柔性线加工模式下航空结构件数控加工工艺设计技术研究

柔性自动化加工已经成为航空制造未来的发展方向。航空结构件属于多品种小批量生产模式,难以通过迭代优化获取稳定高效的加工工艺,为确保柔性生产线的正常运转,必须攻克柔性线加工工艺支撑技术。围绕柔性线加工模式对工艺技术的需求,从柔性线加工工艺标准化、加工过程质量控制及监控指令构建等方面开展系统研究,形成面向航空结构件的柔性线自动化加工成套工艺技术,有力地支撑了柔性线加工模式下,航空结构件的高效稳定加工。     

基于激光超声的金属材料晶粒尺寸在线无损检测技术

金属材料的晶粒尺寸是材料力学性能表征的关键参数,实现晶粒尺寸在线检测对提高产品质量、智能工厂的改造升级、智能排产具有重要作用。首先介绍了基于热弹机制的激光超声在线无损检测试验平台;然后分析了基于频域能量衰减计算晶粒尺寸,基于频谱衰减计算晶粒尺寸及分布的建模方法;最后对生产现场可能出现的部分环境干扰进行了试验模拟。实现了基于激光超声方法的晶粒尺寸在线检测,检测精度可达到86%以上。样品运动速度在20 mm/s以内、面外抖动±7 mm及偏转角度在0.8°以内时,能够有效保证检测效果。     

昌北机场一次罕见的雷暴大风过程特征分析

利用常规气象资料和多普勒雷达资料,分析了2018年3月4日影响昌北机场的一次阵风达到37 m/s的雷暴大风天气过程。结果表明:昌北机场处在高空低槽前部,低空西南急流强,地面受暖低压倒槽的影响之中,探空显示出“上干下湿”的层结特征,SI指数、总指数、大风指数等指数对此次过程的预报有意义;南昌站的基本反射率因子很好地揭示了该飑线移动和强度特征,径向速度场反映了飑线移动中风场的信息,出现了速度模糊现象以及“牛眼”,均预示着雷暴大风天气。     

固体火箭发动机多层结构壳体的导波频散特性分析

应用全局矩阵法,推导了多层结构壳体的导波频散方程,并分别针对固体火箭发动机四种不同层数的壳体导波频散曲线进行了求解,发现当结构层数和第一层厚度增加时,各模式曲线的间隔缩小．曲线数目增加,并有向零频方向靠拢的趋势。同时研究了粘接质量变化对频散特征的影响,随着胶层质量相对变差,频散曲线总体向左漂移。     

第二喉道超声速引射器启动性能理论研究

为了给带第二喉道的超声速引射器的工程设计提供设计依据,提出了一套快速分析其启动性能的方法.该方法采用特征线方法分析一次流喷嘴出口流场,结合Korst再压缩判据确定引射器盲腔压力,采用一维控制体方法计算第二喉道引射器的下游流场.采用该方法可以较好地估计第二喉道极限面积比、最小启动压比以及对应的盲腔压力.研究了一次流物性参数比热比和3个几何参数对引射器启动性能的影响.结果表明:该启动性能分析方法具有较好的一致性;较低的盲腔压力对应较高的最小启动压比.      

一种月球车视觉系统的匹配算法

 对采用双目视觉来实现月球车自主导航提出了一种快速匹配的方法。首先,对相机的内外参数进行精确地标定,通过两相机的外参数对图像进行核线纠正,生成消除上下视差的核线;然后,在核线图像上,采用相关系数法进行由少到多的粗匹配,对匹配结果进行多重的检验,接着用最小二乘方法进行亚像素的精确匹配;最后,在匹配的像点间构建Delaunay三角网,建立两图像重叠区域的匹配关系,实现稠密匹配。对该方法进行了多组实验,实验结果表明:该方法可以快速、可靠地实现稠密的图像匹配。     

一次中等磁暴期间全球电离层TEC及ROTI指数变化分析

地磁暴发生时,电离层会有偏离平均水平的强烈扰动.基于全球电离层TEC及其时间变化率ROTI(Rate of TEC Index)数据,对2014年8月一次中等强度磁暴期间的全球电离层影响进行了分析,探讨了磁暴所引发电离层暴的可能机制.研究发现,本次磁暴伴随有明显的电离层暴效应.磁暴期间:南半球电离层以正相暴为主,北半球电离层暴则整体表现为短暂正相暴后长时间强的负相暴;电离层在北半球的下降比南半球强,并且这种下降持续了约一周时间;低纬区域电离层变化幅度明显小于中纬区域,高纬区域则主要表现为负暴效应;赤道北驼峰出现了明显的南移现象,直至磁赤道两侧双驼峰结构消失.对磁暴期间三个不同扇区的电离层ROTI变化的分析表明:欧洲-非洲扇区磁暴前有电离层闪烁发生,磁暴发生后消失,而东亚-澳大利亚及美洲扇区则无此现象出现.研究结果表明,此次磁暴期间的电离层变化存在明显的时间和空间差异.     

一种屏蔽式总温探头设计及其测量误差估计

在忽略辐射误差的情况下，使用流固耦合传热数值模拟的方法预测了一种总温探头在不同工况下的速度误差和导热误差。结果表明：在马赫数为0.2～0.6的范围内，导热误差都保持在较小值；总误差的90%以上由速度误差贡献；最大测量误差为1.13 K，比结构A、结构B、结构C以及结构D分别低了331.6%、119.4%、61.6%以及59.5%；速度误差和导热误差存在互相影响的关系，存在最优解可使总误差最小；适用于等温来流和马赫数大于0.5的高速非等温来流的总温测量。最后探讨了热电偶节点位置对测量精度的影响，节点在从设计点远离支持体的过程中，测量误差遵循着先增大后减小的变化规律。     

线牵连续型机械臂运动学分析

以狭小作业空间环境为应用背景,设计了一款线驱动连续型机械臂,并对此机械臂的单段关节和三段关节分别进行了正逆运动学分析。分析了驱动空间、关节空间与操作空间三者之间的关系,对这三种空间映射关系的分析即为连续型机械臂的正、逆运动学分析。分析了多关节段之间的运动学耦合关系,并在此基础上分析了多关节段的逆运动学问题,提出了求取逆运动学解的数值算法。最后在Matlab环境中分别对连续型机械臂单关节段和多关节段的正逆运动学算法进行了仿真验证,实验结果验证了所提算法的可行性和有效性。