运用低自由度协同优化的机翼结构气动多学科设计优化

 为了解决协同优化方法(CO)协调困难和计算量过大的问题,提出了低自由度协同优化方法(LDFCO)。LDFCO的系统级优化通过调整共享设计变量和辅助设计变量,使系统目标最优,并满足一致性约束条件。子系统优化通过调整局部设计变量,使子系统目标最优,并满足局部约束条件。子系统目标有2种形式：最小化本子系统的一致性约束函数和直接与系统目标有关的状态变量的加权和,或最小化一种不同于前者的一致性约束函数。着重研究了如何利用常规LDFCO/V1和基于代理模型的LDFCO/V1求解机翼的气动/结构多学科设计优化问题,并与CO方法进行了对比,结果表明常规LDFCO/V1和基于代理模型的LDFCO/V1都能成功地应用到机翼的多学科设计优化中,验证了LDFCO/V1的可行性和有效性。     

碳纤维复合材料车削加工技术研究

碳纤维复合材料硬度高,耐磨性强,属于典型的难加工材料,易产生分层、毛刺、开裂等加工缺陷。研究了车削工艺参数:切削深度ap、主轴转速n、切削进给量f对碳纤维复合材料构件加工表面质量的影响。结果表明,按以下工艺参数选取时,可获取最高生产效率和最佳加工表观质量;精加工时,选取切削深度ap=0.3 mm、切削进给量f=0.1～0.2 mm/r、主轴转速v=100～120 r/min;粗加工时,选取切削深度ap=3 mm、切削进给量f=0.3～0.8 mm/r、主轴转速v=60～80 r/min。     

具有三维网络结构的莫来石纤维多孔隔热材料的制备及性能研究

本文针对以模压法制备的莫来石纤维隔热材料内部莫来石纤维易形成层状排列的缺点,通过向浆料中引入聚丙烯酰胺(CPAM)的方法来增加浆料的黏度,从而提高纤维的悬浮稳定性,进而制备出具有三维网络结构的莫来石纤维隔热材料。研究了CPAM浓度对莫来石纤维多孔隔热材料的显微结构以及各项物理性能的影响规律。试验结果表明,随着CPAM浓度的增加,试样内部纤维的三维搭接结构越发明显,试样的气孔率逐渐增大,密度和热导率随之减小。但样品的强度随着CPAM的加入呈先增大后减小趋势。当CPAM的浓度为质量分数0.62%时,所制备出的样品的密度为0.382g/cm3、热导率为0.069W/(m·K),且强度呈现最大值0.64MPa。     

开关磁阻电机发电运行强励方案的研究与实践

从开关磁阻发电机的运行原理可以看出 ,合理和充分的励磁是发电工作的关键。本文提出了强化励磁的构想 ,设计了强励的解决方案 ,并进行了样机实验验证。分析和实验表明 ,强励方案对运行在低压宽转速系统中的开关磁阻发电机 ,可以获得显著效果     

定向凝固A1-4.5%Cu合金枝晶粗化研究

在定向凝固的条件下,研究了Al-4.5%Cu合金一次晶及二次臂的粗化问题。研究发现,一次枝晶在凝固过程中并不产生粗化,而只与工艺参数有关;二次臂粗化,二次分枝间距与粗化时间t_f的关系是λ_2=0.012—0.020t_f~(0.30-0.38)(mm)。通过与Kattamis等人的粗化理论比较,作者认为Kattamis和Chernov的等温粗化模型同样适用于一般凝固过程。     

基于里程计和超声波群多传感器融合机器人定位导航方法

针对机器人定位问题,给出了采用里程计和采用超声波的定位方法。里程计的定位方法不可避免会产生累计误差,无法长时间使用,而基于超声波的定位方法没有累计误差,但定位周期较长,实时性不够好。因此,综合两种定位方法的特点,通过融合两种传感器的数据,改善定位精度,缩短定位周期。     

星点坐标辅助的全天区三角形星图识别算法

随着当前星敏感器视场（FOV）的增大,探测能力的提高,一帧图中拍摄到的恒星更多。但是受星敏感器光谱范围的限制及空间环境干扰影响,星等测试精度一般不高于0.2 mV。为了充分发挥当前星敏感器视场和探测能力的优势,并避免星等误差的影响,提高全天区星图识别算法在线应用的适用性,提出了一种星点坐标辅助的全天区三角形星图识别算法。该方法采用"全局初步搜索识别—局部精细匹配验证—最优结果选取"的算法思想。首先,根据星敏感器探测到的极限星等范围构建导航星表,选取亮星构建角距星表,既确保了星表的完备性,又有利于充分利用星敏感器的探测能力。然后,在三角形约束条件下进行角距匹配识别,得到一个或多个导航三角形,在该识别环节提出了非线性矢量法查找星表,既提高了定位精度,又能采用单精度数据类型降低存储空间。最后,提出局部天区星点坐标匹配算法进一步消除冗余匹配,同时又识别出视场内更多的观测星,有利于提高识别率和定姿精度。试验结果表明,与其他一些经典的星图识别算法相比,所提算法在识别率和星表容量方面更有优势。识别率可达99.9%,且随着星等的增加,存储容量增加的最少。所提算法更加适于大视场、高星等敏感范围的星敏感器在线应用。     

U型复合材料结构件热压罐固化变形及补偿技术应用研究

以复合材料U型构件为研究对象,采用数值模拟的方法对U型件进行热压罐温度场的模拟,模拟出在不同时间段工装和工件的温度分布情况,模拟工件在工装传热和变形影响下的内部传热、固化度、最终变形情况和残余应力水平等。根据模拟结果,优化热压罐固化工艺参数,从而改善固化热变形问题,根据分析结果制定补偿方案并实施验证,同时优化工装结构形式,采用工装型面补偿技术对零件固化变形进行预补偿。结果表明,补偿后零件变形后的外形与理论几何外形相差1.37mm,验证了补偿技术的可行性。工装型面补偿技术可以有效提高复合材料结构件的制造精度。     

新概念机翼尾流特性实验

大型飞机常采用开启襟翼以增大机翼升力系数,实现较大迎角的起飞和降落,而机翼在大迎角状态下,翼尖会产生能量集中且自由消散时间长的飞机尾涡,严重影响后续起降飞机的安全。基于Rayleigh-Ludwieg不稳定性,提出一种新概念飞机襟翼布局,通过水槽实验发现:新概念布局的襟翼对翼尖涡的消散具有明显的促进作用,不同参数组合下襟翼涡对翼尖涡的运动特性和能量变化的影响均有不同。实验结果也为飞机尾流控制的研究提供了参考,在满足飞行力学设计的基础上,合理运用增升装置构建四涡系统可以有效促进飞机尾流的消散,提高机场飞机起降效率。