液体火箭发动机智能健康监控技术研究进展

健康监控技术作为改进和提高液体火箭发动机安全性与可靠性的核心关键技术,近年来其智能化发展的趋势十分明显。本文简要回顾了液体火箭发动机健康监控技术的发展历程;重点围绕基于传统人工智能的方法和基于深度学习的方法两个方面,对智能故障检测与诊断方法进行了系统地介绍;进一步阐述了健康监控系统在方案设计和实际应用等方面的研究现状,以及智能健康监控系统的发展情况;最后对今后健康监控技术的发展趋势进行了分析和展望。     

液体火箭发动机故障检测与诊断综述

对健康监控技术的中心问题－故障检测与诊断方法进行了综述，对可能用于液体火箭推进系统的各种故障检测与诊断方法进行了系统分类和详细评述，指出了近期必须研究和完善的几项主要工作。     

复合材料自动下料优化排样方法

近年来,高性能复合材料在航空领域的应用越来越广泛,飞机结构复合材料的用量已成为衡量飞机先进性的一项重要指标[1].高性能连续纤维复合材料能够生产更轻、性能更好的产品,但是复合材料较高的材料成本、复杂的设计和制造过程在很大程度上制约了复合材料的更大规模的应用,因此低成本复合材料设计制造一体化技术已经成为世界通用飞机制造商必须要面对和解决的问题之一.     

涡轮泵实时故障检测短数据均值自适应阈值算法

为了实时监控液体火箭发动机涡轮泵的状态，提高其安全性，降低其故障带来的破坏程度，提出了短数据均值自适应阈值算法(SDM—ATA)，建立了实时故障检测的统计学模型、研究了阈值区间均值与方差的自适应计算及其带宽系数的自适应训练、故障综合决策逻辑，以及故障数据对阈值贡献的踢除等方法，并利用某型火箭发动机地面试车涡轮泵振动测量数据和某型转子试验平台实时测量数据对该算法进行离线和实时在线故障检测试验验证。结果表明，SDM—ATA没有发生误检测情况，并具有实时故障检测的能力。     

空间管件弯扭组合加载成形及回弹规律研究

基于弹塑性力学理论和有限元数值模拟技术,构建空间管件定心弯扭组合加载成形工艺的数值模拟模型。研究弯扭组合条件下空间管件的成形规律、成形过程中工艺参数随固定模离心率e的变化规律,以及夹钳扭转角速度一定时固定模离心率e和成形轴线挠率修正因子?之间的非线性关系。研究发现以下规律:(1)在空间管件定心弯扭组合加载成形工艺中,管件的真实弯曲半径受到弯曲模转角和夹钳扭转角度的双重影响。(2)在纯弯曲条件下所获得的等效弯曲点不能适用于定心模式下空间管件的成形,原因在于管件在等效弯曲点处的挠率修正因子与固定模离心率e、夹钳角速度与送进速度的比值ω?v等多种因素有关。(3)若固定模离心率e、活动模回转半径和转角不变,则挠率修正因子?随夹钳角速度与送进速度的比值ω?v的增大而增大;若夹钳角速度与送进速度的比值ω?v、活动模回转半径和转角不变,则挠率修正因子?随固定模离心率e的增大而减小。     

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。     

霍尔推力器寿命实验和计算分析

为了准确高效地预估霍尔推力器寿命,利用在真空舱内工作较短时间后的霍尔推力器结合三坐标测量仪测量其放电室陶瓷绝缘内外壁面轮廓的直径沿周向的变化情况,以此作为输入参数结合概率密度公式获得了高效率的半经验公式法模型和计算结果。采用文献算例对模型和计算代码进行了验证,表明改进后的模型和算法能够在霍尔推力器短时间运行的测量结果基础上较为准确地预测长时间工作后放电室壁面轮廓形状,进而得到推力器的使用寿命。在此基础上,针对影响HET-40推力器寿命的主要因素进行了考察,获得了相关的影响规律。结果表明,其他条件不变的情况下,霍尔推力器的寿命与输入功率乘积近似常数,对于本研究对象,该常数大约为3.6×106 W·h。     

某减压阀静态特性分析

建立了某减压阀静态特性模型,并用实验验证了模型的正确性.通过仿真讨论了膜片有效面积、网芯不平衡面积和阀门总刚度对减压阀静态特性的影响.结果表明:阀门总刚度的影响较大,而膜片有效面积和阀芯不平衡面积的影响相对较小.     

霍尔推力器放电室壁面溅射产额研究

霍尔推力器放电室壁面经受低能量(不大于300e V)离子的溅射是影响其寿命的关键因素之一。为了获得放电室壁面材料(BNSi O2)的溅射产额随离子入射角度和能量的变化规律,采用真实霍尔推力器提供275e V的氙离子在真空舱内轰击靶材,利用称重法获得实验参数下的溅射产额。为了克服单纯依靠实验测量耗时耗钱且更低能量的离子溅射实验测量误差会陡然增大的缺点,采用前面实验结果修正了基于蒙特卡罗(MC)方法的SRIM软件溅射产额计算参数,并采用文献实验结果对不同能量下的模拟结果进行验证。在此基础上,用SRIM软件较为详细地考察了入射离子能量低于300e V时入射角度和能量对霍尔推力器放电室壁面材料溅射产额的影响规律。结果表明,溅射产额随离子入射角度先增大后减小,而随入射离子能量则呈现增大的趋势,但当能量小于100e V时,溅射产额逐渐趋于一个非常小的数值。     

钣金零件毛坯展开计算方法研究进展

通过对钣金零件毛坯展开方法的论述,可以看出以几何映射法为基础发展起来的各种方法在确定钣金零件毛坯的初始解方面,有着不可替代的快速性优势;随着计算机技术和有限元技术的发展,软件使用进一步简单化,有限元增量法和有限元逆算法将会得到更为广泛的应用,同时也将成为数字化钣金精密成形的主要工艺手段;另外,随着人们对高分子复合材料性能的进一步探索研究,以及对物理逆向法实用化工艺问题的研究,物理逆向法在未来可能成为一种行之有效的方法。