航空航天焊接设备与技术应用调查报告

焊接设备是现代工业重要的工艺装备,已广泛应用于建筑、汽车、轻工、电力等工业领域,也是航空、航天、船舶、兵器、核工业等高端制造业中不可缺少的加工设备.作为由中国航空工业第一集团公司主管的中央级大型综合技术刊物,为更好地满足航空航天工业发展的需要,全方位地了解焊接设备和技术在航空航天领域的应用现状及发展趋势,本刊以"航空航天焊接设备与技术应用"为主题,围绕航空、航天高端制造业展开调查,力求为航空航天制造企业、焊接设备供应商以及科研机构提供一些有价值的信息.     

Effects of space flight exposure on cell growth,tumorigenicity and gene expression in cancer cells

It is well recognized that harsh outer space environment, consisting of microgravity and radiation, poses significant health risks for human cells. To investigate potential effects of the space environment exposure on cancer cells we examined the biological changes in Caski cells carried by the “Shen Zhou IV” spaceship. After exposure for 7 days in spaceflight, 1440 survival subclonal cell lines were established and 4 cell lines were screened. 44F10 and 17E3 were selected because of their increased cell proliferation and tumorigenesis, while 48A9 and 31F2 had slower cytological events. Experiments with cell proliferation assay, flow cytometry, soft agar assay, tumorigenesis assay and DNA microarray analysis have shown that selected cell lines presented multiple biological changes in cell morphology, cell growth, tumorigenicity and gene expression. These results suggest that space environment exposure can make significant biological impact on cancer cells and provide an entry point to find the immunological target of tumorigenesis.     

碰撞等离子体的宽频带电磁波吸收特性

针对具有金属反射面的非均匀等离子体对电磁波的反射、吸收问题,采用求解波动方程的方法构造相应的边界条件,详细研究各种参数等离子体对电磁波的吸收特性,讨论对等离子体参数及波动方程进行归一化的方法,得到归一化条件下的等离子体宽频带吸收特性。计算分析表明,对于电子密度为某种渐进分布的有碰撞的低温等离子体,当碰撞频率与最大电子密度处的等离子体频率相近或略大,且等离子体层的厚度足够大时,在一个较宽的频带内,等离子体对电磁波有较强的吸收作用。研究结论可以用于等离子体参数的选择,及等离子体隐身的参数设计。     

柔性后缘自适应机翼的概念设计

对H.P.Monner提出的 “可转动翼肋”自适应机翼概念进行运动学研究,推导了驱动位移量和偏转变形量之间的对应关系。这种可变形翼肋可简化为由平面连杆机构组合而成的单自由度系统,能使机翼后缘柔性偏转的同时保持翼面光滑连续。提出了基于曲线逼近原理根据后缘中弧线偏转轨迹优化转轴点布局的翼肋机构设计方法。对悬臂梁型、圆弧型和反悬臂梁型3种偏转距离相等但偏转轨迹不同的柔性后缘进行了方案设计和分析,从翼肋机构的实现、承载能力以及气动特性3方面进行了建模计算和比较研究。结果表明,圆弧型是3种柔性后缘中最佳的设计方案;柔性后缘自适应机翼的设计分析方法是切实可行的,可根据实际需要设计出满足任意后缘偏转要求的自适应机翼。     

不确定性载荷作用下的零件时变可靠性模型

分析现有时变可靠性建模方法的特点,建立不确定性载荷作用下的零件时变可靠性模型,给出基于载荷和强度分布的零件可靠度和失效率计算表达式。研究载荷作用的特点,建立不确定性载荷作用过程的二维描述法。在此基础上,分别得到强度不退化和退化时的零件时变可靠性表达式。研究表明,即使强度不退化,零件的可靠度和失效率也会随时间逐渐降低;强度退化时,可靠度随时间降低较为明显,失效率具有“浴盆”曲线的特征。在载荷和强度分布已知的情况下,可直接运用本文模型计算零件在任意时刻的可靠度和失效率。当给定许用失效率时,运用本文模型可以更客观地划分零件的早期失效期、偶然失效期和耗损失效期,进而确定零件筛选试验时间、可靠寿命等指标,对零件进行全寿命周期管理。     

基于碰撞检测的自适应阻抗控制机械臂系统(英文)

针对柔性关节机械臂,本文阐述了机械臂能够像人手一样安全操作的方法。3种方法相结合,以便机械臂能够柔顺的接触操作对象并控制接触力在预设定范围内。首先,提出采用虚拟分解法的笛卡尔阻抗控制用来实现机械臂在笛卡尔空间的柔顺控制。其次,引入自适应关节动态补偿器使得机械臂能够实施更为精确的控制。最后,设计了基于笛卡尔力反馈的实时路径规划,从而使机械臂能够检测碰撞并控制接触力。基于碰撞检测的自适应阻抗控制器能够简化其在机械臂上的实施,保持机械臂对环境的友好操作,并且严格满足系统的全局稳定性。实验在4自由度的卫星在轨自维护机械臂平台得以验证。碰撞检测实验和轨迹跟踪实验结果证明了所提出方法的有效性和可行性。     

Second post-Newtonian approximation of scalar-tensor theory of gravity

Deep space laser ranging missions like ASTROD I (Single-Spacecraft Astrodynamical Space Test of Relativity using Optical Devices) and ASTROD, together with astrometry missions like GAIA and LATOR will be able to test relativistic gravity to an unprecedented level of accuracy. More precisely, these missions will enable us to test relativistic gravity to 10^-7–10^-9${10}^{-7}''–''{10}^{-9}$ of the size of relativistic (post-Newtonian) effects, and will require second post-Newtonian approximation of relevant theories of gravity. The first post-Newtonian approximation is valid to 10^-6${10}^{-6}$ and the second post-Newtonian approximation is valid to 10^-12${10}^{-12}$ in terms of post-Newtonian effects in the solar system. The scalar-tensor theory is widely discussed and used in tests of relativistic gravity, especially after the interests in inflation models and in dark energy models. In the Lagrangian, intermediate-range gravity term has a similar form as cosmological term. Here we present the full second post-Newtonian approximation of the scalar-tensor theory including viable examples of intermediate-range gravity. We use Chandrasekhar’s approach to derive the metric coefficients and the equation of the hydrodynamics governing a perfect fluid in the second post-Newtonian approximation in scalar-tensor theory; all terms inclusive of O(c^-4)$\mathrm{O}(c^{-4})$ are retained consistently in the equations of motion.     

面向服务的空战仿真协调逻辑集成

系统的敏捷性是仿真建模的重要目标,它反映了系统适应需求变化的能力.然而当前普遍采用集中式的单层架构建模空战仿真系统中各组件模型之间大量的协调逻辑,这导致系统结构呈现刚性化特征,难于灵活适应不断变化的仿真需求.提出并实现了一种面向服务的空战仿真协调逻辑集成方案.系统中的协调逻辑被有机抽取并封装为一系列协调代理,将协调过程中被动的组件模型扩展为自协调的服务,服务是一种高度可重用的资源并且被机器可处理的描述契约文档完全定义;根据特定的仿真需求在运行时动态组合相关服务即可完成空战仿真系统中协调逻辑的绑定,从而提升了系统的敏捷性.     

随机载荷多次作用下的零件失效率计算模型

运用顺序统计量理论和载荷-强度干涉模型建立了以载荷作用次数为寿命度量指标框架下的零件可靠度和失效率计算模型.分析了随机载荷多次作用时零件失效的过程,从随机载荷作用的统计学意义出发,运用顺序统计量建立了随机载荷多次作用下的零件可靠性模型.在此基础上,定义了以载荷作用次数为寿命度量指标框架下的失效率,给出了失效率计算的一般表达式,并建立了载荷多次作用时零件的失效率计算模型.最后,研究了零件可靠度和失效率随载荷作用次数的变化规律.该模型可用于指导产品的环境应力筛选试验以及其他可靠性试验.     

一种自由曲面视觉测量三维数据拼接方法

提出一种利用标志点构建全局测量控制点的视觉测量三维数据拼接方法.在被测自由曲面上粘贴标志点,并在被测区域放置基线尺,采用1台数码相机在不同视点拍摄标记点和基线尺图像,由此求解数码相机在不同视点的坐标系变换关系.在此基础上,根据立体视觉模型确定标志点三维坐标,转换到全局坐标系下,形成全局测量控制点.视觉传感器在不同位置对各局部区域进行三维扫描,获得局部区域内标志点在局部测量坐标系下的坐标,通过至少3个非共线标志点解算局部坐标系到全局坐标系的变换,从而将实现局部三维数据的拼接.该方法操作简便,适合现场使用.实验结果表明, x,y,z 坐标的拼接误差分别为0.03mm,0.02mm,0.07mm.