应力和位移约束下连续体结构的拓扑优化

结构拓扑优化设计是结构初始方案设计的重要方法。同时考虑应力和位移约束,采用遗传算法,用染色体基因映射结构离散化后的单元体,对连续体结构进行拓扑优化。为了消除结构中的铰接和棋盘格现象,在拓扑优化分析中引入了结构约束的概念,并在罚函数方法中引入导向因子,改善优化分析结果。该方法可以为工程结构的初始设计提供多种方案,同时为新结构的设计提供了理论基础。算例分析表明所提出的方法是合理、有效的。     

基于仿生学的机翼结构刚度和强度设计研究

探讨仿生学及结构仿生学的理论基础,研究将其应用到飞机机翼的结构设计中以提高机翼的结构刚度和强度的方法。主要包含两个方面:一是对肋、梁等零件进行仿生设计分析;二是对承力系统进行整体结构的仿生设计分析。研究内容包含:分析机翼结构受力和传递路径,探讨与机翼结构相似的特定生物系统特征,以确定机翼结构形式、并计算应力、变形等参数,和原型机翼进行比较,最终择优选择设计方案。     

压气机叶栅内不同高度端壁翼刀的实验

通过采用五孔探针在低速平面风洞上测量压气机叶栅流场的方法,研究了不同高度和周向位置的端壁翼刀对叶栅能量损失及二次流速度矢量的影响.结果表明,使叶栅总损失降低的最佳周向安装位置是距离吸力面70%相对节距处,最佳翼刀高度为5 mm;存在使叶栅总损失降低的极限翼刀高度.当翼刀高度增加时,翼刀涡更加清晰.安装翼刀可以改变叶栅端壁损失的分布,进而控制吸力面/端壁角区的流动,改善叶栅的气动性能.      

基于适坠性的轻型飞机结构设计改进方案

适坠性是对轻型飞机设计提出的新要求.空间、约束、环境、能量控制和坠机后的因素是适坠性设计的主要要求.为了提高飞机的适坠性,必须对飞机结构进行相应的改进.本文在介绍飞机适坠性的本质和基本要求的基础上,列举了当前一些结构设计在适坠性方面存在的不足,总结了在轻型飞机上采用低置的发动机架、去除直角的防火墙、吸能地板、柔性座椅和加强的前机身等改进方案对提高飞机适坠性的效果和原理.     

航天器结构动态优化设计仿真技术

本文简要回顾了航天器结构设计技术的发展情况，说明结构动态实验仿真技术是结构动态优化设计仿真技术的基础，介绍了两种模态试验仿真技术与试验建模技术，给出捆绑式运载火箭试验仿真技术实例，指出振动试验仿真技术研究与应用已成为当前重要前沿课题。     

基于ANSYS的机架结构的优化设计

利用ANSYS有限元软件对某预研型号运载火箭上面级发动机用机架的结构进行了优化设计,建立了参数化模型,运用零阶和一阶优化方法得出最优解,并对最优解进行了结构强度和稳定性校核。经过优化设计,使得机架的结构质量大大减轻,优化效果明显。     

非牛顿流体在正弦波壁管内的减阻特性

通过添加高分子表面活性剂来有效降低流动阻力在水处理和石油开采等行业中具有重要的现实意义.实验研究了聚丙烯酰胺聚合物(PAM)溶液在正弦波壁管内的减阻特性.研究发现,PAM溶液在层流区域具有明显的减阻作用,在湍流区域却不是很明显;同时在波壁管内存在一个PAM的最佳减阻浓度.另外,通过 f-Re曲线发现PAM溶液的过渡域转捩点比牛顿流体明显提前,流动可视化结果验证了上述结论;应用Fluent进行数值模拟得到的数值结果与实验基本吻合.     

基于CATIA的大曲面复合材料结构设计

在飞机复合材料零件设计中,基于CAD系统的设计复合材料,存在制造变形问题与复杂曲面的铺层展开形状难以确定的问题,通过基于CATIA的大曲面复合材料结构设计,铺层设计的同时就考虑铺层在复杂曲面上的展开形状,从而避免了复合材料存在潜在的制造变形和材料浪费问题。     

高推重比对航空发动机结构设计的影响

提高推重比是航空发动机设计追求的最主要目标之一,而高推重比一方面取决于高水平的气动热力学设计．同时也取决于高水平的结构设计技术和方法。本文从结构设计关注点、新颖结构、选材趋势及由此带来的结构设计思维变化等方面．论述了对高推重比的不断追求为结构设计工作所带来的变革和发展。     

高准确度稳定平台的分析与设计

根据船用稳定平台高准确度稳定性的需要,设计了"粗精组合式"的两级稳定平台方案。"粗级稳定平台"采用基于二自由度挠性陀螺和加速度计的惯性稳定平台方式。由于受到陀螺本身准确度的影响,"粗级稳定平台"只能达到一个初步的稳定状态,保证目标在测量设备的视场范围内。为达到高准确度跟踪测试目的,避免由于平台基座的运动干扰而使视轴发生晃动,造成图像模糊等的影响,设计"精级稳定平台"来实现高准确度稳定功能。对粗精组合的两级稳定平台进行充分分析,并以"精级稳定平台"为例,详细介绍了其结构设计,并应用有限元软件对设计结果进行验证。