基于声振传递的飞行器噪声振动环境预示方法研究

针对高速飞行器飞行条件下的噪声、振动环境恶劣、复杂、难预示的问题,提出了基于声振传递的飞行器飞行条件下的噪声、振动环境预示方法。采用数值仿真、脉动压力风洞试验或工程分析等方法,获取飞行器在典型工况下的舱外脉动压力场;通过噪声试验或声振耦合仿真分析的方法,得到飞行器声振传递特性;根据获得的舱外脉动压力和声振能量传递特性,结合具体飞行参数得到实际飞行条件下的飞行器声振预示环境。采用该方法对某飞行器开展了振动环境预示研究,经地面及飞行试验验证振动环境量级预示精度可达1.6 dB。提出的基于声振传递的飞行声振环境预示方法可以广泛应用在导弹、火箭等飞行器的精细化环境设计中,对于提高飞行器总体性能、环境适应性和飞行可靠性具有重要的工程意义。

正弦扫描振动模拟瞬态振动环境等效性研究

使用正弦扫描振动模拟低频瞬态振动环境是航天工业的一种传统试验方法,其对产品的环境考核可能同时存在欠试验和过试验。首先对两者等效性进行分析,进而采用冲击响应谱、最大响应谱等相关理论,对等效正弦扫描振动试验条件制定中的扫描速率、阻尼系数进行了研究,并给出参数选择建议。最终提出了制定正弦扫描振动环境试验条件的步骤,为采用正弦扫描试验进行低频瞬态环境适应性考核提供借鉴。

典型舱段结构三轴振动/热复合环境虚拟试验方法研究

随着航天飞行器面临的力学环境愈发严酷,热与振动环境已成为造成结构损伤和破坏、产品功能下降或失效的关键因素。建立了一种考虑三轴振动与热复合环境的虚拟试验方法,以简化的筒形舱段为对象,分别建立石英灯阵高温加热仿真模型与三轴振动仿真模型,并通过实际试验数据得到振动台-夹具传递函数,将三者结合以建立三轴虚拟热振仿真模型。分别通过舱段结构单轴热振试验与三轴热振试验来验证所建模型的准确性,并基于验证后的模型获取三轴振动下结构中央测点随温度时变的传递函数变化情况。由舱段模态试验验证舱段有限元模型的准确性,对比前6阶模态频率误差不超过5%。在单轴热振试验中,仿真模型各测点响应均方根值(root mean square,RMS)与试验加速度响应RMS的误差不超过15%;在三轴向热振试验中RMS误差不超过20%,验证了所建虚拟热振模型的有效性。

飞行器折叠翼展开冲击环境条件研究

带折叠翼飞行器在结构上与传统飞行器略有差异,其翼展开冲击环境条件的制定无相似型号及经验可参考。本文针对飞行器折叠翼展开冲击环境条件问题,通过分析五种条件制定方法,对不同样本量情况下飞行器折叠翼展开冲击环境进行研究,给出了该类型飞行器折叠翼展开冲击环境条件的制定方法。

航天飞行器结构强度试验标准化研究探索

结构强度试验是航天型号研制过程中的重要环节,航天结构强度试验领域从建立至今,60多年来开展了覆盖不同型号、不同结构的大量试验,为型号产品结构设计和改进验证提供了必不可少的重要依据。作为一门基础性试验技术,结构强度试验专业领域广,试验对象众多、结构繁杂,但目前航天飞行器结构强度试验标准数量却非常少,这导致各集团内不同单位之间试验标准差异较大。

基于空气环境下静态氧化试验的C/SiC复合材料氧化行为与机理研究

连续碳纤维增强碳化硅复合材料(C/SiC)具有优异的高温力学性能,在航空航天热防护领域具有广泛的应用前景。摸清C/SiC复合材料在不同温度,不同氧化时间下的氧化行为与机理是开展C/SiC复合材料热结构设计的前提。本文针对C/SiC复合材料开展静态氧化试验,系统研究了在400℃~1200℃范围内的静态氧化行为,获取了材料的氧化动力学参数。采用高温热重分析仪(TGA),获取C/SiC试样在不同温度下的连续失重曲线;基于氧化热重测试数据,给出了描述单位面积材料氧化速率的氧化动力学参量。通过显微观测、扫描电镜(SEM)测试、能量分散光谱(EDS)以及X射线衍射(XRD)测试等试验表征,研究了不同温度下材料的表面氧化形貌、氧化生成物;采用计算机断层扫描(CT)技术,研究了材料内部的氧化扩散模式,重构了试样内部的氧化形貌,揭示了材料的氧化机制,并对氧化后的试样进行剩余强度测试。

某型飞行器天线罩静热强度试验方法研究

[目的]提出一种某型飞行器天线罩静热强度地面模拟等效的试验方法,用于对带烧蚀层天线罩结构在力热联合载荷作用下的强度考核。[方法]通过试验系统设计,将试验装置、天线罩模拟件封装到密封舱体内,同步施加温度和机械载荷,以模拟飞行过程中温度应力和机械应力的叠加效应。[结论]该试验方法能够对某型飞行器天线罩在飞行阶段所遭遇的复杂环境条件进行有效的地面模拟考核,为产品设计提供依据。

国有企业在强化管控与监督环境下的采购模式研究

近几年,国资央企在采购领域遇到了一系列挑战,其中“靠企吃企”现象成为了各级巡视和巡察工作关注的焦点,采购领域也是问题频发。这种形势导致国企采购部门在操作中变得过分谨慎,特别是在面对激烈的市场竞争的时候。这种过分的小心翼翼表现在响应速度慢和采购成本高上,这些问题不仅影响了公司的产品竞争力,也降低了客户满意度,阻碍了国企做大做强目标的实现。为了解决这些问题,迫切需要探索一种在强化监管和监督的同时,能够优化市场化采购模式的策略。这样,企业就能加快采购速度,提高运营效率,从而增强公司的市场竞争力并最终实现中央对于国企发展的期望。

中国力学大会—2015MS23“航天飞行器结构强度与动力学环境研究”专题研讨会征稿通知

中国力学大会-2015将于2015年8月15~18日在上海举行。本次会议由中国力学学会、上海交通大学联合主办与承办。 中国力学大会是我国力学界每两年一次的综合性学术盛会,是广大力学科技工作者学术交流的重要平台。大会批准由北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术重点实验室组织＂航天飞行器结构强度与动力学环境研究”专题研讨会（编号：MS23），本专题讨论交流航天飞行器强度、动力学环境在理论方法、数值计算、试验技术以及工程应用等方面的最新进展。

中国力学大会——2013 MS15“航天飞行器结构强度与动力学环境研究”专题研讨会征稿通知

中国力学大会——2013，将于2013年8月19～21日在西安举行。本次会议由中国力学学会、西安交通大学联合主办与承办。中国力学大会是我国力学界每两年一次的综合性学术盛会，是广大力学科技工作者学术交流的重要平台。大会批准由北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术重点实验室组织“航天飞行器结构强度与动力学环境研究”专题研讨会（编号：MS15），

火箭整流罩外气动噪声环境的大涡模拟研究

基于五阶加权本质无振荡(WENO)格式构造隐式大涡模拟方法(ILES),对跨声速来流条件下(Ma=0.8)火箭整流罩外噪声环境进行数值模拟。通过与风洞试验结果及国外文献进行对比,ILES方法能够在较粗网格下准确预测壁面湍流脉动特性。跨声速流动在壁面折角处出现分离、再附、激波/边界层干扰现象,均方根脉动压力系数出现峰值,同时该区域噪声能量在全频段都较高,易引起结构抖振效应。最后,根据ILES模拟结果,指出工程常用的外噪声经验公式的不足,并提出改进措施。

整流罩母线形状对脉动压力环境的影响研究

使用隐式大涡模拟方法,研究传统球锥外形、幂次率外形以及冯·卡门外形3种母线形状对整流罩外壁面脉动压力环境的影响。研究结果表明:在跨声速条件下,3种外形都在折角区域产生激波/分离泡干扰现象,从而产生脉动压力的峰值,且峰值位置与时均激波位置基本一致;幂次率外形与冯·卡门外形能够显著减缓该区域的脉动压力环境,均方根脉动压力的极值比传统球锥外形低17%;由于分离点位置前后移动,使得母线折点与分离点之间的流动速度变化剧烈,同样会引起脉动压力的峰值,而冯·卡门母线在折点处过渡均匀,膨胀加速效应较弱,峰值并不显著。通过瞬时流场涡结构以及声压级频谱分析可知:传统球锥外形在折角之前的锥面区域湍流发展较慢,声压级要低于幂次率与冯卡门外形;分离再附后,传统球锥外形涡结构发展迅速,声压级比其他两种外形高出10 d B左右。

综合离心环境试验技术研究进展

为了真实有效模拟航天飞行器的发射和再入环境,全面激发产品潜在的故障模式,需要发展综合离心环境试验技术。从环境耦合效应和试验技术研究两个方面,系统地总结了过载振动、过载温度、过载外压三种综合离心环境试验技术的研究进展,并对综合离心环境试验技术的工程应用和未来发展作了探讨与展望。

隔振器过载振动复合环境试验研究

目的为了对试验产品的过载振动复合环境进行充分的考核,同时兼顾经济性和便捷性。方法选取橡皮绳、振动台系统进行过载复合环境试验,并分析橡皮绳、振动台系统的可行性,讨论其应用范围。结果从橡皮绳的拉伸曲线可以看出,橡皮绳的变形在5%以内刚度较大,变形超过5%刚度较小。在橡皮绳较小刚度区间,对隔振器进行振动试验,结果很好。结论采用橡皮绳、振动台系统进行隔振器过载复合环境试验不仅能够节省成本,缩短试验周期,而且能够达到很好的试验效果。

高温环境下电阻应变测试技术研究

针对改性C/C非金属材料表面高温应变测试技术的难点,本文开展了高温下电阻应变计的粘接、测试工艺研究。通过工艺摸索、试验验证,总结出了一套适合改性C/C材料的电阻应变计粘接工艺方法。试验表明:高温条件下,粘接层应变传递正常,热输出重复性优于9%。相同载荷下获取的应变值,高温与常温相差不大。新的粘接工艺能够满足改性C/C材料表面500o C条件下的高温应变测试需求,可以为结构热试验高温应变测试提供技术支撑。

一种电磁式爆炸分离冲击环境模拟试验技术研究

爆炸分离冲击是航天器所经历的最严酷的力学环境之一,为了避免一些箭载仪器设备或者结构在飞行中损坏,因此需要进行爆炸分离冲击环境试验。本研究针对航天产品爆炸分离冲击环境宽频响、高作用幅值的特点,提出了非接触式电磁激励响应板方式的爆炸分离冲击环境模拟试验方法,建立了电磁激励系统多物理场耦合模型,开展了电磁激励爆炸冲击环境模拟的试验研究,获得薄板在电磁加载过程中洛伦兹力和薄板响应的关系,揭示了采用该方法进行冲击环境预示与控制的机理,为实现电磁激励载荷作用下的结构响应的可预测提供了研究基础。

航天飞行器爆炸冲击环境减缓技术研究

星箭分离过程中,火工品解锁,卫星受到严酷的爆炸冲击环境,强烈的高频冲击环境可能使卫星上的电子、光学和其它敏感设备产生破坏。为减少卫星分离过程中相互之间产生的冲击作用,可在卫星与适配器之间安装减冲击环;通过对减冲击环的高频缓冲机理进行研究,分析冲击波的传递路径,在此基础上针对卫星模型进行减冲击环设计。采用爆炸冲击模拟星箭分离冲击环境,对其缓冲效果进行了评估,拐点之后减冲击环能衰减10 dB以上的冲击响应。

空间管路结构单多轴随机振动环境下的疲劳损伤研究

从理论分析和仿真计算两个角度,研究对比了典型空间管路结构在单、多轴随机振动载荷下的动强度特性,得到了管路结构随机振动疲劳损伤与激振方式、方向和动应力响应之间的关系,提供了一种可定量预估管路结构在单、多轴激励随机振动试验中强度考核差别的方法,为管路结构动强度考核试验设计提供理论指导,并为其考核结果提供保障。

热噪声复合环境下飞行器结构动响应预示技术研究进展

高超声速飞行器在巡航/再入阶段经历着严酷的气动力/热/噪声等复合环境,严重威胁着结构的完整性和可靠性。严酷的热环境会显著改变结构的整体和局部模态特性,出现模态跳跃和丢失;当与噪声载荷共同作用时,结构动态响应出现突弹跳变现象,表现出强非线性特征,因此热噪声复合环境下结构动响应预示面临严峻挑战。本文综述了热噪声复合环境动响应预示技术的发展过程,对比分析了目前热噪声动响应预示技术的优势与不足,对于未来高超声速飞行器、可重复使用运载器等载荷环境条件制定和结构优化设计均具有重要意义。

热环境下金属壁板噪声激励动响应试验研究

高超声速飞行器热防护系统包含多种形式的金属壁板结构,巡航或再入过程中经历着严酷的气动热、气动力、噪声等复合环境,严重威胁着飞行器结构的完整性和可靠性。为评估壁板结构的耐噪声性能,设计了钛合金平板和加筋板试验件,采用热噪声试验系统开展了试验件中心温度最高为400℃、噪声最高为162dB的动响应试验,采用高温加速度计和高温应变片对动态响应进行了测试。结果表明,钛合金平板和加筋板的最大加速度均方根值分别可达94.5 g和199.0g,金属壁板动态响应均方根值与噪声量级密切相关,受热环境影响较小,而热环境显著改变了动态响应的频谱分布。