基于局部屈曲、压损载荷的帽型长桁截面优化设计

由于帽型长桁的截面尺寸较大,其两边突缘与蒙皮相连形成一个闭合截面,具有很高的受压稳定性,因此被广泛应用于复合材料机身壁板。在局部屈曲和压损载荷下,用MATLAB线性优化帽型长桁截面尺寸,并得出帽型长桁局部屈曲载荷与帽底宽度,帽腰和帽底夹角的关系曲线;压损载荷与帽底宽度,帽腰和帽底夹角的关系曲线,为设计师在初步尺寸设计时提供参考。     

喷注方案对圆形超燃冲压发动机性能的影响研究

在飞行马赫数Ma=6,总当量比为1.0条件下,采用三维数值模拟研究了不同喷注位置煤油当量比分布对双凹腔圆形发动机推力性能和壁面热流的影响。喷注位置包括支板壁面喷注K1,隔离段出口壁面喷注K2,第一凹腔尾缘壁面喷注K3以及第一扩张段壁面喷注K4。结果表明,K1注油当量比大小直接影响燃烧室内的燃烧模态和流道中心燃烧。为了保证发动机推力性能,K1注油须达到一定量,促使流道燃烧处于亚燃模态,且流道内具有较强的中心燃烧。为优化发动机壁面热流环境,剩余燃料需要在K2,K3和K4分散注入。K2和K3注油当量比大小同时影响第一凹腔燃烧性能,其中K2注油当量比降低,推力性能下降,但壁面热流性能提高,而适当增加K3喷注煤油,有利于提高推力性能。增加K4注油,第二凹腔及其之后流道区域燃烧增强,发动机推力性能和热流性能均提高。通过分析各注油位不同当量比分布对发动机力热性能的影响规律,最终获得了力热性能较优的注油当量比分配方案,此时K1～K4注油当量比大小依次为0.6,0.1,0.1,0.2。     

变截面悬臂梁结构动载荷辨识方法

在航空航天领域,作用在结构上动载荷的确定对结构健康监测是非常必要和重要的。为此,本文以类似机翼结构的变截面悬臂梁结构为研究对象,提出了一种基于光纤光栅传感器与卡尔曼滤波器的动载荷识别方法。首先,根据变截面梁单元形式,推导出变截面梁的质量矩阵与刚度矩阵,建立动力学运动方程。然后,以光纤光栅传感器测得的应变信息作为观测信号,通过卡尔曼滤波器生成的增益矩阵、新息序列矩阵以及协方差矩阵,得到灵敏度矩阵和估计力的增益矩阵。在此基础上,利用广义回归模型及其最小二乘算法,估算出动载荷大小、判断出动载荷激励位置。借助数值仿真与实验手段,分别验证了该方法对于单点正弦激励、方波激励、锯齿波激励以及多点同时激励等工况下的动载荷识别效果。结果表明,本文所提算法具有较好的动载荷识别效果和噪声抑制能力,能够为未来风洞试验和真实飞行试验环境中诸如大展弦比机翼表面气动压力等载荷实时辨识、气动外形自适应控制以及结构健康监测提供技术支撑。     

圆形太阳翼模态仿真与试验研究

利用有限元软件SAMCEF实现了圆形太阳翼模态仿真分析,探究了翼面预紧力、约束方式和悬吊弹簧重力卸载系统对太阳翼模态的影响。结果显示,翼面预紧力对太阳翼模态影响较大;支撑车约束方式微小影响太阳翼第一阶模态;有支撑车相比无支撑车,太阳翼第一阶模态频率差值可达32.89%,因此地面试验不能使用支撑车;含悬吊弹簧重力卸载系统可有效减轻重力作用对模态的影响;此外,当弹簧刚度小于7 N/m时,其对太阳翼模态的影响小于0.59‰。随后,采用工作模态法和双点激振方式,经预试验优化地面试验方案;采用正弦扫频方法进行模态测试,获得了圆形太阳翼的前四阶模态振型和固有频率。最后,通过有限元模型修正,使模态仿真结果误差保持在4.16%以内,符合测试相关标准的要求。     

一维非均匀变截面结构瞬态响应的传递函数渐近解法

分析了具有单结构参数变化的一维非均匀变截面结构。引入状态变量将运动微分方程及边界条件写成状态空间形式。定义小参数，通过Laplace变换并利用摄动方法，得到常系数微分方程，从而得到问题的摄动解。通过反Laplace变换得到时域的响应。给出了数值算例，验证了方法的可行性。     

矩形变截面压杆的临界力

本文用幂级数解法推导了截面厚度h不变,宽度b沿杆长线性变化的矩形变截面压杆的临界力公式,给出了临界力公式的适用范围。所得结果对于压杆的设计有应用价值。     

介质层中频率选择表面散射特性分析

利用等效电路法分析了一种夹于介质层中的频率选择表面的散射特性。这种频率选择表面是由具有低通高阻选频特性的栅格方回路振子阵列构成。数值计算结果表明,介质夹层频率选择表面结构具有较好的反射和透射谐振频率可调性,并且其频率响应特性随入射波入射角的变化较缓慢。利用这种结构,可以制作低雷达散射截面天线的滤波反射面。     

异型截面三维编织复合材料细观结构分析

阐述了异型截面三维编织物编织的基本原理,以"口"字型截面为例,系统地分析了携纱器在机器底盘上的运动规律以及纱线在面内和空间的交织运动规律.采用控制体积单元法建立了异型截面三维编织复合材料中除普通方型三维编织复合材料所具有的内胞、面胞和角胞外,在矩形与矩形相连区域的相连内部单胞、相连表面单胞和相连角单胞模型.这些单胞模型的表面与预制件的表面平行,有利于今后的力学性能分析.此外,在假设纱线具有椭圆形横截面的基础上,推导了编织工艺参数之间的数学关系,为进一步分析异型截面三维编织复合材料的力学性能奠定了基础.      

带肋变截面回转通道内换热特性的实验研究

与等截面回转通道相比较,变截面通道更接近叶片内冷通道原型。本文采用实验的方法研究带90°直肋的变截面180°回转通道壁面的换热特性,以单个直肋为基本特征将通道分成若干单元,在满足通道面积连续的条件下,考察了各特征无因次几何参数和气流雷诺数对带肋面换热的影响。在实验验证的进口雷诺数的范围内,与Dittus-Boelter公式比较,实验模型带肋面的平均努赛尔特数Nu_av提高了74%～128%不等,并且在较小的Re_in时,Nu_av提高的幅度更大。