包含初值或终值条件为驻值条件的非线性弹性动力学的变分原理

历史上为使初始条件为驻值条件的哈氏型原理曾在文献[1～2]中研究过。但文献[1]中仍要求末时刻位移变分为零;而文献[2]中的形式实为虚功原理。对于线性情形,文献[3]中给出了包括初始条件为驻值条件的哈氏型原理。本文给出非线性情形的结果,并推广其可用于终值问题。     

F-22飞机结构／气动弹性设计利用MDO实例过程

文献记载的战斗机在设计、制造或工程管理期间应用多学科优化（MDO）的事例不是很多，文献记载的有关已经能飞行的飞机更是罕见。文章概括描述了F-22战斗机的全部设计过程，重点描述了应用MDO的气动力弹性／结构设计过程。设计过程中最重要的工作是建立飞机有限元模型（A／V FEM）。A／V FEM是链接设计要求与载荷、颤振、应力、动力学与控制律设计过程的通用组成成分。相互依赖的多学科处理过程包括满足颤振要求的刚度处理、适应外部载荷再分配的控制律处理、满足装载特性要求的挠曲与刚度处理、气动力弹性优化大题目内的应力大小分析与气动伺服弹性滤波器设计。一个受约束的适合于载荷、应力、颤振、动力学、控制律集成、重量估算等等的A／V FEM是担负优化设计的有效手段，成功的A／VFEM能出色地进行刚度与载荷设计，结果形成既满足飞机性能要求又顾及结构参数设计成功迭代的最小重量优化设计。根据构型管理，结合特有的专业分析程序、全部的飞行轨迹、数据处理过程等来调整大规模的A／VFEM。如果使用结构分解／反向变换方法的话，利用大规模模型的回报将在相当程度上节省人的工作时间。详细的载荷网格、燃料箱燃料-蒸汽边界与飞机机动姿态及过载相匹配、详细的内部和外部加压等等以前的难题现在都能顺利地解决，满足了一体化的产品可维修性评价和分析技术（IPT）要求。该计算方法为了反映风洞非线性压力分布而修改壁板挠性压力载荷，特别是应付操纵面偏转，因而能极度逼真地模拟挠曲对刚性的系数以及柔性载荷的计算。最后，这些计算功能和使用简便性使其能够成功地处理广域网之间的数据和多种场所的计算。另外，实时计算结果以关系式数据库的方式存储就能够对争论难题快速直接地解答。     

全球电离层发电机方程的一种数值解法

为了将建立在赤道为对称面假设基础上的二维半球域对称）电离层发电机理论扩展到全球,本文在解发电机方程时,去掉赤道对称面这一假设条件和两极附加的边界条件,使通常的边值问题变成一种“无边界’问题．它更合理地描述了电离层发电机过程,而且可以给出半球发电机理论所不能给出的特征,例如,可以对Ｓｑ电流体系的ＵＴ变化、季节变化、非偶极子地磁场部分的发电机效应等南北半球不对称的情况进行数值计算．计算实例表示,在简单的赤道对称情况下,它可以复现二维半球（对称）发电机模型的结果．在不对称情况下,电流体系的强度、焦点位置、电流方向等显示出较为复杂的变化,而半球发电机理论则无法解释这些特征．     

WJ6发动机辅助滑油泵传动轴结构改进设计

本文针对辅助滑油泵传动套磨损的故障，对传动结构进行详细的分析论证后，提出了结构改进设计：传动轴由直齿结构改为带鼓形齿的细长弹性轴结构。     

非线性弹性理论余能原理的注记

指出非线性弹性理论中余能原理泛函中的位移场可由变分约束方程，即平衡方程和力和边界条件解出为Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ第二应力张量的函数，仅以应力张量为独立变分量的纯粹的余能原理是存在的。通过一般一维问题及三维精形简例，说明了分析的正确性。     

非均匀弹性基础上变刚度梁弯曲和稳定计算

本文对非均匀弹性基础上变刚度梁弯曲和稳定计算进行了研究,导得通用的传播公式。编写程序简单,易于用计算机求解。 本文综合经典力法和位移法解静不定问题的思想,应用于传播矩阵法中,定义了“超静解传播系统”与“静解传播系统”等概念,给出並证明了一个求解“超静解传播系统”的定理。按此定理求解具有中间刚性支承和中间饺的多跨变刚度梁,原理简明,方便实用。最后经实例计算证明,结论是正确的,解法是有效的。     

一种混合励磁同步发电机的气隙磁密分析及其电压谐波抑制

为改善混合励磁同步发电机的气隙磁密分布,采用三段式气隙长度对转子进行了优化,对比了优化前后的气隙磁密。为抑制电压谐波,在完成转子结构优化的基础上,进一步采用短距、分布电枢绕组以及定子斜槽等措施。最后对样机电压波形进行了实测和质量分析,结果表明:采用三段式气隙长度与定子斜槽相结合,可将电压波形的总谐波失真(THD)抑制在5%的范围内。此外,探讨了偏心距法在切向/径向混合励磁电机中应用的可行性,并对比了分别采用偏心距法和三段式气隙长度法时的气隙磁密。     

牵引发电机汇流环绝缘结构优化研究

针对牵引发电机汇流环产品标准化和通用化设计,列举了5种型号的交流传动内燃机车配套汇流环绝缘结构,提出了汇流环绝缘结构优化的设计方案。检测、试验和有限元分析结果表明,优化结构满足额定电压低于1 346 V的牵引发电机使用要求。这为以后设计不同要求的汇流环绝缘结构提供了参考依据。     

GH4169合金的循环本构模型研究

为研究GH4169合金在高温环境不同载荷条件下的非弹性响应力学行为,对其开展650℃下单轴拉伸和恒温低周疲劳试验,采用Bodner-Partom (B-P)统一本构理论对其力学行为开展数值模拟研究。通过试验,获得GH4169合金高温单轴拉伸曲线及半应变幅为0.65%,0.75%及0.85%下的循环曲线,基于B-P理论并结合有限元方法,引入介于0～1的缩小因子,研究了本构方程隐式积分新算法,通过ABAQUS用户子程序,计算得到GH4169合金不同载荷条件下的数值模拟曲线。计算曲线与试验曲线均具有较好的一致性,说明B-P模型能较合理地建模GH4169合金的高温非弹性响应力学行为,同时验证了本文模型的完整性和计算程序的正确性。     

HTPB复合底排药损伤本构模型研究

为研究HTPB复合底排药(Composite Base Bleed Grain,CBBG)力学性能,进行了室温(28℃)下准静态单轴压缩和拉伸实验。基于对HTPB CBBG有限变形过程的非线性力学响应分析,建立了五元件黏弹-黏塑-损伤本构模型。模型预测结果表明,所建模型能够准确描述HTPB CBBG压缩和拉伸力学性能。获得的损伤演化律表明,达到屈服应变εy后,累积损伤值D和损伤因子f随应变ε近似线性增长,应变率ε?降低4个量级,压应变为-0.62时、拉应变为0.24时的损伤程度分别增加了10.64倍和22.28倍,拉应力引起的材料损伤较压应力严重。结合所建模型编写了用户子程序VUMAT,利用ABAQUS/Explicit模拟了单轴拉伸实验。计算结果表明,应力应变曲线数值解与实验结果吻合良好,验证了VUMAT的正确性。