襟翼系统运行场景的多维度建模与联合仿真

现阶段襟翼系统研发过程中以往采用的系统建模与仿真方法,很难完全满足型号研制中苛刻的性能设计指标及快速迭代的设计要求。鉴于此提出了一种襟翼系统运行场景的多维度建模与联合仿真的技术手段,采用基于模型的系统工程(简称MBSE)正向研发思路,探索了襟翼系统的敏捷系统建模方法;采用SysML语言进行运行场景分析及0维度(简称0D)建模;采用Modelica语言进行运行场景的1维度(简称1D)系统建模。基于FMI标准进行襟翼系统运行场景的多维度模型联合仿真,获取在飞机滑行起飞和进近着陆等运行场景下,襟翼系统的马达转速和作动筒活塞横截面受力动态变化情况。结果表明:实现了襟翼系统运行场景的多维度建模,为正向研发方法在装备研制过程中的落地应用奠定基础;提出的技术手段验证了襟翼系统在多种运行场景下的收放时间、最大承受载荷等指标,为装备的敏捷开发及集成验证提供了新思路。

基于MBSE的某临近空间无人机供配电系统建模与仿真技术应用与研究

传统基于文档的系统工程在无人机系统的设计过程中存在着基于语言表达的二义性、延续性差及可读性差等原因,不能够保证无人机系统在设计时模型传递数据的同元及连续验证。本文提出采用基于MBSE的无人机系统设计方法和扩展建模语言仿真技术解决基于文档的设计方法问题。以临近空间无人机供配电系统为研究对象,采用MagicDraw建模工具和MagicGrid方法论,对系统进行需求分析、架构设计、系统建模及仿真验证的闭环设计过程;采用扩展SysML仿真技术,实现SysML模型、Simulink模型及Modelica模型等异源异构模型集成仿真,通过连续性的验证在设计早期探寻系统定义的问题,降低系统开发的风险和成本,提升系统设计质量。

分级加载下破碎砂岩渗透特性试验及其稳定性分析

煤岩体的渗透特性与孔压梯度满足渗流失稳条件时,易引发突水和瓦斯突出灾害。破碎岩体长时间缓慢变形过程中,其渗透特性将随孔隙率的变化而发生改变,且破碎岩体不同粒径的配比会影响其渗透特性。采用Talbol级配理论,利用DDL600电子万能试验机、渗透仪等试验设备,设置五级轴向恒载加压,每级恒载加压下对应4种不同渗透压进行试验,探究不同粒径配比下的破碎砂岩渗透特性。试验结果表明:1轴向荷载从第1级加载至第5级,随着缸筒内破碎砂岩有效应力的增大,描述渗流速度变化的参数Dv均呈减小趋势;2恒载变形后期,破碎砂岩随孔隙率减小,其渗透率总体呈减小趋势,而非Darcy流β因子的绝对值增加;3不同Talbol幂指数的破碎砂岩,渗透率与非Darcy流β因子的大小存在差异,n=0.5时,破碎砂岩渗透率最小,非Darcy流β因子最大,n=1.0时,破碎砂岩渗透率最大,非Darcy流β因子整体较小。研究可见,破碎砂岩颗粒粒径很小或颗粒破碎细化非常严重时,非Darcy流β因子较容易出现负值,破碎砂岩发生渗流失稳。

肉蛋白生物有机肥对胡麻干物质积累、产量及品质的影响

以不施肥为对照,通过田间试验,研究了单施化肥、单施肉蛋白生物有机肥和不同比例肉蛋白生物有机肥与化肥配施对胡麻干物质积累分配规律、产量及品质的影响。结果表明:肉蛋白生物有机肥增加了株高和茎粗,促进了胡麻干物质积累进程,现蕾期以后30%肉蛋白生物有机肥替代化肥(T4)处理的干物质积累速率明显增加,盛花期、子实期、成熟期分别比不施肥CK(T1)增加102.33%、55.16%、58.68%(P<0.05);肉蛋白生物有机肥提高了胡麻产量,单位面积实际产量T4处理比不施肥CK(T1)、单施化肥(T2)和单施肉蛋白生物有机肥(T3)处理分别增加了73.66%、17.49%、13.74%(P<0.01);不同比例肉蛋白生物有机肥与化肥配施改善了胡麻品质,T4处理下胡麻含油率最佳,60%肉蛋白生物有机肥替代化肥(T5)的处理胡麻籽粒亚麻酸及亚油酸含量较高。综合考虑,30%肉蛋白生物有机肥替代化肥的效果最佳。

多种矿物成分破碎岩石渗透试验

采用稳态渗透法对破碎砂岩、破碎泥岩和破碎煤矸石进行渗透试验,分析粒径、有效应力和孔隙度对破碎岩石渗透性参量（渗透率、非Darcy流β因子）的影响.试验岩样粒径为0-2.5 mm、2.5-5 mm、5-10mm、10-13 mm和0-13 mm,通过轴向位移分别为4 mm、8 mm、10 mm、12 mm和14 mm控制孔隙度.试验结果表明：渗透液压越大,有效应力越大,渗透越快,流量越大;破碎岩样的有效应力与渗流速度可用线性关系拟合,并给出了有效应力直接估计渗透率的公式;破碎岩样随孔隙度增加,其渗透率增加,非Darcy流β因子减少,孔隙度大于0.4左右时,渗透率增加幅度变大,而当孔隙度小于0.35左右时,非Darcy流β因子变化较大;相同粒径的不同岩样,随孔隙度的增加,不同岩性岩样的渗透率变化程度和变化趋势不同,且孔隙度对不同岩性岩样的渗透率影响程度不同.

破碎泥岩渗透特性试验研究

流体在破碎泥岩中的渗透是影响保水开采和预防采空区灾害的重要因素之一,且其力学行为表现为应力场、渗流场、裂隙场多场相互作用的流-固耦合特征.利用研发的渗透试验装置,在DDL600电子万能试验机上进行了破碎泥岩压实过程中的渗透特性测定,并分析了有效应力与渗流速度关系、不同粒径泥岩在不同孔隙度下的渗透率和非Darcy流β因子.研究表明,流体在破碎泥岩中的渗流呈现非Darcy流特性,随渗流速度增加,压力梯度减小的幅度增加;渗流速度随液体压力增加而增大,且有效应力与渗流速度曲线可用线性关系式拟合;不同粒径的泥岩,随孔隙度增大,渗透率呈现不同的变化趋势,其渗流的非Darcy流β因子随孔隙度增大呈现减小趋势,粒径越小,减小趋势越明显.

种植模式对旱地玉米光合特性和产量的影响

为进一步优化陇中半干旱区玉米高产栽培技术,提高有限水土资源利用效率,2014—2015年采用田间试验,研究了玉米马铃薯间作和单作下全膜沟垄作、全膜平作和露地平作对玉米抽雄期光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)及子粒产量的影响。结果表明:(1)不同种植模式下玉米抽雄期叶片Pn和Tr的日变化均呈先升后降的单峰曲线,峰值出现在中午12∶00左右,全膜沟垄作高于平作和露地,间作高于单作;全膜沟垄作玉米间作马铃薯下的玉米Pn、Tr和Gs均最高。(2)全膜沟垄作、全膜平作和露地平作的玉米间作马铃薯,土地当量比(LER)均大于1,以全膜沟垄作玉米间作马铃薯优势最为突出,其间作下玉米子粒产量为5 451.35kg·hm^(-2),较露地间作提高了66.00%,特别是在降水量偏少的年份,增产效果更明显。因此,在陇中雨养农业区进一步提高玉米产量和水土资源利用效率,引入间作是可行的,全膜沟垄作玉米间作马铃薯是较佳的种植模式。

三轴压缩下不同岩性煤岩体的强度及变形特征

煤矿井下存在多种岩性的煤岩体,其力学强度和变形特征直接影响巷道支护效果。利用CRIMS-DDL600电子万能试验机,进行了不同围压下砂岩、矸石与煤样的三轴压缩试验,采用莫尔准则诠释了不同岩性的试样破坏角大小不等,通过图形对比和现象分析,得到了围压对3种不同岩性的试样应力、应变曲线及变性特征的影响。结果表明:3种性质的试样三轴压缩过程中都经历了初始压密阶段、弹性阶段、屈服阶段与破坏阶段,且围压越大,试样初始压密阶段越长;在试验加载的围压范围内,3种性质的试样破坏形式并不相同,且3种不同岩性的试样破坏角大小相差较大,砂岩破坏角最大,煤破坏角最小,3种性质的试样其峰值强度随着围压的增大而增长;3种性质的试样符合Coulomb强度准则,依据莫尔应力圆给出3种试样内聚力和内摩擦角的大小;随着围压的增大,3种性质的试样弹性模量呈增大趋势,且围压对试样弹性模量的影响因试样类型的不同而不同。

不同孔隙度中心受压圆形薄板试样渗透特性试验研究

通过控制砂粒粗细的方法自制不同孔隙度的圆形薄板试样,利用RSM-SY7基桩多跨孔超声波自动循测仪测量其孔隙度值并进行标记。利用自主研发的渗透试验装置,在DDL600电子万能试验机上进行中心受压圆形薄板试样弯曲变形过程中的渗透特性试验;研究孔隙度对圆形薄板试样轴向抗压强度、初始渗透率的影响及其对圆形薄板试样弯曲变形过程中轴向载荷与渗流量出现峰值时间差的影响,并研究圆形薄板试样弯曲变形过程中渗透率的变化规律。研究结果表明:不同孔隙度中心受压圆形薄板试样弯曲变形过程中,其渗透率均在整体上呈现先增大后减小的趋势;试样的孔隙度越大,其轴向载荷峰值Fmax、初始渗透率整体越趋于减小;当试样孔隙度较大时,其弯曲变形过程中轴向载荷F峰值先于流量Q峰值出现,反之,其流量Q峰值先于轴向载荷F峰值出现。

破碎砂岩渗透特性与Talbol幂指数关系试验研究

通过设定恒定活塞下压力,测试不同Talbol幂指数n级配下的破碎砂岩受压位移,换算破碎砂岩的密实度,采用轴向力连续加载方式,研究破碎砂岩的渗流规律与Talbol幂指数n的关系,为预防突水、煤与瓦斯突出等灾害提供指导。

耕作方式与施肥对旱农区粮饲兼用玉米耗水特性和干物质积累的影响

采用大田试验,在全膜双垄沟播技术的基础上,比较研究了4种耕作方式(T1:传统翻耕,T2:旋耕,T3:深松耕,T4:免耕)搭配2种施氮水平(N2:施纯氮200 kg·hm^(-2),N3:施纯氮300 kg·hm^(-2))下对玉米耗水特性和干物质积累的影响。结果表明:与施氮量相比,耕作方式对耗水量和土壤贮水消耗量影响显著;深松耕降低了玉米播种至拔节期的阶段耗水量,提高了拔节至灌浆期的耗水量及其占总耗水量的比例;播种至拔节期深松耕较传统翻耕0~30 cm土层的贮水消耗量减少了35.3%,拔节至开花期和开花至灌浆期,30~110 cm土层贮水消耗量增加了54.2%和20.5%;玉米不同生育时期各器官的干物质积累量都表现为深松耕+施纯氮300 kg·hm^(-2)最高,是生物产量和籽粒产量最高的处理,深松耕+施纯氮300 kg·hm^(-2)和深松耕+施纯氮200 kg·hm^(-2)处理间差异不显著;免耕+施纯氮200 kg·hm^(-2)处理的水分利用效率最高,与深松耕+施纯氮300 kg·hm^(-2)处理相比差异不显著。在综合考虑高产以及对水分和肥料的高效利用的条件下,基于全膜双垄沟播技术,深松耕+施纯氮200 kg·hm^(-2)是陇中旱农区适宜的生产方式。

基于模型融合的网络用户数据预测优化

目前互联网软件的功能调整和改进方案主要以用户的行为习惯为依据进行调整。为了高效利用现有用户数据进行用户行为、用户倾向等分析与预测,本文通过对包括多种用户在线行为的数据进行分析。首先对用户倾向评估产生较大影响的属性值进行权值分析,将已有的特征值综合整合后生成全面的用户行为数据;再对行为数据中的同类行为进行细化分级,强化行为指向。通过使用模型融合的方法针对单模型进行优化和处理,进一步提高预测准确率。

基于MBSE的副翼及其操纵系统研发技术及应用

飞机的设计研发是一项涉及多学科领域、多目标、多约束的复杂系统工程过程,系统耦合紧密、参与人员众多、设计信息庞杂,以文档为中心的需求管理等传统研发方法突显出一定的困难,亟需探索新的飞机设计研发方法。以副翼及其操纵系统为研究对象,对基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,以下简称MBSE)方法进行了探索研究:采用达索MBSE方法论-MMS(Modeling Methodology for Systems,以下简称MMS),从使命、服务、功能和组件不同视角对副翼及其操纵系统研发的各个方面进行解析,进而完整定义系统;利用达索3D Experience平台,通过RFLP系统工程架构,进行了副翼及其操纵系统的需求开发、功能分析及逻辑架构设计,完成了需求、功能、逻辑架构、系统仿真、物理设计等模型的关联追溯,实现了以达索MBSE方法论为核心的研发技术的有效应用。

飞机液压减摆器减摆特性研究

起飞、着落和滑跑等过程中，飞机前机轮往往因高速运转或接触的跑道不平整等原因产生自激振动或扰动，致使前机轮侧向偏转，支柱变形和轮轴倾斜，极易引起轮胎撕裂，支柱折断。本文运用abaqus软件建立液压式减摆器模型，通过在其旋转轴上施加一强迫振动模拟减摆器的工作状态，研究液压减摆器的减摆特性，分析了强迫振动的周期、强迫振动的振幅（扭矩）和液体粘度与测点最大位移、最大速度之间的关系，设计了一种具有减摆功能的飞机起落架缓冲装置。

民用飞机研发过程中需求闭环验证技术研究与应用

为了实现飞机的正向研发设计,提高设计的创新能力,缩短飞机的研制周期,航空行业开展了基于模型的系统工程(Model Based System Engineering,简称MBSE)方法的探索与应用。研究的需求闭环验证属于系统工程范畴,提出在飞机的某一研制阶段下,同一研发层级内的需求闭环验证方法和不同研发层级间的需求闭环验证方法;给出需求闭环验证的实现流程,并通过案例,基于达索3D EXPERIENCE平台验证需求闭环验证流程的实现方法。研究表明:提出的需求闭环验证的方法、实现流程和应用平台,能够支持飞机研制过程中需求的验证,从而确认设计的合理性,验证设计的正确性,对推进MBSE方法在飞机研制过程中全面而深入的应用具有重要意义。

基于模型的系统工程在前起落架设计中的应用研究

将基于模型的系统工程的方法应用于飞机前起落架的初步设计阶段,在需求分析阶段引进了IBM的DOORS软件进行需求管理及分析;在架构设计上采用Rhapsody进行功能与逻辑分析;采用Modelica语言进行多学科建模与分析以及系统架构的验证;引进达索系统工程工具3DE,打通MBSE各工具之间的数据关系,验证从需求、功能、逻辑到物理设计的过程,实现需求的有效闭环;通过多专业协同联合仿真,对前起落架收放和着陆等典型场景进行静力及动力响应等分析。

基于虚实混合的齿轮箱模态分析研究

通过三维建模软件Pro/E对齿轮箱箱体进行模型的建立,将建立好的几何模型导入到有限元分析软件ANSYS中进行模态分析,可以得到齿轮箱体结构的固有频率和振型。为了验证此模型,通过在实验室搭建齿轮箱体的模态试验平台,在对箱体进行合理布点后,以力锤的敲击作为激励,最终获得齿轮箱体的模态试验结果。将有限元分析的结果与实验结果进行了对比分析,并进一步修正齿轮箱箱体模型参数后,发现两者的结果基本一致,从而验证了通过有限元分析与模态试验相结合的技术路线对箱体结构进行修正的可行性,因此,该方法对齿轮箱体结构及其他结构体的设计与优化有一定的指导意义。

铸造铝-硅合金酸性浸锌液的研究

旨在寻找替代传统硫酸锌、氢氟酸体系的酸性浸锌液。采用电化学分析仪测试了酸性浸锌层的极化曲线、交流阻抗曲线和时间-电位曲线。结果表明:苹果酸替代氢氟酸的效果优于葡萄糖酸替代氢氟酸的效果。另外,性能优异的酸性浸锌层可以较大程度地提高铸造铝-硅合金基体的耐蚀性。

某型号民用飞机副翼及其操纵系统建模与仿真研究

副翼及其操纵系统是一个由机、电、液、控不同学科领域构成的有机整体,是一个非线性很强的系统,通过在同一平台上对其进行模块化的分解,避免了因模型的转换带来的仿真误差,同时构建副翼及其操纵系统的控制系统、液压系统和结构模型,探索副翼及其操作系统多领域耦合建模与仿真验证的方法,仿真获得了副翼的响应曲线,验证了设计的合理性,主要指标能够满足设计要求。