基于光纤应变计的六分量光纤天平

正风洞天平的性能在很大程度上决定着空气动力试验的准确性和可靠性。目前通常采用电阻式应变天平进行测量试验,但电阻式应变计的先天劣势使得电阻式应变天平无法满足复杂工作环境的测量要求,所以在传统的六分量杆式应变天平的基础之上,希望有性能更加优越的天平能够取代之,使其不仅具有较高的精度、准度、灵敏度,还具备面对复杂环境的稳定性。近年来,国内外已出现光纤应变计应用在风洞天平方面的研究。光纤传感器具有非常广阔的应用前景,全球范围内对     

工艺偏差对压阻式硅微压力传感器性能的影响

工艺实践表明,采用体硅湿法刻蚀工艺加工压阻式微型压力传感器时,敏感膜片会存在厚度偏差,电阻条偏离应力最大区域导致位置偏差,电阻条偏离期望的[110]晶向造成角向偏差.结合工艺实验并借助有限元法分析了上述几种主要工艺偏差对灵敏度、线性度等性能的影响.研究表明,2μm的厚度偏差会使灵敏度下降大约10%,线性度会明显下降;位置偏差会使敏感元件偏离应力最大区域而降低灵敏度:5°的电阻条角向偏差会使灵敏度下降大约3%.相关研究可为最大程度减小工艺偏差的影响提供参考依据.     

飞机的监测技术

本文主要运用电阻应变测量技术、应变片式传感技术和光弹理论分析,来鉴测飞机的某些主要受力件,观测在各种状态下应力、应变和疲劳寿命的变化。依照测量的数据经计算分析,判定该机是否安全可靠以及使用寿命的期限。     

SSM—1智能化拉伸测试仪

一套用于改造老式材料试验机,以满足新国标要求的自动化测试系统——SSM-1智能化拉伸测试仪,最近在西安航空发动机公司研制成功,并通过公司技术鉴定。 此系统由应力、应变传感器,应力、应变测试仪,高精度多通道模数转换器,pc微机和高分变率数字绘图仪组成。系统配有丰富的控制管理和数据处理软件,采用了多种软硬件抗干扰和提高测试精度措施,使整个测试系统具有很高的精度和稳定性,较强的试验测试功能。     

外旋式电测粘度计的设计与计算

给出了一种通过静态电阻应变仪及外旋式粘度装置测量流体粘度的方法。由同步电动机带动外圆筒旋转剪切流体,从而将粘性力传递给内筒,内筒与圆轴相连。粘性力产生的扭矩使圆轴产生应变,在圆轴表面黏贴电阻应变片,通过合理组桥将应变显示在静态电阻应变仪上,根据应力应变关系计算出扭矩,从而计算出流体的动力粘度。     

基于电涡流传感器测厚及材质鉴别的研究

电涡流传感器是基于电涡流效应工作的,具有灵敏度高、频响范围宽、可实现非接触式测量及适用性强等特点.此种传感器在金属镀层、板材厚度测量及材质鉴别中应用广泛.电涡流传感器有两种类型:低频透射式和高频反射式.低频透射式适于测量较薄的金属镀层或板材的厚度.高频反射式则适于测量较厚板材的厚度.     

考虑非线性因素的科氏质量流量计灵敏度分析

基于科氏质量流量计(CMF)测量管的工作原理,为了提高传感器的灵敏度,了解其振动过程中非线性项对于CMF灵敏度的影响至关重要。以U型管科氏质量流量计为研究对象,考虑非线性因素,用比较法推导出非线性项对于CMF灵敏度的影响。此外,通过实验仿真,优化传感器结构,进而提高传感器灵敏度。     

脉动压力传感器研制

测量脉动压力用压阻式压力传感器，通过有限元应力分析求得灵敏度高，线性又好的双岛硅膜片结构；采用双面对准光刻工艺，各向异性腐蚀微机械加工制硅膜片等新技术。最后给出了脉动压力传感器的动、静态性能指标。     

智能复合材料中的应变测量

介绍了智能复合材料的几种测量应变场所必须的分布及准分布埋入式光纤应变传感器 ,并对它们各自的特点进行了讨论     

测量围护结构含水率的同面散射场式电容传感器设计

目前常用的测量含水率的方法有微波法、红外线法和电容法.由于基于电容法的传感器具有分辨力高、响应速度快、体积小、结构简单等优点,被广泛应用.针对围护结构含水率测试深度的要求和测试特点,本文通过仿真和实验,对同面电容传感器探头的结构尺寸进行了优化设计,并采取了保护电极以提高其抗干扰能力;运用改进的充放电电容检测电路,设计出一种测量围护结构含水率的新型同面散射场式电容传感器,该传感器具有宽范围的测试深度和较高的测试灵敏度.     

航空发动机空气管路应力优化设计

针对航空发动机空气管路系统受载应力及应变过大的问题,对该系统进行3维全尺寸弹塑性分析,讨论了载荷加载过程对应力应变的影响;对应力较大部位采用结构分解方法建立优化模型,进行管路部件应力优化,获得三通结构尺寸优化结果;利用参数灵敏度分析结果选择合适的设计变量,建立系统管线优化模型,补偿热-位移载荷产生的附加应力。优化结果显示,最大总应力降低5.49%,附加载荷应力降低12.28%。验证了方法的有效性。     

叶尖粗糙度与倾角对光纤传感器输出特性影响

航空发动机涡轮叶片叶尖间隙变化影响发动机效率也蕴含丰富的发动机健康状态信息。实际叶尖间隙变化表现为3维变化,且叶尖表面受高温气流剥蚀等影响表面粗糙度发生变化。为探究其对光纤传感器测量叶尖间隙精度的影响,利用ZEMAX光学仿真软件分析了双圈同轴式光纤传感器在叶尖表面粗糙度变化和倾角变化影响下的输出特性,并搭建3维叶尖间隙静态标定平台对上述影响进行试验。结果表明:粗糙度和倾角增大均导致传感器灵敏度降低、零点位置后移。该结果为实现叶尖间隙变化的3维精确测量提供理论和试验依据。     

梁-膜结构微压传感器研制

由四个弹性梁和一个刚性中心膜构成的梁-膜结构,具有平面应力集中效应,与一般的结构相比,这种膜片在受到微压时即产生较大的应力集中,使传感器在测量微压时有较高的灵敏度,它的特别的结构能解决一般结构膜片在很薄时由膜应力和弯曲应力产生的严重的非线性。介绍的这种双面腐蚀形成的梁-膜结构的硅压阻式微压传感器的设计就是采用这种应力集中原理,芯片结构的力学特性分析及样件测试结果表明,这种结构的微压传感器具有较高的灵敏度和较低的非线性,成功地实现了对微小压力的测量。利用有限元仿真计算对用于100Pa压力测量的梁-膜结构硅压力传感器的结构参数进行优化,并对芯片版图设计、制作工艺技术和传感器的特性等问题进行了讨论。     

双向预拉伸对新淬火态2024薄铝板残余应力的影响

采用局部浅拉深成形实验模拟双向预拉伸,基于ABAQUS有限元软件建立双向预拉伸模型,分析应力比、主拉伸量对残余应力的影响,得到仿真模拟双向预拉伸的相对优化的参数。通过平面应变实验,确定了实验拉伸消除淬火残余应力的参数;通过ARAMIS测量应变,用X射线衍射仪测量残余应力,验证了有限元模拟的有效性。结果表明在主预拉伸量为2.0%,应力比为0.45时,对淬火后残余应力的消减最好。     

大型齿轮在多因素耦合影响下齿形误差测量的灰色动态预报

提出了一种旁置式的大型齿轮测量装置,分析了影响该装置测量精度的主要误差来源及其特性,给出了一种处理多因素耦合影响的灰色动态预报方法.首先,基于测量装置特性,对影响齿形误差测量精度的误差源进行分析和标定,计算出各误差源的灵敏度系数;然后对测得的有限误差数据进行再抽样及灰色生成,分别计算出在每次测量中各影响因素对测量结果的作用大小,之后按照误差合成方法生成误差源耦合作用结果;最后,通过在测量结果中去除耦合作用进而提高大型齿轮齿形误差测量精度.与测量精度为0.5μm的三坐标测量机进行对比测量,结果表明所提出测量装置能满足3级精度以上的大型齿轮齿形误差检测需求.     

光纤布拉格光栅监测碳纤维复合材料固化成型过程

碳纤维复合材料固化成型时,温度和内应力对成型质量的影响巨大.鉴于碳纤维复合材料厚度通常为几毫米,传统的热电偶和电阻应变片等温度应变传感器由于体积较大,无法实现嵌入式监测.为了获得成型过程中材料内部实时的温度和应变,采用光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器进行监测.试验中使用两个FBG传感器,一个作为温度传感器,另一个作为应变传感器,内嵌于碳纤维预浸料铺层之中,分别用于监测碳纤维复合材料固化过程中内部的温度和应变等参量.试验结果表明,采用两个光纤光栅传感器分别用来监测碳纤维复合材料固化过程中内部温度和应变的变化是可行的.     

补偿传感器在飞机燃油测量系统中的应用

电容式传感器测量技术是现代飞机燃油油量测量的关键技术之一.随着现代航空技术的发展,对燃油测量精度的要求越来越高.通过对电容式传感器工作原理的介绍,分析出电容式补偿传感器的引入可消除温度变化带来的测量误差,提高飞机燃油测量系统的测量精度和可靠性.同时给出了补偿传感器在传统模拟式燃油测量系统和现代数字式燃油测量系统的应用.     

塑性工作内衬复合材料气瓶结构设计研究

为提高航天复合材料压力容器(COPV)性能因子,COPV壳体常采用超薄壁塑性工作金属内衬和高强碳纤维缠绕的双层壳体结构.通过对传统的网格理论进行优化,提出了塑性工作内衬COPV结构静力学计算的算法,联立求解各内压载荷阶段的静力学平衡方程和应变协调方程,对COPV纤维与内衬应力应变进行计算和分析.利用ANSYS有限元软件...     

等强度三维空心叶片的内部拓扑结构

以ANSYS软件为平台,基于双向渐进结构优化法对所提出的等强度风扇叶片的内部结构形式进行探索性研究,在对叶片内部结构进行拓扑优化的过程中提出了中面应力基准法,简化了优化模型,同时有针对性的解决了双向渐进结构优化法在应用中的一些技术问题,实现了等强度风扇叶片内部结构的优化,获得了内部结构的拓扑形式.所得结果可为发动机轻量化设计提供参考.      

大型民用飞机APU舱门铰链接头优化设计

以大型民用飞机APU舱门鹅颈铰链接头为研究对象,以质量为优化目标,以强度和刚度为优化约束,对鹅颈铰链接头进行初步结构优化设计,并采用CATIA软件进行三维重构,采用Patran和Nastran软件对优化后的鹅颈铰链接头进行强度校核,得出点阵拓扑轻量化构型鹅颈铰链接头。点阵拓扑轻量化构型鹅颈铰链接头在强度满足设计要求的前提下,其质量相比原始构型减少52.4%。采用SLM(激光选区熔化)增材制造技术,对点阵拓扑轻量化构型的鹅颈铰链接头进行增材制造,并挑选实际服役最严重工况对其进行100%限制载荷静力试验。试验件在试验过程中始终处于弹性变形,并对比试验与理论分析的应变数值,最大拉应变误差为7.88%,最大压应变误差为4.21%,符合零件设计要求。