载人航天器内菌斑清除装置设计及初步应用验证

为了能够快速有效地清除空间站等载人航天器舱内的菌斑,提出了一种菌斑清除装置方案。从样机原理结构、载荷强度仿真、工艺参数分析和优化方面进行了阐述。地面验证实验的初步结果表明:样机在最优工艺条件下,即风速20 m/s、紫外LED灯功率5 W、光照时间10 min时,菌斑的收集率和杀菌率可达到91%和99.5%,满足使用需求;快速染菌实验表明:样机对易腐蚀菌株芽枝状枝孢霉、黑曲霉、金灰青霉的菌斑清除率和杀菌率均在90%以上;实际应用中,对密闭舱室灯板上的菌斑清除率达到99%。该装置的应用有望提升我国载人航天器在轨防控微生物污染与腐蚀的能力。     

基于IGES标准的NURBS虚拟仿真模型生成方法

为了生成光滑表面的虚拟模型,提出了一种基于IGES标准的NURBS虚拟仿真模型生成方法。文中详细讨论了该方法的实现过程,通过分析IGES标准,从中总结出NURBS实体模型的层次结构;设计了符合该标准的数据结构,给出了正确绘制NURBS虚拟模型的方法,最后使用实例验证提出的方法是切实可行的。     

多层界面相陶瓷基复合材料裂纹偏转机制模拟

针对多层界面相陶瓷基复合材料(CMCs)裂纹偏转机制进行了有限元模拟。在圆柱单胞模型中,按照界面相各亚层的实际厚度建立多层界面相几何模型,然后赋予各亚层对应的组分材料参数,获取轴对称有限元模型。在此基础上,采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)分别计算基体裂纹在界面相处偏转与穿透两种情形的能量释放率Gd和Gp,根据断裂力学准则实现对裂纹在多层界面相内部偏转机制的分析。可以看出:各向异性界面相比各向同性界面相内部的Gd/Gp比值更大,更利于裂纹偏转的发生;总厚度相同的多层界面相与单层界面相相比,其内部的Gd/Gp比值更高,裂纹在其内部发生偏转的机会更多,且五层界面相(PyC/SiC/PyC/SiC/PyC)比三层界面相(PyC/SiC/PyC)更利于裂纹发生偏转。      

特种设备自动化拆检系统控制研究

针对某些部件全自动化拆卸与检测的任务需求,本文设计了专用的机电样机系统平台,解决了流程中的关键技术。平台系统包括自动运输、自动升降、自动拆卸以及自动检测子系统。应用上位机与PLC控制技术,通过通信,将各个子系统进行连接,以实现对各个子系统的综合控制。通过试验验证,该平台能够完成部件的拆、装作业;柔性处理及测量、检测。     

虚拟试飞关键技术及应用研究

飞行试验是民机产业链的关键环节,试飞周期较长会导致飞机交付时间延迟、企业信誉损失、资金无法及时回笼等问题,因此中国民机飞行试验在经济性、安全性等方面还有较大提升空间。虚拟试飞指试飞环节中含有一个或多个采用了仿真手段的试飞技术。借助虚拟试飞技术可以构建“预测试验比较”迭代式的试飞新模式,提前开展试飞结果预测和试飞风险评估,保障安全,提高质量,降低成本。界定了虚拟试飞概念,选取了虚拟试飞中较为典型的地面试飞与空地一体试飞,阐释了其技术概念、讨论了其应用范围、说明了其实现原理、梳理了其应用现况,并针对国内空地一体试飞实际应用较少的情况,提出了一套用于评估在实际飞行试验中引入空地一体试飞平台可行性的装备论证方案。     

飞控系统虚拟设计环境

开展面向设计的飞控系统虚拟原型机开发环境研究,提出了飞控系统虚拟设计环境的3层次结构:第1层为运行管理层,以数据库为基础,其核心为PDM(产品数据管理)软件.第2层为虚拟技术层,提供余度飞控计算机、舵回路、传感器等的虚拟原型的生成.第3层为仿真支持层,支持人在回路的仿真验证.分析了实现每层功能的关键技术,并基于该虚拟设计环境,完成了虚拟四余度飞控计算机的设计和验证,使该开发环境具有面向主要结构参数、性能参数、价格参数的虚拟余度飞控计算机系统生成功能.     

空中交通管制仿真环境研究

研究可支持训练和多种用途的空中交通管制(ATC)仿真方法,介绍了空中交通管制的仿真内容,通过分析空中交通管制的各要素,建立了仿真环境框架和仿真环境模型.采用分布交互仿真技术和虚拟现实技术,讨论了仿真环境中视景数据库的生成、三维视景实时生成、管制设备仿真、计算机生成飞机、想定生成和任务管理等问题,最后介绍了系统的实现结果.     

Stewart平台远程操作试验系统的研制

为了研究Stewart平台大时延情况下的远程操作稳定性,建立了相关试验系统.用以太网模拟远程通信信道,连接2套Stewart平台控制系统;利用DirectX技术,对用户屏蔽了具体硬件设备,建立了用户输入接口和视频反馈;利用OpenGL(Open Graphic Library)技术,建立了虚拟操作环境,以便于未来利用虚拟操作环境补偿时延;用神经网络的位置正解方法代替传统方法驱动虚拟模型,获得更高的精度;对通讯的带宽进行在线监控,优先保证指令传输;通过改变发送速率,保证视频连续发送.试验结果表明,用户通过输入指令可以方便地控制平台,平台位姿可以通过虚拟操作环境和视频进行反馈,系统满足了设计要求.