多量程土压力盒标定工装及试验研究

为了精确获取土压力测试数据,总结了土压力盒标定工装研究现状,指出了现有标定工装存在通用性问题.针对多量程土压力盒标定,采用ABAQUS有限元软件建立了仿真模型,研究了承压板、标定桶的尺寸对土压力盒承压面受力的影响,基于提取的数据进行合理性分析,确定了标定试验工装的参数及尺寸,并采用重新装砂、单次加卸载和不扰动砂、重复完全加卸载两种方案分别对量程为0.3、0.6、1.0、2.0 MPa的土压力盒进行了标定对比试验.结果表明:试验数据相关系数R2大于0.90,线性关联性较强,且试验组、对照组K值重复性较好,本次制定的工装可靠,试验数据正确合理,能够很好地标定多量程土压力盒;从重复加载、滞回性上分析,不扰动砂、重复完全加卸载方案数据相对稳定,建议该方案作为标定试验方案;砂标K1值小于厂标K2值,电阻应变式土压力盒在使用之前均要结合工程实际环境重新进行标定试验,以使参数更精确.

前后缘同时可控的乘波体气动修型设计与分析

从超声速气动原理出发,结合流线追踪和几何重构技术,提出了一种前后缘同时可控的乘波体气动修型设计方法。在前缘水平投影为超椭圆和后缘为圆弧的条件下,采用该方法完成了乘波体的气动修型设计并在设计点(Ma=6.0)和接力点(Ma=4.0)开展数值仿真研究。结果表明:在前后缘同时指定的条件下,气动修型设计的乘波体型面过渡光滑,只在出口两侧有很小的高压区,可以很好地保持基准乘波体的波系结构和乘波特性。与基准乘波体相比,气动修型的乘波体具有更高的容积率、升力和预压缩效率,俯仰力矩几乎相等,但是升阻比下降。有粘条件下,设计点时升阻比由2.91降为2.53,接力点时由2.69降为2.32。上述结果符合设计预期,设计方法可行。

前缘水平投影可控的乘波体设计方法研究

结合流线追踪技术和密切面混合函数提出了一种前缘水平投影可控的乘波体设计方法,并完成了前缘水平投影为超椭圆的乘波体(Waverider-F)和超椭圆前缘转超椭圆后缘的乘波体(Waverider-FT)设计。二者具有较高的容积效率,前缘对应的轴向投影近似为余弦曲线。通过数值仿真验证了设计方法的有效性,设计点时Waverider-F的乘波特性良好且保持了基准流场的特点,Waverider-FT前部完全乘波,后部两侧诱导激波使流场变形且形成高压区,接力点时二者的乘波特性也较好。另外,二者具有较高的升阻比和预压缩效率,设计点时无粘升阻比分别为3.46和2.88。与Waverider-F相比,Waverider-FT的升力、阻力和出口增压比都明显增加,而升阻比、俯仰力矩和出口总压恢复系数降低。有粘条件下,设计点的升阻比由2.91降为2.41,对应的出口总压恢复系数降低了5.8%。