碰摩约束下柔性转子模态特性及其计算方法

以航空发动机低压（LP）转子为代表的柔性转子,通常具有两端大质量、细长轴和长跨度支承的"弱刚度"结构力学特征,这使得碰摩产生的约束作用不可忽视,其将会导致柔性转子模态特性改变,进而造成临界转速等动力学目标偏于设计状态。本文以典型航空发动机低压柔性转子为对象,结合梁单元法提出了此类复杂转子在碰摩约束下的动力学建模方法;将谐波平衡思想与频域的自由度缩减技术结合,提出了相适用的非线性模态求解方法;在此之上基于ANSYS和MATLAB平台,建立了含碰摩约束的复杂转子非线性模态分析的一般流程。将方法应用到某型柔性转子系统,成功获得其模态特性,结果表明：碰摩约束使转子模态频率增加,且随转子振幅增加而增加,尤其是对风扇碰摩较为敏感的一阶弯曲模态,正/反进动模态频率变化率可达16%和29%,但模态频率的变化始终在特定区间内;碰摩对转子模态频率的影响程度与陀螺效应、转子振型及机匣刚度密切相关,但对摩擦系数不敏感。由于接触点处摩擦力做功影响,柔性转子各阶反进动模态阻尼在碰摩严重时小于0,反进动模态能发生失稳。     

飞机结构件柔性生产系统设备布局分析与优化

飞机结构件加工具有科研与生产混线、小批量与大柔性等典型离散制造特征,实现全生产过程自动化难度大。提出了一套综合物流、存储、装夹的柔性生产系统方案,形成了飞机结构件柔性生产系统设备布局,对柔性生产系统中的关键物流设备(AGV和RGV)数量需求进行了分析,构建了分析RGV数量和配送时间对生产线中单台机床每天平均空置率影响的仿真算例,对结构件柔性生产线设备布局进行优化,为面向智能制造的飞机结构件柔性制造系统构建提供重要指导。     

不同结构柔性翼的气动特性风洞试验研究

通过对6种不同结构的柔性翼模型进行的变迎角、变风速风洞试验,研究对比了不同柔度的柔性翼的升阻特性以及对风速变化的响应特性。结果表明,微型飞机采用柔性翼虽然降低了机翼升力的产生,但能够明显改善升阻比;不同柔度的柔性翼会直接影响微型飞机对风速变化的敏感程度,当机翼结构和柔度经过设计后,可以显著提高微型飞机对风速变化的适应能力。试验数据和结论对提高微型飞机的升阻特性以及对风速变化的响应特性具有一定参考价值。     

平衡空间到模态空间的反映射模型降阶方法

针对内平衡降阶方法物理意义不清晰,平衡坐标无法由传感器直接测量的问题,文章基于柔性航天器动力学模型,提出了通过反映射实现平衡空间到模态空间的模型降阶方法。利用状态空间线性变换传递函数和特征值的不变性,通过平衡降阶模型零极点传递函数获得了与原系统相对应的特征频率,给出了平衡降阶模型与原模态子空间的映射关系,成功构造了反映射矩阵。频率响应及可控可观性分析结果显示,模态子空间降阶模型能够准确找到与原模型相匹配的状态变量,物理意义清楚,便于控制系统使用。     

读来读往

2012中国国际模具制造应用设备及相关工业展览会将于5月30号在上海拉开帷幕。我国制造业又将迎来一次盛会。针对此次模具展,本刊特别推出了2期特别策划。本期专稿由中航工业第一飞机设计研究院的马界祥高级工程师为大家分析了基于建模和多学科分析的重量预测技术;封面文章中,北京航空航天大学王亮博士为大家阐述了飞机数字化装配柔性工装技术体系研究;论坛以"模具设计与制造技术"为主题,     

板料与型材成形柔性模具的关键技术及发展现状与趋势

柔性模具技术的基本思想是采用可变形的结构或材料去代替或部分代替传统的刚性模具用来加工制造不同形状的零件。它可以显著降低零件的制造成本,缩短零件的制造周期,是一种越来越受到人们重视的快速制造技术。     

柔性导轨自动制孔设备制孔试验研究

柔性导轨自动制孔设备因其低成本、柔性、占用空间小的优点,在飞机装配中逐渐被大量应用.本文从国外应用情况开始,分析了现阶段国内的需求,介绍了BAA300柔性导轨自动制孔设备,并开展了制孔工艺试验,获得了制孔的位置偏差和孔质量情况,最终得出了经过设备改进即可应用于ARJ21和C919机身段对接区的自动制孔的结论.     

高超声速风洞舵面测力双天平技术及应用

介绍了舵面的双天平测力技术,以及它在0.5m高超声速风洞铰链力矩试验中的应用。天平为轮毂结构形式,竖置在一种十字型尾翼布局的体-尾组合体的后端。在一次吹风中可同时测量左右两片水平全动舵的气动特性,给出Ma=6舵面法向力、铰链力矩、弦向压力中心等系数随迎角的变化特性,定量描述大迎角大舵偏角条件下,舵面气动特性的非线性效应,以及由此引起控制力增量的变化趋势。     

面向飞行器结构健康监测智能蒙皮的柔性传感器网络综述

飞行器智能蒙皮技术是一项改变未来先进飞行器设计的革命性新技术,结构健康监测是其功能的重要体现之一。为了实现飞行器结构健康监测智能蒙皮,需要在飞行器结构中一体化集成大规模的柔性传感器网络,针对飞行器智能蒙皮应用的实际需求和限制,结合不同的结构健康监测方法,综述了相应的柔性传感器网络的设计、制造工艺和功能实现。最后总结和展望未来飞行器智能蒙皮技术发展面临的关键挑战。     

新型柔性围界在阿里机场盐渍化季节性冻土区中的应用

阿里机场是目前世界上海拔第三高的机场,其地下水埋深很浅、平均温度很低、地基土含盐量高,由此产生了机场建设领域独一无二的盐渍化季节性冻土问题。机场建设时期阿里机场采用了常规的钢围界+斜拉钢索围界方案,由于特殊的地质及气候条件,机场围界很快出现倾斜、破坏现象,对机场运营形成很大的安全隐患。本文根据阿里机场特点,自行设计出一种新型的围界类型,即块卵石石笼柔性基础+刀片刺网柔性上部结构+角钢固定和横向加强方案,多年实践表明该新型围界未见不良病害迹象,可作为高寒高海拔地区围界的备选方案。