路柔性接头发生极端泄漏时的特征,以及泄漏速率与工作压力的定量关系。当管路柔性接头单侧密封圈缺失时,管路燃油泄漏量均与工作压力呈线性正相关关系;除管内工作压力外,燃油泄漏速率还受管路几何尺寸和喉道尺寸的显著影响,但柔性接头卡套缺失不构成影响燃油泄漏速率的主要因素。     

开放,柔性的CNC系统（下）

当今，大多数ＣＮＣ系统尽管具有较高的功能化特征，但仍是一种非常刚性的系统。对用户、ＯＥＭ、系统集成者来说，建立、维护和集成都是比较困难的。一种开放、柔性的新一代ＣＮＣ系统，可以很好地解决这些问题。ＣＮＣ系统将有更强的性能，其基础结构将趋向于高度柔性，完全对集成者开放。     

复合材料十字型接头力学性能实验研究与数值模拟(英文)

通过拉伸和剪切试验,研究了3种不同的树脂转型模型(RTM)成型工艺(即RTM、引入缝纫的RTM和共胶接)对复合材料十字型接头力学性能的影响。根据实验现象,分析和讨论了其破坏机理。实验结果表明,3种工艺中,RTM成型的十字型接头力学性能最优,胶接和缝纫工艺都会对接头的强度产生不同程度的影响。通过有限元分析,数值模拟了RTM十字型接头的破坏过程,与实验现象吻合良好。     

基于改进蚁群算法的薄壁件柔性工装布局优化（英文）

为解决薄壁件刚性差,在制造过程中易因工装夹紧力产生弹性变形等问题,提出了一种基于改进蚁群算法的薄壁件柔性工装布局优化方法,对薄壁件的柔性工装进行了布局优化。该方法通过有限元分析与蚁群/遗传混合算法相结合的方法进行了工装定位/支承阵列的布局优化。实例验证表明,采用改进遗传蚁群算法对工装布局进行优化,可使柔性工装系统中定位/支承阵列布局的拓扑形态和分布密度处于最优状态,使薄壁件最大变形量缩小47%。     

机身减速板流动特性研究（英文）

现役高机动战斗机普遍采用机身减速板来减小飞行速度和转弯半径并提高机动能力。采用物面测压及空间流场测量相结合的实验方法,在机身减速板开度60°,机身迎角0°～70°条件下,研究了机身减速板铰链力矩随迎角的变化规律,分析了减速板迎风侧和背风侧的流动结构。研究结果表明：减速板铰链力矩按迎角可分为3个区域：常值区（α=0°～16°）,减速板铰链力矩基本不变,因为减速板迎风侧正压力逐渐减小,而背风侧负压力逐渐增加,两种相反的变化趋势相互抵消。非线性增长区（α=16°～32°）,减速板铰链力矩显著增加,因为减速板铰链力矩主要贡献区为背风侧,该迎角区内减速板背风侧存在一对不断增强的旋涡,背风侧负压力显著增加。在非线性衰减区（α=32°～70°）,减速板铰链力矩在迎角32°～36°范围内急剧减小,因为在迎角36°减速板背风侧旋涡流动变为速度较低的再附流动;减速板铰链力矩在迎角36°～44°范围内逐渐增加,因为该迎角区作用于减速板迎风侧的机身涡不断增强,导致减速板迎风侧正压力显著增加;减速板铰链力矩在迎角44°～70°范围内逐渐减小,因为该迎角区作用于减速板迎风侧的机身涡不断减弱直至破裂,导致减速板迎风侧正压力逐渐减小。     

飞机结构腐蚀损伤检测及可靠性研究

介绍了飞机结构腐蚀损伤检测方法及检测的腐蚀类型,对腐蚀损伤检测技术的优缺点进行了分析,给出了腐蚀损伤检测技术可靠性的评价。     

指式密封泄漏特性及温度场的数值研究

本文研究了指式密封系统的泄漏特性及热变化特性,通过采用多孔介质模型进行数值模拟,得到了指式密封泄漏量与转速、结构参数等因素之间以及密封区域最高温度与安装过盈量、密封压差之间的影响关系,研究结果可为指式密封结构设计、接触副材料选择和安装方式提供参考。     

多媒体计算机技术及应用（下）

多媒体计算机技术及应用（下）北京航空航天大学汪苏，朱心雄四、数据存取介质对应用程序开发者而言，众多类型的数据管理是关键。这些数据包括文本文件、音频文件、位图和动画，存储量是要考虑的主要问题。图象、音频和动画等数据要占用巨大的磁盘空间，因此在建立多媒体...     

Ti（Y）N镀覆刀具及膜-基界面状态的研究

研究了离子镀ＴｉＮ和Ｔｉ（Ｙ）Ｎ镀层对刀具寿命及膜－基界面状态的影响。结果表明：刀具镀覆Ｔｉ（Ｙ）Ｎ后寿命显著提高,试验数据分散度减小,可信度大大提高,这主要是膜－基界面状态改善,结合力大大提高之故。并对微观机制进行了较为系统的讨论     

吸气式发动机智能化技术发展及展望（英文）

智能化技术是支撑未来吸气式发动机发展的重要技术手段,体现了一个国家高端装备的研发水平,可大幅度提高吸气式发动机的研发效率和质量。本文论述了智能化技术在吸气式发动机领域的研究现状,从智能设计、智能部件、智能感知、智能控制、智能自愈、智能维护六个维度分析了吸气式发动机存在的问题及技术挑战,给出了几个重点方向的发展建议及展望。     

零质量射流对翼型增升影响的数值模拟研究（下）

针对安装了激振器的NACA0012二维翼型,采用数值模拟的方式对零质量射流技术进行研究。流场解算器采用了我院计算所自主研发的ENSMBV1．2计算平台：计算结果给出了湍流模型对零质量射流数值模拟技术的影响,并且分析了激振器参数对翼型气动力特性的影响规律。     

刷式密封吹下效应诱发机理流固耦合数值研究

分析了刷式密封吹下效应理论模型,建立基于arbitrary Lagrange-Euler(ALE)流固耦合方法的刷式密封吹下效应三维瞬态数值模型,在验证数值模型准确性的基础上,分别研究了刷丝轴向、径向和截面变形特性,量化分析了刷丝径向吹下量,揭示了刷式密封吹下效应诱发机理.研究表明:刷式密封吹下效应会减小刷丝径向间隙,...     

转子螺栓连接结构界面滑移损伤机理及影响因素研究

针对转子法兰-螺栓连接结构及其所处的载荷环境,考虑了其定位端面和定心柱面变形交互影响的力学过程,并提出了滑移损伤定量评估方法,基于此分析了复杂载荷作用下界面滑移损伤力学过程及其关键影响因素。研究表明：由于转子螺栓连接结构的界面非连续性,其定位端面和定心柱面间不同方向上的变形会交互影响,并且会受到工艺和装配特征参数的影响,实际发动机中由于上述参数随机特性,会导致连接结构界面滑移损伤具有显著的非确定性,引起连接结构发生附加变形并影响转子不平衡状态。     

航空发动机多学科多保真度耦合仿真方法研究（英文）

为了解决现有航空发动机系统仿真耦合方法无法自适应调整迭代参数和耦合关系,进而导致求解效率低下和稳定性不足的问题,提出了一种结合决策树算法的“动态事件驱动的联合仿真”方法。该方法将整机耦合关系和主求解器从主模型中分离,并通过动态事件监测模块实现对迭代参数、耦合关系和收敛条件等仿真策略的自适应调整,以平衡求解精度和效率,从而实现对动态事件的高效自适应仿真。本研究以双轴涡扇发动机为研究对象,基于三种耦合方法建立了包含总体性能及不同子系统的六种系统级模型,以及三维CFD喷管模型的多学科多保真度仿真架构。通过分别使用模型交换以及联合仿真两种耦合方法测试14 s的瞬态加减速工况测试,并在100%油门状态下转换高保真度喷管模型,以分析不同收敛条件对计算效率和精度的敏感性。结果表明,使用该方法获得的求解精度和效率与PROOSIS软件相当（分别为18 s和35 s）,且效率高于Simulink软件71%（分别为62 s和120 s）。适当降低0D模型收敛条件(从10^-6至10^-4)而提升3D模型收敛条件（从3 000步至6 000步）可以有效平衡计算精度和求解效率。     

改进型后挡板开孔刷式密封滞后效应与吹下效应数值研究

提出改进型后挡板开孔刷式密封结构,建立改进型后挡板开孔刷式密封流场特性三维实体求解模型。对比分析传统刷式密封与改进型刷式密封流场压力分布特性,研究结构参数与工况参数对改进型刷式密封滞后效应与吹下效应影响规律。研究结果表明：后挡板开孔刷式密封结构可以有效抑制滞后效应与吹下效应。增加后挡板开孔排数与直径均可提高对滞后效应与吹下效应的抑制作用,随着进出口压比增加,后挡板开孔刷式密封对滞后效应抑制作用提升,对吹下效应抑制作用下降。在压比为1.5～3.0范围内,改型结构的稳态泄漏量相比压力平衡腔型刷式密封增加11.2%～15.4%,相比减压腔型刷式密封减少58.3%～66.7%,保留了与减压腔型刷式密封相近的迟滞性能,并提升了封严性能。在后挡板设置三排沿径向周向均布的降压孔阵列,相比基本型刷式密封,刷丝束下游面无量纲压力系数减少85.0%～88.9%,刷丝束下游面与后挡板接触位置压力显著降低,刷丝束上/下端面无量纲压力系数差值减少75.0%～96.7%,刷丝束内部径向压差明显减少,抑制滞后效应与吹下效应效果明显。     

FL-8风洞旋转天平试验支架干扰研究（英文）

给出了FL-8风洞进行旋转天平试验支架干扰研究的情况,对试验方法、设备和试验结果进行了介绍。为了实现圆弧形滑轨与模型支杆的支撑和变角功能,特别设计了新型的变角支杆。试验结果表明：支架干扰对纵横向气动力的影响规律是不同的,对纵向结果的影响是与旋转方向无关的,而对横向结果的影响在正反旋转时是相反的。尾撑和背撑试验结果经过支架干扰修正后向相同的值靠近,说明支架干扰修正的结果是合理的,提高了试验结果的准度。