斜纹机织热塑性复合材料低速冲击损伤及多尺度数值模拟研究

机织复合材料在服役过程中不可避免地遭受低速冲击而引起内部损伤,导致材料性能减退。本文以斜纹机织热塑性复合材料为研究对象,通过实验与模拟相结合的方法研究其在低速冲击下的损伤行为。构建了微观、介观和宏观串行的多尺度模型对斜纹机织热塑性复合材料低速冲击损伤行为进行预测,并在5和10 J的冲击能量下,对其进行低速冲击试验以验证该多尺度模型的正确性。结果表明,微观、介观和宏观串行的多尺度模型能够准确地预测出斜纹机织热塑性复合材料的冲击损伤特性;在较大的冲击能量下,材料正面和背面均出现了损伤,且损伤以纤维断裂为主;低速冲击数值模拟所预测的力响应曲线与试验结果表现出良好的一致性,数值模拟损伤面积的误差在10%以内。     

超声速飞行器近场声爆信号反演技术

超声速民机是新一代民机的重要发展方向,其独有的声爆现象是制约其在陆地上空进行超声速飞行的最关键因素。对超声速飞行器的气动外形进行反设计是声爆抑制的有效途径。基于等效面积分布开展反设计,需要远场感知声压级作为直接指导。为此,提出了逆向传播分别与本征正交分解（proper orthogonal decomposition, POD）及伴随方程结合,根据远场声爆信号反演近场声爆信号的方法。采用第二届声爆会议（SBPW）提供的LM1021标模算例,并从远场频域内声压级、响度级和感觉噪声级进行反演可信度评估。结果表明,对于给定的任意远场声爆信号,基于逆向传播结果进行POD反演及伴随方程反演,都可以得到较为准确的近场过压信号,且伴随方程反演方法具有更优的高频信号即局部激波信号反演能力,远场感知声压级更精准。反演结果相应的等效面积分布与参考值高度吻合,表明此方法能够为等效面积指导的低声爆气动优化设计提供基础。     

基于新型多可信度代理模型的多目标优化方法

相对于常规直升机,基于前行桨叶方案（ABC）速度更高的刚性共轴双旋翼直升机对旋翼翼型的气动性能要求更加苛刻,包括更高马赫数下的低阻和高阻力发散特性,并维持良好的中、低马赫数下的升阻特性以及所有状态下的力矩特性等10余项指标要求,面临高维多目标优化难题。针对该类问题,首先发展了基于核主成分分析（KPCA）的非线性目标降维技术,然后建立了基于新型多可信度多项式混沌-Kriging(AMF-PCK)代理模型的高效多目标稳健优化方法,并提出了变可信度伪期望改进矩阵（VF-PEIM）并行样本填充方法,使多目标优化设计效率和能力显著提高。利用所建立的基于新型多可信度代理模型的多目标优化方法对高速直升机7%厚度旋翼翼型进行了优化设计。设计翼型的气动表现分别与经典的OA407翼型在高、中、低马赫数下进行了全面比较,对比结果验证了提出的新型多目标优化设计方法的有效性,设计翼型高速气动特性得到了显著提升。     

泡沫塑料拉伸力学性能的研究

对高密度泡沫塑料进行了拉伸实验,研究了材料的拉伸力学性能,并考虑了应变率效应和温度效应.实验结果表明:高密度硬质聚氨酯泡沫塑料在拉伸加载下应变率效应不太明显,但温度效应却十分明显.在拉伸加载下泡沫塑料具有明显的脆性变形特征,其应力-应变曲线存在明显的非线性.此外, 文中对泡沫塑料的模量和强度进行了理论预测, 预测值与实验值基本一致.     

可移动模型校准航空γ能谱仪剥离系数的 修正方法研究

为解决可移动模型与现有大型航空模型校准结果之间的量值统一的关键问题,首先在现有校准方法的基础上,建立了可移动模型校准航空/车载γ能谱仪的方法;再通过专门研制的可移动模型开展试验,经可移动模型校准直升机载、固定翼载、车载等多种大型γ能谱仪试验,证明可移动模型校准结果满足国家计量标准的基本要求,校准航空/车载γ能谱仪的方法可行。进一步总结剥离系数随模型摆放距离变化规律的基础上,提出采用可移动模型校准航空γ能谱仪时,应对校准结果进行剥离系数修正,得到的结果在现有航空混合模型上的示值误差更小,修正后的剥离系数更加接近于现有航空模型的校准结果,并给出了可移动模型校准结果的修正方法和修正因子。     

地球静止轨道膜基衍射光学成像系统的发展与应用

地球静止轨道高分辨率光学成像可以同时获取具有高时间和高空间分辨率的图像,可以长期驻留固定区域上空,根据需要快速调整成像监视区域,进行灵活的任务编排,对灾害环境和热点地区进行持续监测,在较窄的时间窗口内对时效要求高的目标进行监视和观测,可以满足环境、资源、气象、减灾、应急以及军事等多项业务系统的需求,是航天光学遥感的重要发展方向。     

轻型公务机碳纤维复合材料增压舱共固化成型工艺的试验研究

以轻型高端公务机领世300增压舱共固化成型技术为研究背景,针对增压舱为固化炉整体成型的特点,借助DSC对T700G-12K碳纤维/环氧预浸料的固化温度和固化度进行了研究与分析,优化固化工艺参数.通过无损检测C扫描和力学测试进行验证.试验结果表明:增压舱固化工艺采用凝胶点温度80℃下处理240rin,105℃下保温保压120min以及130℃下保温保压120min为本组试验的最优方案,产品缺陷少.     

三维等离子体MHD气动热环境数值模拟

电磁流动控制技术是一个多学科交叉融合的重要研究方向,在高超声速飞行器气动特性优化、气动热环境减缓、边界层转捩和等离子体分布等流动控制方面显示出广阔的应用前景。考虑高超声速飞行器绕流流场中发生的离解、复合、电离和置换等化学反应,气体分子振动能激发以及化学非平衡效应,耦合电磁场作用并基于低磁雷诺数假设,通过数值模拟求解三维非平衡Navier-Stokes流场控制方程和Maxwell电磁场控制方程,建立磁场与三维等离子体流场耦合数值模拟方法及程序,采用典型算例进行考核。在此基础上,开展不同条件下磁场对再入三维等离子体流场以及气动热环境影响分析。研究表明:建立的高超声速飞行器的等离子体流场与磁场耦合计算方法及程序,其数值模拟结果与文献符合,外加磁场使飞行器头部弓形激波外推,磁场强度越强,激波面外推距离越大;不同磁场强度环境下,流场中温度峰值大小略有变化,变化幅度较小;磁场对绝大部分区域的热流有减缓作用,作用的大小与飞行高度、马赫数以及磁场的配置紧密相关;当前的计算条件下,飞行的高度越高,磁场的作用越明显。     

风机液力调速控制系统

大功率风机采用调整型液力偶合器调整来调节风量具有明显的节能效果。通过对系统的静动特性分析,提出了单处机控制风量流量的闭环控制系统。经过实验,了解了采用ＰＩＰ调节器的控制系统基本性能及其应用的可能性。