全尺寸飞行器地面振动试验数字化协同探索与实践

全尺寸飞行器地面振动试验具有协调界面多、试验系统复杂、实施周期长、试验风险高等特点,面向先进飞行器高效协同研制需求,必须引入数字化手段提升物理试验能力。通过梳理传统模式飞行器地面振动试验流程,剖析数字化协同试验要素,从试验方案与实施流程的数字化、试验对象的数字化、试验系统的数字化等方面出发,探索并初步构建全尺寸飞行器地面振动试验的数字化方案。指出当前数字化协同模式对降低试验风险、提高试验效率具有显著助益,未来需要进一步推进数实融合仿真、应用平台开发,以推动数字化成熟落地。

高校大科学设施推动高端装备制造业创新研究——以环境与载荷耦合全尺寸试验为例

大科学设施是推动前沿基础科学发展和技术创新的重要条件支撑,越来越多的高校承担了大科学设施的建设运行任务。重大工程材料服役安全研究评价设施通过研制开发能够实现真实服役工况的、复杂环境与载荷耦合的全尺寸试验装置,积极面向高端装备制造开展复杂工况下服役性能试验,对相关学科融合发展,以及国产高端装备制造的材料选型、新材料应用、设计优化和可靠性评价等方面发挥了不可替代的推动作用,在核心技术研发与产品验证等环节中加速国产化进程,是直接面向国民经济主战场的大科学设施。该文在总结环境与载荷耦合全尺寸试验技术创新的基础上,分析了大科学设施服务高端装备制造产业的实际案例。

锂离子电池汽车全尺寸火灾试验研究进展综述

分析近年来国内外发生的锂离子电池电动汽车火灾事故,对电动汽车的火灾风险进行简要概括。重点针对美国、加拿大、奥地利、瑞典、中国等国家在锂离子电池电动汽车全尺寸火灾试验及火灾防控方面的科研成果进行综述。根据国内外研究成果,对不同电池容量的锂离子电池电动汽车的热释放速率进行汇总,重点总结燃烧总热释放量、热释放速率峰值和释放有毒氟化氢气体与电池容量的关系。旨在为我国锂离子电池电动汽车火灾防控和火灾风险评估技术研究提供必要的数据参考。

正交胶合木楼板全尺寸耐火性能试验研究

开展全尺寸正交胶合木楼板在加载情况下的耐火性能试验,所测试的楼板整体厚度为175 mm,在楼板上方均布2.0 kN/m2的砝码进行加载。两块楼板分别采用耐热型聚氨酯(PUR)胶和普通PUR胶制作,并分别采用单层15 mm厚和双层12 mm厚的耐火石膏板进行防火保护。试验发现,对于采用耐热型PUR胶和15 mm厚耐火石膏板的试件,石膏板的脱落时间约为45~50 min,层板炭化后未发生明显的脱落现象;对于采用普通PUR胶和双层12 mm厚耐火石膏板的试件,第一层石膏板的脱落时间约为30 min,第二层石膏板的脱落时间约为60 min,层板炭化后发生了较明显的脱落现象,脱落时间发生在85~100 min。试验进行至121 min,两块楼板中心的竖向位移值分别为-25、-33 mm,楼板背火面整体完好,表面最高温升不超过2℃。结果表明,所测试的楼板试件在加载情况下的耐火极限不低于2.00 h。

钢悬链线立管全尺寸共振弯曲疲劳试验系统与模态分析

钢悬链线立管(steel catenary riser,SCR)作为支撑海上平台和其他关键设备的重要组成部分,在极端的海洋环境中长时间服役运行时,其结构完整性和安全性至关重要。为确保SCR立管在恶劣环境下的安全运行,对立管进行共振弯曲疲劳试验研究成为必要的评估标准,同时也为后续立管疲劳寿命预测和失效分析提供基础。针对两种特定型号的SCR立管,推导并求解不同约束条件下的共振系统的固有频率与振型函数,分析管道长度、管道壁厚、偏心块和配重块质量对共振系统固有频率的影响;在此基础上开展不同特定工况下的全尺寸共振弯曲疲劳试验,同时对SCR立管在全尺寸共振弯曲疲劳试验系统中不同跨距及内压的振动响应特性进行了模拟。结合理论分析、有限元计算和共振弯曲疲劳试验结果,发现管道长度和两端的配重约束是影响共振系统1阶固有频率的重要参数,特别是在管道长度较短和壁厚较薄的情况下,影响更为显著。此外,注水加压和跨距增加会降低共振系统的固有频率,支撑跨距越短,系统的固有频率越大。分析所得结果为SCR立管的共振弯曲疲劳试验系统结构设计和试验方案优化提供了重要的参考依据。

全尺寸飞机结构强度试验数据分析软件设计

在全尺寸飞机结构强度试验进行过程中,试验控制系统会实时采集并保存各加载点的端点值数据,这些数据数量庞大、信息繁多,靠人力分析效率较低。为此,针对全尺寸飞机结构强度试验数据的特点,编写了全尺寸飞机结构强度试验数据分析软件,以便对试验数据进行分析。该软件能够对任一加载点的数据进行分区间统计,并绘制相应加载点的误差分布直方图,直观展示加载点的误差分布情况,便于寻找到频繁踏步且影响试验速率的加载点。此外,还能实现对载荷谱加载时间的统计,有利于后期对载荷谱进行优化。

密相二氧化碳输送用HFW焊管全尺寸爆破试验研究

为确定小直径(<406 mm)HFW焊管止裂韧性,开展了X65钢级Φ323.9 mm×7.2/7.6 mm规格HFW焊管密相CO_(2)管道全尺寸爆破试验。试验结果表明,在裂纹高速扩展的情况下,所有试验钢管表现为典型的韧性剪切断裂特征;在94.47%CO_(2)+4.11%N_(2)+1.42%Ar气体组分及13.6 MPa压力、24℃条件下,由爆破试验确定的Φ323.9 mm×7.2 mm钢管的止裂韧性最高为147 J,采用ISO21913标准计算时的修正系数C_(cf)为1.073,采用BTC方法计算时的修正系数为2.01。

世界首条全尺寸船舶专用隧道——Stad船舶隧道工程将于12月招标

2024年11月15日,挪威海岸管理局宣布,Stad船舶隧道将于12月1日进行招标。Stad船舶隧道用于绕过挪威的Stad半岛,这段航线一直以来都是挪威沿海最危险的航线之一。挪威的Stad半岛地区是世界上最危险的海域之一,常年气候恶劣,海平面风速极高,一年中有90~110 d是船舶难以通行的极端天气,船舶连日停航导致了巨大的经济损失;自二战结束后,该海域已发生过多达46起海难,导致33人死亡。

高铁候车厅行李火灾燃烧蔓延特性全尺寸试验研究

为了给高铁候车厅火灾安全设计(考虑行李火灾)提供参考,在某候车厅局部区域采用5 MW量热仪开展全尺寸行李火灾燃烧试验。采用50 cm×34 cm×20 cm行李箱(承装外套、裤子、短袖、内裤、袜子)、编织袋(承装被子、枕头、被褥)、双肩包(承装书本、笔记本、笔盒、笔、充电宝)等典型可燃物组成行李堆,监测记录了热释放速率、温度、辐射热流等特征参数的变化规律。结果表明:全尺度行李火灾燃烧呈现出明显的阶段性特征,其中发展阶段的温升和热释放速率增长最快,且在行李火灾的增长阶段,热释放速率的变化与t2快速火(增长系数为0.0469)模型吻合较好。在当前场景中,行李箱、编织袋、双肩包等行李可燃物最大火灾热释放速率达到1004 kW,最高温度接近640℃。在当前全尺寸行李火灾中,距离燃烧行李堆1 m处的可燃物均未被引燃,但出现了软化、熔融现象。在一定程度上,1 m的间隔距离可有效避免行李明火的连续蔓延。设置9 m的隔离带可以有效起到防火隔热的作用,距离燃烧行李堆9 m位置的温升和辐射热流变化并不明显。

正交胶合木承重墙体的全尺寸耐火试验研究

为研究正交胶合木墙体在承载条件下的耐火性能,开展了全尺寸构件的耐火试验,构件尺寸(宽×高×厚)为3600 mm×4000 mm×175 mm,宽度方向上施加的荷载为120 kN/m,两面墙体分别采用单层15 mm厚和双层12 mm厚的耐火石膏板进行防火保护。试验结果表明,对于采用15 mm厚耐火石膏板的试件5W-1,石膏板的脱落时间约为55 min,该试件采用耐热型PUR胶压制,层板炭化后未发生明显的脱落;对于采用双层12 mm厚耐火石膏板的试件5W-2,第一层石膏板的脱落时间约为40 min,第二层石膏板的脱落时间约为85 min,该试件采用普通PUR胶压制,第一层层板在停火后发生了较明显的脱落现象。两次试验均进行至121 min,试件的竖向位移分别为-10.3 mm和-9.5 mm,两面墙体的背火面整体完好、表面最高温升不超过5℃。最终试验结果表明,两面承重墙体试件的承载能力、完整性和隔热性均不低于2.00 h。

核电高中压外缸全尺寸检测方法

着重介绍核电高中压外缸全尺寸检测的过程,通过工业摄影测量系统、三坐标划线仪、测厚仪等测量设备,结合对应的软件系统,对核电高中压外缸进行全尺寸的检测,确保产品尺寸完全符合顾客图纸要求。相较于传统测量方法,对于重量大、尺寸测量数据多的产品,全尺寸测量不仅能够覆盖100%尺寸检验,并且检验效率和精度有了极大的提高。

美企成功制造首批全尺寸碳化硅燃料包壳管

【美国通用原子能公司网站2024年7月16日报道】美国通用原子能-电磁系统公司(GA-EMS)2024年7月16日宣布,在能源部耐事故燃料研发计划支持下,已成功制造首批长达12英尺(3.66米)的全尺寸碳化硅复合物管,标志着该公司在碳化硅燃料包壳技术研发方面取得里程碑式进展。

一种全尺寸MOS晶体管的俘获隧穿电流优化模型

针对当前的俘获隧穿电流模型中,对于不同器件尺寸只有统一的参数进行模型拟合,存在无法针对器件尺寸变化进行准确地模型拟合的问题。本文提出了在俘获隧穿电流模型的参数中,添加与器件全尺寸信息相关的方法,包括器件宽度方向,长度方向及小尺寸的系数对原有的漏电模型基础上进行优化,使得该优化的漏电模型能更好地反应器件特性实测数据,更好地解决了俘获隧穿电流更准确地表征器件特性的问题,这就提高了给电路设计者做仿真参考的准确性。

美国国家全尺寸空气动力设施进展综述

本文简要介绍了美国国家全尺寸空气动力设施(NFAC)的发展简况,重点梳理近两年来NFAC开展的试验研究工作。在航空试验研究方面,开展了高速直升机、新型倾转旋翼、空中加油装置和翼型伞试验;在航天试验研究方面,开展了2020火星漫游器降落伞系统试验;在试验技术方面,针对全模、半模、车辆试验改进和拓展洞壁干扰修正技术;在设备建设方面,开展了倾转旋翼试验台高速和声学性能测试。研究表明,全尺寸亚声速风洞在航空航天飞行器研制中具有不可替代的作用。通过本文研究,可以为国内未来全尺寸亚声速风洞试验技术研究发展提供参考。

深水海底管道全尺寸压溃试验及数值模拟

针对深水海底管道压溃问题,研制了深水海底管道屈曲试验装置,该装置可承受水压43,MPa,全长11.5m,直径1.6,m.使用该装置设计并开展了全尺寸管道压溃试验.利用ANSYS软件建立三维圆柱壳模型进行管道压溃数值模拟分析,并将试验结果与数值模拟结果进行对比,来研究径厚比、初始凹坑缺陷、初始椭圆度缺陷等因素对管道压溃的影响.结果表明,管道压溃载荷随着径厚比的增大而显著降低,单个点状凹坑缺陷对于管道压溃载荷影响较小,初始椭圆度缺陷则明显降低了管道的压溃载荷.

地铁车站及隧道全尺寸火灾实验研究(3)——车站隧道火灾

为了研究烟气在地铁车站隧道内的蔓延特征,及在车站隧道通风排烟系统、区间隧道通风排烟系统及车站公共区通风排烟系统联合排烟情况下烟气控制效果,在一地铁车站隧道内开展了全尺寸火灾实验。实验研究了车站隧道顶部横向排烟作用下的烟气扩散规律,及烟气的温度变化,分析了屏蔽门开关状态下烟气与空气的卷吸混合特性,及区间风机的气流组织对通风排烟的影响。实验结果对于地铁车站隧道火灾防排烟设计提供了数据支持。

地铁车站及隧道全尺寸火灾实验研究(2)——区间隧道火灾

为了研究强制通风情况下地铁区间隧道火灾时的烟气扩散规律,在一实际地铁区间隧道内开展了全尺寸火灾实验。实验改变火源功率,在区间隧道通风排烟系统启动状态下,研究了区间烟气纵向蔓延速度、烟气竖直温度分布和水平温度变化,分析了烟气火焰倾斜角,顶棚烟气温升的纵向指数变化特征。实验结果对于地铁区间隧道火灾烟流控制及防排烟设计提供了数据支持。

地铁车站及隧道全尺寸火灾实验研究(1)-实验设计

全尺寸火灾实验是对地铁系统的火灾安全性最有效的检测手段。为了研究地铁车站和隧道火灾烟气扩散和控制规律,及检测地铁防灾系统联动的有效性,在地铁内开展了全尺寸火灾实验研究。本文首先对全尺寸的实验设计进行了报道,设计提出了一套切实可行的实验系统和方案,包括火源系统、测量系统及实验测试的指标参数和实验步骤。并已利用该系统在国内多个城市地铁开展了全尺寸火灾实验。在后续文章中将集中报道在不同城市地铁内不同排烟模式情况下的实验结果。

全尺寸超、特高压交流绝缘子串的覆冰闪络特性

线路绝缘子的覆冰闪络是影响线路安全稳定运行的重要问题。为此提出了基于恒压升降法获取交流绝缘子串覆冰闪络电压的程序和方法,通过此方法可得到绝缘子串的50%覆冰闪络电压。试验在中国电力科学研究院特高压直流试验基地污秽及环境试验室人工气候罐内(直径22m、高34m)进行,在全尺寸条件下,利用上述方法分别完成了交流500、750、1 000kV等级线路绝缘子串的覆冰闪络特性研究。提出了用统计覆冰桥接程度来评估带电绝缘子串覆冰严重度。结果表明:随覆冰时间的增长,在固定电压等级运行电压下覆冰的绝缘子串桥接程度首先急剧增加,之后达到一定的饱和值。在试验尺寸范围内,串长和闪络电压之间具有较弱非线性关系。结合泄漏电流典型特征分析,严重覆冰条件下绝缘子串闪络在带电融冰期可分为"调整阶段"和"危险阶段"2个阶段。

隧道火灾的全尺寸试验研究

在3条公路隧道上进行了10次全尺寸试验,研究不通火灾条件和风速下烟气的运动情况。主要测量了各隧道1000m范围内的拱顶下方烟气温度、烟气层高度分布以及烟气前锋的运动情况等,并分析了纵向风速对火灾羽流形态、烟气前锋运动速度、隧道内线型缆式感温探测系统响应等的影响。此处所列的所有全尺寸试验数据可以进行进一步的分析,以便研究各种已知火灾模型在计算长隧道火灾时所得的结果是否有效。