先进战斗机强度设计技术发展与实践

新一代先进战斗机对机体平台的要求可以总结为轻重量、长寿命、多功能以及高承载。实现这个目标，除了材料与制造（新材料、新工艺、新结构/装配）的贡献，主机所强度设计/分析/验证技术也必须提升以适应先进战斗机的研制要求。本文阐述了强度设计团队围绕结构完整性要求，近年来在结构强度设计/分析/验证方面的研究成果、技术发展与设计实践，主要包括：面向新一代战斗机强度设计与验证的规范架构，基于多维包线的结构载荷筛选技术，基于统一模型的全机内力分析技术，复合材料整体化结构分析技术，高精度快速细节应力分析技术，内埋武器舱预紧舱门原理与强度设计，双曲面加筋壁板快速建模及声疲劳分析方法，结构故障预测与健康管理系统设计等。上述研究成果已成功应用于新一代战斗机机体平台研制。     

应用定量ESS免除批生产产品RAT的研究

提出了用定量环境应力筛选(ESS)免除昂贵又费时的批生产产品可靠性验收试验(RAT)的设想.探讨了根据MIL-HDBK-344A和GJB/Z34的基本思路,用ESS代替RAT的主要问题:参数选择,筛选目标,ESS大纲的设计实施和分析,利用该方法的前提和关键因素.认为有必要组织力量深入研究这一方法.     

型号研制过程中电子元器件的可靠性控制

电子元器件是飞机综合航电系统及相关功能系统的最基本单元。本文从工程研制的需求角度出发，分析了型号电子元器件控制与管理闭环系统的几个方面，包括优选目录、二次筛选、DPA以及信息管理等工作。     

考虑分布质量的梁单元传递矩阵公式

根据梁的振动微分方程的解,推导出了考虑梁的分布质量时的梁单元传递矩阵公式.通过算例分析,在计算转子各点的振型及不平衡响应时它能有效地提高计算精度.     

利用定量筛选进行电子产品可靠性验收的可行性分析

依据MIL-HDBK-344A《电子设备环境应力筛选》和GJB/Z34《电子产品定量环境应力筛选指南》,利用可靠性统计方法,探讨了利用定量环境应力筛选方法评估批生产电子产品可靠性水平的可行性。     

基于重力梯度测量系统的组件结构模态分析

重力梯度测量系统设计过程中,对重力梯度旋转平台中仪表的位置特性有严格要求。按照传统的设计流程,等到结构件设计、安装完毕再进行振动试验能充分反映结构的真实位移,但是会消耗大量的时间及人力成本,效率较低。对此,本文采用数值模态分析方法在实际生产之前对整体结构进行了较为详尽的有限元分析,计算出了前十阶模态频率和振型,并且检验了结构设计中的刚度问题。对样机结构进行修改,从而保证了一阶主频率达到539.74 Hz,从而满足了航空搭载的环境要求。对整体结构的模态分析为重力梯度旋转平台工程样机的研制奠定了基础。     

热环境对飞行器壁板结构动特性的影响

 高超声速飞行器在巡航或再入过程中面临着严酷的气动力/热/噪声等复合环境,对热防护系统结构的完整性和耐久性提出了严峻挑战。热环境下的动特性是进行结构动态响应分析和优化设计的基础,本文对四周简支的飞行器热防护系统金属加筋壁板热动特性进行了分析,使用有限元软件NASTRAN建立分析模型,基于理论和有限元方法获得了壁板结构热屈曲临界温度,研究了热环境对固有振动频率和固有振型的影响,对比分析了均匀和非均匀温度场对结构模态的影响。结果表明,壁板结构在热环境下易发生屈曲,热模态分析中需考虑热屈曲、大位移变形等因素。同时证实热环境对壁板结构动特性影响较大,结构的固有振动频率随热环境下弹性模量的降低而减小,热应力对结构的固有振动频率和振型都有影响,当温度场分布改变时,固有振动频率的变化规律基本相同,固有振型则不同。     

基于偏最小二乘的向后删除变量法及其在均匀设计中的应用

针对均匀设计中的小样本数据处理问题,讨论了一种偏最小二乘与向后删除变量法相结合的变量筛选方法。首先,利用偏最小二乘建立包含尽可能多的关键自变量的全模型,然后将向后删除变量法中的每一次最小二乘回归替换为偏最小二乘回归,得到基于偏最小二乘的向后删除变量法。实验结果表明,与逐步回归法相比．该方法的预测能力明显提高,且具有更好的稳定性。     

叶片在变转速状态下频率转向特性的研究

基于薄板弯曲理论,采用梁函数组合法对悬臂板进行动力特性分析,推导了在变转速状态下悬臂板频率和振型的解析解的一般表达式,提出了在离心力作用下研究叶片“频率转向”的新方法,建立了计算悬臂板各阶频率和振型的理论依据。同时,采用Matlab软件分析了不同展弦比的叶片在离心力作用下,其“频率转向”特性和模态振型的变化规律,并较为详细的讨论了在“动频交叉点”附近（第2,3阶频率线交叉点附近）叶片的模态振型。仿真结果表明,在叶片的动频曲线相交点处,相同厚度、相同长度的叶片,展弦比较大的叶片的动频曲线交点对应的转速和频率较大;孤立的弯曲模态、扭转模态不会与其他模态耦合而导致频率转向;第2阶二弯模态振型没有明显的变化,第3阶一扭模态振型基本不变。