全尺寸飞行器地面振动试验数字化协同探索与实践

全尺寸飞行器地面振动试验具有协调界面多、试验系统复杂、实施周期长、试验风险高等特点,面向先进飞行器高效协同研制需求,必须引入数字化手段提升物理试验能力。通过梳理传统模式飞行器地面振动试验流程,剖析数字化协同试验要素,从试验方案与实施流程的数字化、试验对象的数字化、试验系统的数字化等方面出发,探索并初步构建全尺寸飞行器地面振动试验的数字化方案。指出当前数字化协同模式对降低试验风险、提高试验效率具有显著助益,未来需要进一步推进数实融合仿真、应用平台开发,以推动数字化成熟落地。

基于遗传算法的炮击振动环境谱编制方法

为了提高炮击振动环境谱编制精度,提出了基于遗传算法(genetic algorithm,简称GA)的炮击振动环境谱特征点确定方法。首先,介绍了现有标准的预估炮击振动谱的编制方法;其次,以炮舱结构模拟件为对象,开展了炮击振动试验并获取了实测谱,基于飞机飞行振动环境测量数据的归纳方法对实测谱进行了归纳处理;然后,以特征点构成的环境谱与实测数据归纳谱的能量最接近为目标建立目标函数,采用遗传算法对目标函数进行优化以确定炮击振动谱特征点坐标,在对数坐标下通过折线将特征点连接以实现炮击振动环境谱的编制;最后,将基于遗传算法得到的环境谱与基于标准得到的预估谱进行对比,分析验证了所提方法的有效性。结果表明,所采用的方法获得的炮击振动环境谱在均方根值(rootmean square,简称RMS)和谱形特征上都更接近实测数据归纳谱。

冲击响应谱在炮击振动环境的谱编制应用研究

机载航炮是军机结构振动/冲击最严酷的载荷源之一,基于实测数据得到真实的环境谱,对于军机结构及机载设备的设计与考核非常重要。基于某飞机航炮实测响应数据,采用数字滤波法得到炮振环境下单点单次响应的冲击响应谱,并结合国军标和相关标准的要求,提出了基于不同统计数据类型的机载设备炮振环境分类方法,对每一组炮振实测数据进行归纳,得到了炮击振动环境实测谱和规范谱,最后通过某飞机舱段地面试验进行了验证。结果表明该方法相较于常用的位置区域分类和极值包络区域归纳方法更正确合理,且比行业内普遍采用的随机炮振通用谱更符合炮击真实环境。该方法可直接用于军机结构与机载设备的地面试验验证,具有较好的科学性和工程实用价值。

一种适用宽速域冲击的明胶鸟弹数值建模方法

明胶鸟弹在不同撞击速度下表现出不同的响应特性。为解决传统明胶鸟弹本构表征方法在不同速度范围内不能通用的问题,开展了330 g明胶鸟弹以70~190 m/s速度、60°或90°入射刚性铝合金平板试验,记录了冲击力数据及撞击形貌。结果表明,随着撞击速度的提高,鸟弹碎裂得更充分,碎块体积减小。利用LS-DYNA建立了自适应FEM-SPH(finite element method-smoothed particle hydrodynamics)鸟体模型。依据试验结果反演得到一组鸟体本构参数:切线模量为1.33MPa,剪切模量为115.95MPa,Murnaghan状态方程参数γ为10.49,k_(0)为69.77 MPa,体积模量为246.4 MPa,失效塑性应变为1.15,初始屈服应力为0.21 MPa。仿真结果与试验结果具有很好的一致性,冲击力峰值的相对误差在2%以内,冲量的相对误差在10%以内。自适应FEM-SPH鸟体模型具有比SPH模型和拉格朗日模型更高的精度。由自适应模型得到的Hugoniot压强与理论结果具有相同的变化趋势,滞止压强与理论值较接近。

缺口悬臂梁振动疲劳裂纹扩展行为研究

航空飞行器在服役过程中会经受大量复杂的随机振动载荷,其结构易发生振动疲劳进而导致损伤甚至失效,造成严重损失。以铝合金悬臂梁结构件为对象,开展振动疲劳试验与理论分析,研究随机振动载荷下含裂纹梁的应力强度因子求解方法,提出一种基于Hudson理论的时域法,结合经典的Paris公式估算振动疲劳裂纹扩展寿命。结果表明:本文提出的基于Hudson理论的时域法的寿命预测结果优于试验对比估算结果,验证了该方法能够有效描述随机振动裂纹扩展行为。

典型加筋壁板近爆距冲击波-破片毁伤研究

为了研究Ω型加筋壁板在近距离爆炸冲击下的毁伤特性和破片—冲击波联合作用规律,通过爆炸冲击实验及数值仿真,研究了冲击波和破片单独作用、联合作用和不同先后顺序作用下靶板的损伤差异。研究结果表明:近距爆炸产生联合作用时,冲击波和破片互为干扰,破片动能相比破片单一作用时最大降幅可达10.1%,靶板最大挠度相比冲击波单一作用时可降低25.8%;对于Ω型加筋板,仅有破片打击作用时形变量较小,但破片造成的穿孔损伤将极大降低靶板抵抗冲击波作用的能力。当冲击波作用于穿孔损伤后的靶板时,靶板最大挠度相比冲击波单一作用时可增大96.5%。研究结果可为防护结构设计提供参考。

升力加载法在起落架落震性能分析中的应用

起落架仿升落震是采用直接在起落架上施加当量升力而非减缩当量质量的方法,考虑了升力对起落架落震性能的影响,更加真实地模拟了起落架的着陆/着舰过程。本研究以某型舰载机主起落架为研究对象,基于不同的升力加载方式(理论仿升和落震仿升),首先,建立起落架仿升落震动力学模型;然后,利用ALTLAS软件对起落架仿升落震进行数值仿真计算;最后,在具有仿升动力模拟装置的落震试验台上进行了试验验证。通过不同下沉速度下的结果验证对比,验证了升力加载法在起落架仿升落震中应用的正确性和有效性;落震仿升法通过对起落架仿升落震试验系统进行理论建模,实现起落架当量升力加载,是一种可有效辅助于起落架缓冲系统设计和缓冲性能验证的分析手段。

亚硒酸钠对苦荞光合特性及抗氧化酶活性的影响

【目的】探究亚硒酸钠对苦荞光合特性及抗氧化酶活性的影响。【方法】基于盆栽试验,分别设置CK(0 mg/kg)、Se_(5)(5 mg/kg)、Se_(10)(10 mg/kg)、Se_(20)(20 mg/kg)、Se_(40)(40 mg/kg)共5个亚硒酸钠施用量,研究亚硒酸钠施用量对苦荞株高、鲜质量、干质量、光合特性和抗氧化酶活性的影响。【结果】①当亚硒酸钠施用量在5~10 mg/kg时,施硒显著增加苦荞生物量;与CK相比,5 mg/kg亚硒酸钠施用量的地下部干质量、鲜质量增加66.28%、80.00%,10 mg/kg亚硒酸钠施用量的苦荞株高增加7.05%。②施硒改善了苦荞光合特性。与CK相比,5~10 mg/kg亚硒酸钠施用量的苦荞净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素量平均显著增加7.57%、32.70%、28.12%、6.96%。同时5 mg/kg亚硒酸钠施用量的苦荞胞间CO_(2)摩尔分数显著下降13.95%,CO_(2)同化能力提升。施用亚硒酸钠对苦荞盛花期光合特性的影响最显著。③施硒对苦荞抗氧化酶活性影响作用较大;5 mg/kg亚硒酸钠施用量处理过氧化氢酶活性,较CK增幅最大,为3.29%;10 mg/kg亚硒酸钠施用量处理的超氧化物歧化酶和过氧化物酶较CK显著增加261.74%、88.63%。④当亚硒酸钠施用量为20、40 mg/kg时,苦荞生长发育受到抑制。【结论】5~10 mg/kg亚硒酸钠施用量能提高苦荞光合特性和抗氧化酶活性,盛花期效果尤为显著。

地空导弹破片式打击军机的瞄准点选择方法

为提高红外成像制导导弹的破片式战斗部打击军用飞机的毁伤效能,以典型对地作战飞机为研究对象,提出2种情况下破片式战斗部对飞机的瞄准点选择方法。建立对地作战飞机易损性模型和战斗部破片飞散模型,以此为基础采用射击线法计算作战飞机的毁伤概率。对于不考虑引信探测过程的情况,建立基于导弹制导误差的战斗部毁伤效能指标,用于选择给定打击方向下的瞄准点;对于考虑引信探测过程的情况,根据引信探测仿真和导弹制导误差确定炸点位置,采用蒙特卡罗法计算各炸点毁伤概率均值,进而获得各打击方向下的最优瞄准点。通过仿真算例对红外制导地空导弹打击下的瞄准点选择方法进行分析研究,结果表明:不考虑引信探测过程的瞄准点选择方法得到的最优瞄准点分布在机体边缘,而考虑引信探测过程的瞄准点选择方法得到的最优瞄准点会向机体中心偏移。

考虑参考价格效应的E-闭环供应链旧货市场开辟策略研究

以一个电商平台和一个制造商所构成的闭环供应链为研究对象,分别在电商平台未开辟旧货市场和开辟旧货市场的情形下构建闭环供应链模型,并考虑开辟旧货市场后消费者参考价格效应对供应链成员决策的影响,探讨了单位佣金、参考价格效应强度、参考价格、二手产品偏好等参数对平台广告水平、新产品与二手产品定价以及供应链成员利润的影响。研究发现:电商平台开辟旧货市场可以降低新产品的销售价格,提高旧产品的回收价格,大幅度提高电商平台的收益。参考价格效应和消费者二手产品偏好的增强会使二手产品的销售量增加,并提高电商平台对回收旧产品的广告水平,增加旧产品的回收量。但旧货市场的开辟与参考价格效应的存在均会降低制造商的利润。

疫情背景下医学本科生儿童少年卫生学教学改革实践

目的:探讨新型冠状病毒肺炎疫情背景下,混合式教学模式在儿童少年卫生学教学中的实践效果。方法:选取某医学院2015级(150人)、2016级(179人)与2017级(115人)大四预防医学专业本科生共444名学生为研究对象,其中2015级学生采用传统教学模式,2016级与2017级学生采用混合式教学模式,比较3组平均分数、及格率和成绩等级。结果:2016级与2017级学生平均分数高于2015级(P<0.05),2016级与2017级成绩比较差异无统计学意义(P>0.05);2016级学生及格率高于2017级、2015级,2017级学生及格率高于2015级(P<0.05);85~100分学生构成比三年逐年增加;70~84分学生构成比2016级最高,2015级与2017级比较差异无统计学意义(P>0.05);60~69分学生构成比2015级最高,2016级与2017级比较差异无统计学意义(P>0.05);2016级不及格学生构成比低于2017级、2015级,2017级不及格学生构成比低于2015级(P<0.05)。结论:线上线下混合式教学的发展与应用不仅能提高儿童少年卫生学的教学效果;还能在突发公共卫生事件时,保证教学的效果与质量。但线下面对面教学的重要性不容忽视。

航空结构动力学研究的进展与展望

飞机服役过程中,会经历地面滑行、空中机动等复杂的动态过程,飞机结构与系统在这些动态过程中将经受各类动态载荷的单独或联合作用,由此产生的结构动力学问题与飞机的服役安全和乘员的乘坐品质等直接相关,是航空工程中的关键技术难题。本研究梳理了军用飞机结构完整性大纲和结构强度规范,以及运输类飞机适航规章中的结构动力学相关要求,给出了结构动力学在航空装备研制流程中的相互关系,并从载荷、结构、响应和控制的角度,对航空结构动力学研究的主要问题进行了分类。从振动疲劳寿命预计与舒适性评估、振动主被动控制、复杂与极端环境结构动力学等几个重点方面,对航空结构动力学研究现状进行了综述,并结合未来航空装备研制的需求和振动新兴前沿技术的发展方向,对航空结构动力学的未来发展方向进行了展望。

高锁螺栓连接件动态拉伸响应与失效机理

飞机坠撞过程中结构的变形模式和吸能对乘员保护具有重要意义,而连接结构的载荷传递和失效形式是影响飞机结构变形的重要因素之一。为了获取航空高锁螺栓连接件在坠撞载荷下的动态响应和失效机理,基于抗剪型平头高锁螺栓设计了2种材料(2024-T3和7050-T7451)的单钉单搭接连接件,利用高速液压伺服材料试验机进行4种速度(0.01、0.10、1.00和3.00 m/s)下的拉伸测试,得到连接件的动态响应、极限载荷、能量吸收和失效模式随速度的变化规律,并分析了连接件的失效机理。结果表明,连接件的失效模式受母材和高锁螺栓/螺母材料强度影响较大,而受加载速度影响较小;当速度从0.01 m/s增加到3.00 m/s时,2024-T3连接件的极限载荷和能量吸收分别增加了2.17%和34.43%,7050-T7451连接件的极限载荷和能量吸收分别增加了5.53%和6.58%。

亚硒酸钠对甜荞生长的影响

【目的】探究亚硒酸盐对甜荞生长的影响,提高甜荞产量和品质。【方法】通过随机区组盆栽试验,研究了5个不同质量浓度的亚硒酸钠对甜荞生长的影响。【结果】适量施用硒肥能够促进甜荞生长,当施用硒肥质量浓度在0~10 mg/kg时,可以促进甜荞叶绿素合成、提升蒸腾速率、气孔导度、净光合速率和甜荞生物量,超过10 mg/kg则会产生抑制作用。但甜荞根系和叶片叶绿素b不会受亚硒酸钠质量浓度影响。从甜荞整个生育期来看,在盛花期,硒肥对甜荞影响最显著,此外适量施用硒肥还可以减缓甜荞生长进程中叶绿素、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率的下降程度,起到延缓甜荞衰老的作用。【结论】适量施用亚硒酸钠可以促进荞麦生长、延缓衰老进程,过度施用硒肥会抑制甜荞生长,但不会影响甜荞根系生长。

金属材料的中低应变率动态拉伸试验方法研究与应用

基于高速液压伺服试验机的金属材料动态拉伸试验是获得中低应变率力学性能的主要手段,但如何获得材料的动态拉伸载荷、动态应变,以及失效过程的热耗散数据是试验测试的关键。本文总结了金属材料的中低应变率动态拉伸试验方法,编制了可视化试验数据处理软件,提高了试验数据处理效率。应用本文方法获得了2024-T42、2A16-O两类典型金属材料的动态本构参数,并对下一步技术发展进行了展望。

民机适坠性研究中的垂向坠撞速度问题探讨

垂向应急坠撞速度是评价民机抗坠撞水平的关键输入参数,如何确定飞机的垂直坠撞速度是型号耐撞性设计和验证的关键问题。本文梳理了国内外飞机结构坠撞试验的垂向坠撞速度选择情况,并从飞机的坠撞事故统计、乘员耐受极限与客舱完整性,以及应急坠撞典型工况分析等方面出发,对民机适坠性研究中的垂向坠撞速度确定方法进行了讨论。

特种冲击波形发生器设计与应用

针对航空武器装备特种冲击波形加载需求,基于小孔节流阻尼原理设计了一款具有30×45个可调节小孔的冲击波形发生器,建立了该波形发生器动力学方程,采用四阶龙格库塔法对加载波形进行了仿真,并进行试验验证。结果表明,该波形发生器性能达到了模拟12g/200ms标准半正弦波指标要求,并在某舰载外挂物弹射拦阻冲击试验和直升机座椅垂向冲击试验中进行了应用,为航空武器装备的特种冲击试验提供了一种验证装置和试验方法。

中性盐雾腐蚀对AA 6061-T6铝合金冲击疲劳寿命的影响研究

航空铝合金材料在实际应用中经常受到环境腐蚀与重复冲击载荷的联合作用,出现腐蚀损伤并引发冲击疲劳破坏。本文通过盐雾腐蚀试验、落锤冲击试验、SEM扫描表征等方法,研究了在不同盐雾腐蚀时长下AA 6061-T6铝合金的腐蚀损伤,以及不同冲击能量对AA 6061-T6铝合金缺口三点弯曲试样的冲击疲劳寿命的影响,并探讨了盐雾腐蚀对材料的冲击损伤机理的影响。试验结果显示,试样U形缺口处的损伤程度随着盐雾腐蚀时长的增加而加剧,腐蚀时间越久,点蚀坑越深,并伴随生成大量的腐蚀微裂纹;随着冲击能量增加,缺口三点弯曲试样的冲击疲劳寿命呈明显降低的趋势,并且不同轧制方向的AA 6061-T6铝合金试样的冲击疲劳寿命具有显著差异;盐雾腐蚀48h试样的冲击疲劳寿命略高于未腐蚀试样的寿命,呈现寿命反常现象,但随着盐雾腐蚀时间继续增加,试样的冲击疲劳寿命又逐渐下降。

金属多级类蜂窝的压溃行为研究

通过实验和数值模拟方法系统研究了单胞壁开孔金属多级类蜂窝与双胞壁开孔金属多级类蜂窝的压溃行为.重点分析了试件尺寸、开孔位置、孔偏距和孔梯度等因素对多级类蜂窝力学性能的影响.结果表明,多级类蜂窝的压溃过程可分为3个阶段:弹性变形、屈曲变形以及密实;单胞壁开孔多级类蜂窝的压溃过程趋向于渐近内凹压溃,而双胞壁开孔多级类蜂窝趋向于轴向压溃;试件尺寸对多级类蜂窝的力学行为有明显的影响,当胞元数达到一定数目时,其力学性能几乎与蜂窝胞元数无关.单胞壁开孔多级类蜂窝的峰值应力大于双胞壁开孔多级类蜂窝的峰值应力,但其平均压溃应力小于双胞壁开孔多级类蜂窝的平均压溃应力;与传统蜂窝相比,蜂窝胞壁开孔设计降低了蜂窝材料的比吸能;孔偏距的存在导致单胞壁开孔多级类蜂窝的峰值应力降低,但随着孔偏距的增加其平均压溃应力呈先减低后增加趋势;多梯度孔设计对多级类蜂窝材料的力学性能有重要影响,与均匀孔多级类蜂窝相比,正梯度孔分布设计降低了多级类蜂窝峰值应力,但提高了其平均压溃应力;多梯度孔分布设计对多级类蜂窝的峰值应力和平均压溃应力影响不大.

飞机弹射杆与母舰缓冲钩的冲击载荷计算

在弹射型舰载机牵制就位之前,弹射杆触发缓冲钩产生冲击载荷。相关构件应能承受该载荷而不丧失功能或发生结构破坏。基于局部变形及能量守恒原理,本文对此问题进行了理论分析,提出了一种计算冲击载荷的方法,并通过试飞实测数据验证了算法的合理性。本研究可为机/舰结构抗冲击设计提供参考。