模块化可展开天线支撑结构设计与力学特性研究（英文）

为满足空间可展开天线大型化、高精度、高刚度发展的迫切需求,提出一种模块化空间可展开天线支撑结构新构型,并对其进行了力学特性研究。首先,基于机构学基本理论,开展了天线总体结构方案设计和结构详细设计,建立了由19个六棱柱模块组成的模块化可展开天线三维模型。其次,根据压杆稳定理论,建立了天线支撑结构静力学分析模型,得到了拉索预紧力的取值范围。再次,建立了天线结构动力学分析模型,进行了模态分析,开展了固有频率影响因素及灵敏度分析与研究。最后,研制了一套天线支撑结构原理样机,并进行了展开功能试验与验证。研究结果表明：预紧拉索对结构刚度的影响较大,配置预紧拉索后结构刚度提高了约2.01倍;固有频率对杆件材料密度和弹性模量、弦杆及斜腹杆尺寸参数较为敏感;研制的原理样机展开平稳、顺畅,验证了结构设计的正确性。研究结果为模块化可展开天线的基础研究及工程应用提供了理论参考和技术支撑。     

基于虚拟热源法的飞机电热风挡传热数值仿真（英文）

为解决弧面外形的飞机电热风挡传热数值仿真过程中因薄膜热源对应的网格厚度过小易于导致的网格负体积、非物理解等问题,基于电热风挡薄膜热源厚度范围(10^-9～10^-7 m)较其相邻多层介质厚度较小这一事实,结合傅里叶传热理论分析,构建了一种针对飞机电热风挡传热数值仿真薄膜热源处理的虚拟热源法。该方法通过设定薄膜热源虚拟物性参数弱化薄膜热源实际厚度对其相应仿真网格厚度的约束,从而实现薄膜热源厚度与其对应网格厚度的解耦。利用该方法对2种不同薄膜热源网格厚度的电热风挡模型进行了非稳态传热数值仿真,并将仿真结果与按实际薄膜热源厚度设定网格厚度及物性参数的电热风挡模型仿真结果进行对比发现,虚拟热源法求解的仿真结果与按常规设置求解的仿真结果在温度和时间两个维度上均吻合。因此,在求解类似电热风挡这种具有薄膜内热源的非稳态传热问题时,可在构建网格模型时按需设定薄膜热源网格厚度,并在求解时采用虚拟热源法,以避免网格负体积或非物理解问题的发生。     

基于ANSYS的空间电池装星螺钉接触优化设计与综合评价（英文）

为提高空间电池侧身装星时的安全性,防止螺钉因频繁拆装而产生多余物,针对目前空间电池某承载螺钉,在不改变原工装前提下进行了螺钉本体的YS-20型棒料代替与结构优化设计。对YS-20棒料进行了双剪切试验,采用ANSYS对螺钉结构中的3个重要尺寸参数D1、D2、T进行了7×7×6共294个算例水平的设计探索,采用非对称接触模型准确地模拟了螺钉组合结构的实际承载状态。通过3种综合评价方法对满足条件的算例进行了综合评价,得出T=12.2 mm,D_1=16 mm,D_2=2 mm为最终方案,对最终方案进行了应力校验与接触分析,得到了承载状态与接触状态均有优化的螺钉结构。     

空间特性模拟的微小飞行器结构设计与动特性分析

为研究空间碎片等非合作目标的可见光、红外及运动规律等空间特性,一般通过微小飞行器进行模拟,因此,对微小飞行器结构设计提出了小发射尺寸、大展开面积、轻质、高承载等技术需求.本文基于立方星架构思想,进行了空间特性模拟微小飞行器的结构方案设计.在分析卫星构型设计特点的基础上,结合设计要求、发射的重量及空间限制等约束,提出了舱...     

基于线结构光的坡口特征尺寸检测算法研究（英文）

机器视觉经济高效,在焊缝检测中得到广泛的应用。基于线结构光技术,本文提出一种坡口特征尺寸检测方法。首先,针对激光光条灰度和宽度分布不均的问题,介绍了一种基于二次加权灰度重心法的自适应中心线提取算法。其次,为滤除图像噪声,设计了一种基于感兴趣区域划分和图像差分的预处理算法。接着,本文提出了一种亚像素特征点提取算法以计算坡口特征尺寸并识别坡口类型。最后,实验结果表明,坡口特征尺寸检测的绝对误差为0.031～0.176 mm,相对误差为0.2%～3.6%。     

Al-Cu-Li合金激光填丝焊接头的组织与性能（英文）

采用ER4043焊丝作为填充材料对Al-Cu-Li合金进行激光填丝焊接。系统研究了焊接接头的显微组织与力学性能。微观分析显示,接头焊缝区主要为α-Al基体相以及一些强化相T、δ’、θ’、β’和T1等。焊接时通过添加Al-Si焊丝,焊缝成形和接头质量明显改善。接头的力学性能测试表明,与母材（Base metal,BM）相比,焊接区的显微硬度有所降低。在合适的焊接参数条件下,获得接头的抗拉强度为369.4 MPa,达母材抗拉强度的67.8%。接头拉伸断口表面分布有许多韧窝,接头整体上呈韧窝聚集型断裂特征。     

基于分形理论的翼面复杂冰形表面粗糙度分析（英文）

模型表面的结冰外形是结冰风洞试验关注的核心信息,现有研究一般采用冰角高度、冰角角度、驻点冰厚等几何参数对二维冰形进行表征,忽略了冰形表面粗糙程度这一重要特征。针对此问题,提出将分形理论应用于结冰冰形的粗糙度表征,建立了基于分形理论的结冰表面粗糙度表征方法。首先在大型结冰风洞开展翼型结冰试验,采用激光线扫描在线测量系统对结冰生长过程中不同时刻翼面结冰的表面轮廓进行测量,获得翼面结冰的三维数值外形;然后结合分形理论对冰形进行分析,提取翼面不同位置冰的截面轮廓曲线,计算截面曲线的分形维数和粗糙度表征参数,以此归纳出分形维数的线性回归公式,并从截面曲线中提取数据点进行分形插值模拟实测冰形。研究结果表明,翼面结冰冰形粗糙表面具有分形特征;分形维数与粗糙度表征参数呈正相关,可作为冰形表面粗糙度的评定参数;分形插值模拟冰形曲线,逼近程度优异;冰形粗糙度的分形表达法为科学量化三维冰形特征提供了新思路。     

基于x-LMS算法的直升机主动消振电力作动器系统研究（英文）

直升机前飞时,气动环境会导致不同方位角的桨叶出现气动载荷的瞬间不对称,通过基础结构传递会在机身形成大幅度的低频振动。为了消除多方向幅值变化的振动力,利用结构响应主动控制原理,设计了基于x-LMS算法的主动消振电力作动器系统,并进行了减振实验。首先,通过比较确定了单台作动器中两台电机同向旋转的方案。通过两台作动器的组合使用,推导出输出力的数学模型。其次,采用负载相位差交叉耦合的控制策略设计系统控制框图。针对存在耦合的相位外环,通过回差阵特征值法确定满足系统稳定裕度要求的参数范围,再根据灵敏度函数和输入跟踪性能在所得的参数稳定域内寻找最优解。然后,提出了基于x-LMS算法的直升机主动振动控制系统,并通过仿真验证了该系统的减振效果。最后,研制的实验样机进行了动稳态实验以及减振实验,验证了系统的实际减振效果。     

基于扎根理论-贝叶斯网络的消费级无人机事故致因分析（英文）

为了降低日常使用场景中消费级无人机（Unmanned aerial vehicles,UAVs）的事故率,根据消费级无人机事故案例分析了事故致因。通过扎根理论提取事故致因因素,分析了这些因素之间的关系。构建了消费级无人机事故的贝叶斯网络。利用扎根理论-贝叶斯网络,推断出坠落、空中碰撞、失踪和人身伤害4种类型事故的概率。通过对各因素的后验概率进行反向推理,得到了各事故概率最大的因果链。在分析每个因素的敏感性之后,相应地推断出网络中的关键节点。然后分析了消费级无人机事故的致因因素。结果表明,坠落事故概率最高,坠落事故与人身伤害概率最大因果链相关,作为结果节点的各类事故的敏感性分析结果不一致。     

极端温度下月球高速着陆机构与泡沫金属断裂的碰撞分析（英文）

计算了以预制凹槽、弹头、泡沫钛、泡沫铝以及探测器组成的构件以130 m/s的速度,在1/6地球引力下,冲向月球表面岩石所发生的应力应变。构件中的泡沫金属能够承受探测器的力,并提供反冲力。预制凹槽和弹头的应力为1 200～2 000 MPa,而泡沫钛和泡沫铝的应力分别为10 MPa和1 MPa,降低量显著,泡沫钛降低至1%,泡沫铝降低至1‰。该构件还在低温（-182.85℃）以及高温（127.15℃）下进行了一系列不同的角度碰撞实验,探测器仍可以正常工作。