基于矫顽力的钢板应力集中区域检测方法

针对铁磁性材料由于应力集中导致裂纹、断裂甚至失效等问题,研究了应力对铁磁性材料磁化强度取向的影响以及铁磁性材料矫顽力与所受应力的关系,提出了通过测量铁磁性材料的矫顽力实现应力检测的方法.采用U型探头进行测量,由U型探头上激励线圈中的电流信号和检测线圈中产生的电压信号描绘出不同外力条件下钢板的磁滞回线,从而得到钢板矫顽力的值.结果表明,外力使钢板内部产生应力,导致矫顽力减小,通过测量铁磁性材料的矫顽力实现对应力集中区域的检测,有效预防了工件由于应力集中造成的断裂等问题.

基于应变模态参数的结构瞬态载荷识别方法研究

该研究主要针对结构受到的瞬态载荷的识别问题,提出了基于应变响应和应变模态参数的载荷识别方法。假设时间步长内载荷不变,利用Duhamel积分导出了基于位移响应的载荷识别模型,提出了相应的正则化方法;给出了利用位移模态振型和应变模态振型将应变响应转换为位移响应的转换关系式,从而实现基于应变响应的瞬态载荷识别。该方法避免了应变到位移的空间积分过程,并通过正则化方法,保证转换过程的鲁棒性;通过海洋卫星的仿真实验算例对所述方法进行验证,并分析解决了单点激励时识别结果失真的问题。同时通过自由梁实验锤击实验对所述方法实际效果进行论证。结果表明,所提出的识别方法对瞬态载荷具有很好的识别效果,所推导的应变-位移转换关系具有较好的精度和鲁棒性。

倾转旋翼无人机最优过渡倾转角曲线

建立了典型三点式倾转旋翼无人机动力学模型,针对过渡过程,开展最优倾转角曲线研究以减小横侧控制耦合对纵向运动影响和过渡过程能耗。基于倾转角曲线对过渡过程的影响分析,提出了改进运动剖面算法对倾转角曲线进行参数化设计;并提出两阶段优化方案来对参数进行优化。第1阶段,综合考虑横侧控制耦合度最低和过渡过程能耗最小目标,以曲线参数为优化变量,构建了最优倾转角问题模型,采用遗传算法进行优化求解。第2阶段,引入舵机动力学模型,考虑过渡时间和系统超调进一步优化以减小结束阶段的超调。与2种现有典型倾转角曲线对比结果表明:给定过渡时间,设计的最优倾转角曲线有效地降低横向控制耦合程度和过渡过程的能耗,且减小结束时超调。

特大流量系数模型级蜗壳开发与试验研究

以某空压机特大流量系数模型级为研究对象,利用多计算域的计算分析方法,即传统的蜗壳设计方法结合全新的单独蜗壳计算域的计算分析方法,分步完成了无叶扩压器D 4/D 2的确定,排气蜗壳截面修正系数的选取、验证与详细的流场对比分析。研究发现,此模型级在M au2=1的工况下,随D 4/D 2从1.68升至2.08,级效率则逐渐增大;单独蜗壳计算域的全新研究方法,能够比较准确地反映排气蜗壳在整级模型计算中的宏观性能指标与微观流场流动情况。经过与整级模型计算结果的进一步对比验证,确定选取接近最佳值0.72的V0.7蜗壳方案进行试验验证,结果显示,在设计工况点试验结果多变效率仅比CFD结果多变效率低了1.1%,在工程应用允许的3.0%误差范围内,可以确定文章采用的数值计算方法能够准确模拟模型级的性能。

大流量系数空压机模型级开发

随着市场对空分装置需求的增加,大流量系数空压机模型级的开发变得尤为迫切。文章以正问题的研究方法切入,以现有的参数较为接近的高效模型级作为研究基础,开展了大流量系数空压机模型级的开发。使用NUMECA软件的参数化和自动优化模块,通过合理设置自由变量参数与优化目标,完成了叶轮和无叶扩压器的优化设计;通过手动调节蜗壳截面积修正系数,完成整个模型级的优化设计。经过试验验证,模型级在设计流量系数下的CFD计算结果与试验结果的效率与压比相差百分比仅分别为1.2%和1.0%,在工程应用允许的3.0%误差范围内,说明设计流量系数下模型级的CFD计算结果能够比较准确地模拟模型级的性能。

基于伴随优化方法的离心式压缩机回流通道子午面型线的优化设计

应用伴随优化方法,对基本级回流通道的子午型线进行了优化设计。将减小回流通道的总压损失系数K作为优化目标,经过伴随优化设计得到新的基本级子午型线。新子午型线结构使基本级在设计流量和小流量的气动性能有所提高,当流量系数φ1为0.04时,级多变效率ηpol提高了0.6%,级总压损失系数K降低了4.1%。数值分析回流通道内的流动发现,弯道部分的总压损失降低,流动均匀性提高。

气动伺服弹性对导弹飞行状态的影响研究

由于当今导弹设计出现长径比逐渐增大的趋势,气动伺服弹性问题引起设计工作者的重视,气动伺服弹性是由于大长径比导弹表面的非定常气动力、导弹结构弹性与飞行控制系统之间的耦合带来的影响。基于此,文中对导弹气动伺服弹性问题进行介绍,考虑导弹刚体运动与弹性体运动之间的耦合作用,推导由于弹性振动带来的附加气动力和力矩,并考虑了由于弹体变形引起的推力偏心问题,利用弹性体导弹动力学模型,对弹性体导弹的气动伺服弹性进行仿真分析,并得到相关结论。

离心压缩机端盖起吊机构结构设计与静力学分析

垂直剖分式离心压缩机端盖的装配方法是装配压缩机的关键技术难题,根据现有端盖起吊机构,重新设计了一种可以调节起吊点的端盖起吊机构。通过Pro/E的参数功能对其进行参数化建模,以有限元理论为基础,施加端盖及起吊机构的重力载荷后,对起吊机构进行静力学强度分析,从而计算得出起吊机构的最大应力作用点及最大应力值,为起吊工具的设计提供理论依据,同时为优化改进奠定基础。