轴向行进弦附带质量-弹簧振子系统特征值分析

陀螺系统的特征值问题是一个重要课题.通过构造Green函数,解决了轴向行进弦附带单质量-弹簧振子耦合系统的特征值问题.根据Green函数构造定理,给出了耦合模型Green函数的显式形式,从而得到了精确的特征方程.讨论了当振子的特征频率接近于弦线的基频时,行进弦低阶模态与振子间的耦合作用,采用特征频率的最大变化定量地表征了这种耦合强度.数值结果表明:耦合系统的特征频率随着弹簧刚度的增大而增大,随着行进速度的增大而减小.最后,给出了系统可能出现重根的条件.

横向风荷载作用下轴向运动弦线自激振动和稳定性分析

研究了横向定常风荷载作用下轴向运动弦线的非线性自激振动问题。将风荷载模型化为平均风速的非线性函数,建立动力学微分方程。采用Galerkin方法,将运动弦线简化为离散的二维系统并进行线性化,分析弦线平衡构型的稳定性,根据Routh-Hurtwitz判据确定了平衡点的稳定域。确定了多参数下Hopf分岔点及产生稳定极限环的条件。使用增量谐波平衡(IHB)法求解了自激振动的周期响应,按照Floquet理论确定了周期解的稳定性。最后,讨论了运动速度和平均风速稳定性的影响,并给出相应的稳定性条件。

民用倾转旋翼机的应用需求与关键技术分析

倾转旋翼机适合我国民用航空任务场景,是未来民用直升机的重点发展方向,开展应用需求与关键技术分析是推进我国民用倾转旋翼机发展不可或缺的一步。基于宏观发展环境分析,本文针对应急救援、交通运输和通航作业等领域,研究了民用倾转旋翼机的应用需求。结合XV-15、V-22等典型倾转旋翼机的研制经验和溯源分析,从安全与适航出发,开展了民用倾转旋翼机关键技术元素的识别,并重点分析了飞行控制系统、传动系统、故障模式与安全性设计等关键技术。本文研究成果对我国民用倾转旋翼机的工程化研制具有重要的参考价值。

面向多任务场景的民用高速旋翼机方案综合评估方法

高速旋翼机兼有垂直起降和高速巡航的优点,在民用领域具有巨大的发展空间,但目前民用高速旋翼机的发展依然处于起步阶段。为解决民用高速旋翼机方案选择复杂度的问题,为民用高速旋翼机方案确定提供决策依据,提出一种面向多任务场景的民用高速旋翼机方案综合评估方法。首先,面向多个民用任务场景,在充分调研和征求专家意见的基础上建立民用高速旋翼机方案综合评估指标体系;其次,基于层次分析法建立综合评估模型,构建配套判断矩阵,确定因素权重,利用3款成熟机型对综合评估方法进行科学性检验,在专家综合观点与评估结果之间建立良好的一致性;最后,给出5种布局在3个典型任务场景下方案构型的综合评估结果。该综合评估方法构建科学、评估准确,为国内民用高速旋翼机方案的筛选决策提供有效指导。

鸟撞蜂窝夹层结构失效模型参数方法研究

为研究一种快速获得蜂窝夹层结构抗鸟撞冲击响应的失效参数反演的方法,建立显式非线性鸟撞有限元模型,利用试验设计方法克服人工试凑法的局限性,并在响应面基础上对变形量进行了优化。研究表明失效模型参数中的塑性功对结构破坏有比较大的影响。进行了真实物理验证试验,对比结果表明了方法的准确性,仿真精度有所提高。

民用高速旋翼飞行器发展战略分析及关键技术展望

面向直升机高速化的发展趋势,总结了国外高速旋翼飞行器的发展历程,开展了高速旋翼飞行器与直升机、通航飞机、公路、铁路等交通运输工具的效能仿真对比,基于潜在的民用市场需求,综合分析了高速旋翼飞机器在交通运输系统和应急救援体系中的优势与劣势。结果表明,民用高速旋翼飞行器在中国具有明确的战略发展定位,一方面可作为交通体系干支通、全网联的重要节点,以突出的任务效能融入交通运输应用体系;另一方面,面向中远程应急救援的需要,可满足敏捷救援体系响应速度的需求,填补现有直升机应用领域的空白。最后,针对重点发展构型,展望了中国未来民用高速旋翼飞行器的关键技术。

基于小样本物理测试的T800H碳纤维复合材料许用值虚拟大样本技术研究

获得材料许用值的传统方法是对各种形式的材料和试样进行物理试验,并根据"积木式"方法逐级验证单元、子部件和部件。然而,按照"积木式"方法进行测试的成本很高。因此,需要一种新的方法,在较短的时间内完成新材料体系表征鉴定,并推进其在工程中的应用。根据FAA/ASTM建议,非均质单胞多尺度建模/虚拟测试技术,可以成为设计应用过程早期的材料和结构的验证策略。以材料的细观力学/宏观力学为基础,充分考虑制造过程,测试数据和服役环境影响,结合渐进失效分析来预测结构/部件安全性,建立了多尺度虚拟测试工程应用流程。本文采用美国AlphaSTAR公司研发的成熟商业软件平台GENOA,使用单向带测试的统计数据来逆推纤维和基体材料性能以及制造变量的不确定性。这些不确定性随后被用于生成层合板结构的随机虚拟测试试样,计算许用值。这种仿真方法在T800H项目中获得成功应用,大量减少了物理试验。