基于加工误差仿真的半球谐振子优化设计

针对半球谐振陀螺谐振子制造过程中存在的加工误差,采用有限元仿真,分析了半球谐振子结构参数、尺寸公差和形位公差变化对其工作模态频率和临近模态频率的影响,研究了半球谐振子形位公差变化对频率裂解和品质因数的影响。通过仿真分析可知,半球谐振子结构参数壁厚、半球中心半径及内倒角半径都会影响模态频率;半球谐振子形位公差中的内外球心距离误差对其工作模态影响较大,中心轴平行误差对频率裂解和品质因数影响较大;半球谐振子壁厚、内倒角半径、小柱半径及内外球心距离误差变化会使工作模态频率与相邻模态间存在干扰。在此基础上,提出了半球谐振子结构参数及形位公差优化设计建议,并通过半球谐振子品质因数Q值和频率裂解测量对该建议进行了验证。     

基于重力模型阶次自适应的实时重力补偿系统研究

为了解决探测器在月面工作时惯性导航系统的误差累积问题,克服现有研究对环境敏感或是需要定期停止才能进行误差修复的短板,结合探测器的行驶行为,将探测器使用零速更新（ZUPT）原理修正误差的过程分解成了无ZUPT、完全ZUPT、水平动态ZUPT和垂向动态ZUPT 4种子模型的叠加,并分别推导了它们的系统矩阵和测量矩阵。针对月面导航系统提出了一种新型多模型零速更新（MMZUPT）算法。该算法应用多模型交互原理,允许多种更新模型同时工作,可以通过计算每个模型的权重在每个定位历元输出最优导航结果并约束误差。在精心挑选的受限环境中对月面导航进行了模拟实验,结果表明,所提MMZUPT方法无需频繁地主动停车以满足传统ZUPT使用边界就可以取得良好的效果,并且通过对包含错误的校准信号加以识别和利用可以获得更好的性能。     

基于ACME系统的历史型号技术状态管理

在协同设计平台,基于单一数据源进行模块化定义设计的飞机技术状态管理,更改与数据是关联的,而历史型号的技术状态管理大年代不同,数据分散在不同的管理系统中,存在状态管控与数字化技术文档脱节、纸质审签周期长,效率低,且容易造成单据的丢失等问题。文中借鉴了模块化设计的技术状态管理方法,通过更改请求、更改建议和更改指令定义技术状态管理对象,将更改业务流程转移到ACME系统上,通过在飞机上的应用,验证了运用ACME系统进行历史机型技术状态管理的可行性,此方法操作简单,通用性强,效率高,能够满足型号要求。     

基于路径相关本构模型的大型薄壁曲面复合材料零件固化变形分析

大型薄壁曲面复合材料零件多采用热压罐工艺成型,在固化过程以及脱模过程会产生变形,导致零件变形超差,部件装配困难。针对此问题,本文首先采用路径相关本构模型对其固化成型过程进行分析,然后进行热压罐成型试验验证理论分析结果,就此采用反向补偿法修正模具型面。仿真结果表明,某大型薄壁曲面复合材料零件成型后最大位移为11.121 mm,最小位移为0.171 mm,分别发生在对称轴方向短边的边角点和靠近对称轴方向短边的边角点;零件在变形较大的两侧边和短边处残余应力较大,与变形较小的长边相差7 MPa左右。仿真结果与试验结果吻合良好,固化变形平均误差为8.6%。使用补偿后的模具再次进行固化变形仿真,使该零件的最大固化变形降低了70.8%。     

飞行汽车机翼折叠机构设计

为保证飞行汽车在空中安全飞行、地面稳定行驶的功能需求,机翼折叠机构设计是其中的关键技术。在通过多方案对比分析后,采用折叠机构与传力结构一体化设计技术,设计了基于槽轮原理的机翼折叠机构/结构方案,研制了折叠机构原理验证样机。通过ADAMS运动仿真、结构强度分析和原理试验验证,机翼折叠机构满足折叠功能和承载性能要求。探索了特殊构型下,机翼折叠机构/结构的设计分析方法,为特殊构型飞行器设计和研究提供了技术积累。     

某型飞机锁闭机构弹簧改进设计

针对现有航空弹簧材料在特定的应用环境中,由于空气潮湿、酸碱环境、空气温度等因素,会加速弹簧的腐蚀速度,造成弹簧生锈、变形、断裂等情况发生,从而影响弹簧特性应用和使用寿命等问题。提出了采用一种具有高强度、耐腐蚀和良好冷变形性能的钛合金弹簧,替代现有的65Si2MnWA制弹簧,对比分析了65Si2MnWA制弹簧和钛合金弹簧材料性能,结合试验验证了钛合金弹簧工作特性。研究结果表明,钛合金弹簧尺寸及工作特性测试均符合设计要求,在相同的变形下,弹簧力值基本相当,且质量减少36%。钛合金弹簧经历 25 万次循环试验后,输出载荷基本没有变化,弹簧没有发生应力松弛,解决了钢制弹簧耐蚀性差的缺点,有效提高了飞机锁闭机构的可靠性,并实现减重。     

TIG补焊对2219铝合金搅拌摩擦焊接接头微观组织及性能影响

通过对原始搅拌摩擦焊（FSW）接头中间位置进行缺口挖补以模拟焊缝缺陷,采用钨极氩弧焊（TIG）补焊对其进行焊缝缺陷修复试验,研究该补焊工艺对接头微观组织及力学性能的影响规律,为贮箱的FSW焊缝性能评价提供技术支撑和后续工程指导。结果表明,相较于FSW接头,补焊接头TIG焊缝区主要由较大的等轴树枝晶组成,且与FSW焊缝交界处相互掺杂着粗大等轴晶和细小等轴晶;补焊接头固溶区受热循环影响较大,晶粒较为粗大,而过时效区受热循环影响较小,会发生过时效化并形成软化区。补焊接头抗拉强度与延伸率相较于原始FSW接头有所降低,硬度分布大致呈“W”形,WNZ区为硬度值最低处;补焊接头断裂位置始于焊趾处,断口存在大量韧窝,同时韧窝内存在第二相粒子,呈现韧性断裂机制。     

超塑成形/扩散连接止焊剂涂敷工艺优化

为实现钛合金超塑成形/扩散连接组合工艺零件精准制造,进行止焊剂涂敷工艺优化研究。传统止焊剂手工涂敷工艺涂敷质量差、精准度低,成形后扩散连接过渡区超标,零件表面阶差、缩沟问题经常出现。为实现止焊剂精准、快速涂敷,提出了对钛合金超塑成形/扩散连接成形前板料自动敷膜、激光刻形及止焊剂自动涂敷的新工艺思路。通过自动化手段,形成了一个较为优化的止焊剂涂敷工艺手段,止焊剂涂层厚度实现0.1mm精准可控,同时通过试验验证,以5x10-2/s~5 x10-4/s应变速率成功成形出满足要求的零件。     

保障设备人机工效设计要素

保障设备是飞机完成使用保障、维修保障活动的主要要素之一,对保证飞机装备的战备完好性、任务持续性、保障效能等方面起着至关重要的作用。随着我国飞机装备实战化能力的提升,对保障设备的要求也日益提高。以往研制过程中重点关注保障设备的功能需求,对操作便利性、舒适性、人机界面等人机工效设计要素考虑较少。本文以军事需求为牵引,梳理、分析保障设备主要人机工效设计要素,提出设计要求,旨在提升飞机地面保障设备人机工效设计水平。     

偏置抛物面卫星天线反射器固化变形分析

偏置抛物面卫星天线反射器由碳纤维预浸料铺制而成,在固化过程中通常会出现热变形、固化收缩变形及机械变形等,且过大的变形会导致反射器反射信号产生偏差。为了有效预测天线反射器在热压罐固化过程中的变形,本文采用线性黏弹性本构模型表征纤维增强复合材料在固化过程中的应力-应变关系。采用顺序热-力耦合分析法,对天线反射器内部温度场、固化度场及位移场的分布进行建模,并对铺层结构及降温速率对天线反射器变形的影响开展研究。结果表明：相较于纯0°铺层结构,正交和准各向同性铺层天线反射器z向变形量减小了51%以上,且降低降温速率有助于提高天线反射器的固化型面变形。