飞机典型构件振动疲劳寿命分析

提出了一种随机振动疲劳寿命预计的简便数据处理方法。一般地 ,在求疲劳损伤量时 ,需要构件的平均频率 ,通常是取构件的第一阶共振频率。本文提出利用随机响应功率谱密度求出的特征频率作为平均频率 ,在数据处理时是较方便的一种方法。

边条翼布局双垂尾抖振表面脉动压力风洞实验研究

对边条翼布局双垂尾发生抖振时的表面脉动压力进行了风洞实验研究。实验在西北工业大学NF-3风洞进行。实验迎角范围：10°-40°，风速：50m／s。实验测量了垂尾内外侧表面各9处的脉动压力，并将脉动压力沿表面积分近似得到垂尾的根部弯矩响应。实验同时测量了垂尾根部应变、翼尖前缘及后缘的加速度响应。实验结果表明，通过不同测量方法得出的垂尾抖振响应规律一致，得到的垂尾抖振起始迎角相同，这表明垂尾的抖振响应是由边条涡破裂流作用在垂尾表面的脉动载荷引起的；随迎角增大，边条涡破裂流的能量不断增加，且越来越集中于低频范围，但当迎角过大时，边条涡的破裂点远离垂尾，破裂涡的能量耗散很大，从而作用在垂尾表面的脉动载荷减弱。

边条翼布局流场及其双垂尾抖振特性研究

对边条翼双垂尾布局模型的流场进行了激光片光源显示实验研究.实验在西北工业大学NF-3风洞三元实验段进行.实验记录了沿机身轴向从边条到垂尾后缘共8个剖面位置的流动状态.测试迎角范围10°～35°,风速4 m/s.通过边条涡流场随迎角的发展和破裂特性与前期双垂尾抖振实验获得的模型垂尾抖振响应特性的对比分析发现：垂尾翼根弯矩、翼尖加速度响应随迎角的变化均与边条涡的发展状态、是否破裂以及破裂程度密切相关.从而得出结论：边条涡破裂是引起边条翼布局双垂尾抖振的主要原因.

双垂尾抖振实验研究

边条翼双垂尾布局是新一代战斗机的主要布局形式,这种气动布局可能引起双垂尾抖振,是飞机设计中的一个技术关键。边条翼布局双垂尾的抖振特性实验研究在西北工业大学低速风洞进行,测试迎角范围:0°～50°。实验还将垂尾位置前移了30mm(15.8%垂尾平均气动弦长)进行测量,并将垂尾前后2种位置的响应进行了对比分析。对2种模型都测量了垂尾的根部弯矩响应和翼尖加速度响应的时间历程,经数据处理得出弯矩和加速度脉动响应的均方根值及功率谱密度分布。实验结果表明:1抖振主要发生在一弯模态;2当迎角达到20°后,翼根弯矩响应和翼尖加速度响应都急剧增加,抖振起始迎角约为20°;3抖振响应在迎角27～40°之间最大;4垂尾前后位置对抖振起始迎角影响不大,但对抖振响应强度有明显影响;5边条涡破裂是诱发边条翼布局双垂尾抖振的主要原因。

旋转离心应力对叶片鸟撞响应的影响

为避免航空发动机叶片在高速旋转工作状态时经常会发生外物损伤造成的严重事故,基于冲击动力学理论,建立了离心预应力作用下叶片外物撞击的非线性动力学模型,利用碰撞动力分析软件PAM-CRASH及其丰富的材料本构模型数据库,建立了旋转叶片受鸟体撞击的有限元分析模型,并在其环境下通过隐式静力求解来进行旋转状态下叶片的预应力分析,对不同离心栽荷下叶片鸟撞击进行数值模拟比较。结果表明,离心应力对叶片的瞬态响应及损伤特征有较大的影响,并获得了不同离心预载作用下外物损伤的一些规律。

边条翼布局主要参数对其双垂尾抖振响应影响的风洞实验研究

对边条翼布局的双垂尾抖振问题进行了较为深入的风洞实验研究。实验采用简化边条翼双垂尾半模。通过对垂尾的表面脉动压力、根部弯矩和翼尖加速度的测量,研究了边条后掠角、机翼后掠角、垂尾弦向位置及垂尾展向位置对边条翼布局的双垂尾抖振响应影响的规律。结果表明:①边条后掠角越大,双垂尾抖振起始迎角越大;②机翼后掠角对垂尾靠内时的抖振响应影响较小,而当垂尾靠外时,大后掠机翼的垂尾抖振响应相对较小;③垂尾弦向位置对垂尾抖振起始迎角影响较小,但对最大抖振响应影响较大;④垂尾的展向位置越靠外,垂尾抖振起始迎角就越小,但最大抖振响应也越小。

典型金属加筋板鸟撞实验研究

以典型金属加筋板为鸟撞实验研究对象,采用数字图像相关法的非接触测试方法实现鸟撞区域测试点三维位移信息的测量,与传统的接触式测试方法相比,测试精度和可靠性得到了提高。并通过分析高速摄像结果,得到数值模拟中鸟体应采用的描述流体行为的本构模型。最后通过对比不同撞击点的实验结果,确定了典型加筋板的鸟撞危险点,验证了加筋板不同的蒙皮-筋条间连接强度对结构抗鸟撞性能的影响。

利用功率谱密度修改结构动力模型的方法

给出一种利用随机振动试验的功率谱密度测量结果进行结构动力模型修正的方法。质量、刚度和阻尼矩阵中的所有元素可同时也可部分地被修正。修正结果在最小二乘意义下与功率谱密度测量值吻合，并利用参数辨识技术中的辅助变量法来消除或减少测量噪声产生的误差。算例表明本方法是正确和可行的，并具有较高的修正精度。同时，修正模型还保持了有限元模型的带状稀疏特点。

航空座椅动态适航试验技术研究

为提高飞机应急着陆和坠机事件中旅客的生存率,座椅应符合FAR25.562(CCAR25.562)动态试验要求。通过对国内外最新的座椅动态适航试验规范及实施方法的分析,确定相关标准,提出了适航审定要素和评审要求。

飞机典型构件振动疲劳寿命分析

提出一种随机振动疲劳寿命预计的简便数据处理方法，一般地，在求疲劳损伤量时，需要构件的平均频率，通常是取构件的第一阶共振频率，提出利用随机响应功率谱密度求出的特征频率作为平均频率，在数据处理时是较方便的一种方法，对一个典型构件的试验数据计算的结果表明本方法是可行的。

振动疲劳寿命估算方法

提出了一种振动疲劳寿命预计的简便处理方法。在有适用的结构材料疲劳S—N曲线的情况下，利用计算或试验测得的构件临界部位的响应功率谱密度曲线，根据疲劳损伤量等效原则和疲劳损伤可“累积”原则折算所对应的疲劳损伤量。这种算法计算的宽带随机应变响应所对应的疲劳损伤量与折算所需的园频率ω0无关，避免了在计算宽带随机应变响的疲劳损伤时，需要根据工程经验人为地确定一个表征循环次数的频率值。

一种复合材料结构的坠撞吸能特性分析

本文主要研究一种碳纤维复合材料立柱组合件的坠撞吸能特性。提出立柱组合件的坠撞试验方法,对组合件实施9.14m/s速度下的垂直坠撞试验,获得组合件的坠撞过程及其垂向力时间历程,试验表明组合件中的C型立柱发生了较小程度的压溃,其吸能效率较低。基于线性退化损伤模型和三维Hashin失效准则,对该组合件进行坠撞数值仿真分析,数值模拟的垂直力和变形模式与试验结果较为吻合,验证数值仿真分析方法有效可行。此外。提出组合件结构的改进思路以提高立柱的吸能效率,为复合材料机身抗坠撞设计提供重要的数据支持和参考。

垂尾抖振减缓的结构刚度修改技术

针对边条翼布局的双垂尾抖振风洞试验模型，通过垂尾模态频率关于刚度分布的灵敏度分析，确定垂尾刚度修改的最佳区域，对垂尾的刚度进行修改，从而减轻垂尾抖振的响应。模拟分析及风洞试验结果表明，对该垂尾刚度修改后的抖振响应减缓的效果明显。

边条翼布局双垂尾抖振试验研究

边条翼布局双垂尾抖振实验研究包括四个方面：边条翼布局双垂尾抖振特性实验研究、边条翼布局双垂尾抖振的发生机理实验研究、边条翼布局双垂尾抖振的表面压力测量实验、边条翼布局各主要参数对双垂尾抖振响应的影响研究。通过实验对边条翼布局双垂尾抖振特性进行了全面的研究，了解了边条翼双垂尾抖振响应的特点、引发双垂尾抖振的主要因素及边条翼各主要参数对双垂尾抖振响应的影响规律等，为以后工程实践提供了很好的参考。

基于模态迭加法的结构单元内力功率谱响应分析

提出一种基于模态迭加法和单元刚度矩陈的结构单元内力频响函数计算方法，并利用某悬臂梁功率谱响应计算验证了这一方法的正确性。