大尺寸结构件变形测量方法研究与不确定度评定

大尺寸结构件变形的准确测量是保障其加工精度的重要手段。本文采用结构光扫描方式对大尺寸结构件表面进行扫描,通过点云数据处理分析评价平面度指标,并采用坐标测量方式进行试验验证。试验表明:两种方法的测得值具有一致性。同时,基于坐标点数据,进行大尺寸结构件表面平面度的不确定度分析。结果表明:采用高精度坐标测量机测量大尺寸结构件(尺寸达到1000mm)平面度的测量不确定度优于0.01mm。

目视检测在民用飞机全尺寸结构疲劳试验中的应用

针对目视检测在民用飞机全尺寸结构疲劳试验中的应用,以实际检测为例,介绍了快捷直观、有效可靠的目视检测技巧,以利同行进一步提高目视检测的效率和可靠性。

大尺寸结构振动试验系统浅析

研究总结了大尺寸结构振动试验系统现状与振动试验方法,解决随着振动试件尺寸的增大而出现的振动试验加载安装尺寸不足和单台振动台推力不足等问题。对国内外主要可靠性试验室针对大尺寸振动试验采取的方法和技术进行了研究和总结,分析与比较不同技术和方法对于解决问题的优劣,并介绍了采用不同方法进行大尺寸结构试件振动试验案例。总结并介绍了大尺寸结构产品振动试验系统,并对未来大尺寸结构产品振动试验系统的发展进行了展望。

一种基于离散实镜像理论的修正物理光学法在金属平行板内嵌电大尺寸结构中的应用

传统的物理光学法(PO)能够方便高效地处理开放空间中电大尺寸结构的电磁散射问题,并且通常能获得较好的精度。然而,对于电大尺寸结构内嵌在金属平行板之间的这种特殊问题,传统的PO方法不再适用,而采用全波分析方法来处理往往需要消耗巨大的计算资源。该文在离散实镜像理论的基础上,提出了一种修正的物理光学法(DRMI-PO),基本思想是先将金属平行板间的激励电磁流展开为傅里叶级数,再对级数的每一项分别应用2维物理光学法求解场,最后把所有求得的场解作线性组合。与多层快速多极子(MLFMA)的全波方法相比,DRMI-PO在解决该类特殊结构的电磁仿真问题时能在保证足够高精度的同时大幅度提高计算效率;作为应用实例,对两种不同极化方式的太赫兹波段扇形波束扫描天线分别进行了DRMI-PO数值仿真与实验测试,结果表明仿真和实验得出的天线方向图吻合较好,从而证实了DRMI-PO方法的有效性。

碳纤维复合材料在航天大尺寸结构中的应用

从碳纤维复合材料的概念、分类及性能入手,重点介绍了碳纤维复合材料在航天大尺寸构件中的应用情况,特别是在运载火箭、导弹和人造卫星等产品中的应用情况,并根据国内外的研究现状,对我国碳纤维复合材料在航天领域应用中存在的一些问题进行了分析,对碳纤维复合材料未来在航天领域的应用前景进行了展望:

民机全尺寸结构疲劳试验支持夹具设计研究

民机的结构设计必须按照耐久性/损伤容限要求进行,因其分析方法不像静强度那样成熟,适航当局在进行符合性审查时,特别注重全尺寸结构的疲劳和损伤容限试验。在部件试验中,因各部件试验可同时独立进行、载荷谱全面、加载点少及进度快,因此广泛用于民机研制过程中。部件疲劳试验的支持夹具提供与原结构相当的支持刚度。文章通过对某飞机襟翼子翼疲劳试验支持夹具的设计与分析,验证试验支持段可提供真实支持。研究表明,随着试验件与真实支持连接的静不定阶数增大,过渡段的设计趋于复杂。当支持夹具的设计过于复杂时,为保证结果准确有效,建议采用与试验件相连接的真实结构作为支持段。

大尺寸结构件检测方法研究及不确定度分析

现代制造业对大尺寸结构件的精度要求越来越高,本文以激光跟踪仪为工具,研究大尺寸结构件的检测方法,以飞机大型工装的检测为例,详细介绍了检测方法以及检测过程中的注意事项,并以对空间测量点进行不确定度分析,为大型部件的精密测量提供了基础。

大尺寸结构钢胀筒压溃吸能的研究

通过元组件矩阵试验,获取半锥角、壁厚以及定径长等不同结构参数的大尺寸结构钢胀筒压溃吸能的准静态压缩性能数据,分析各个因素对吸能效果的影响。分析结果表明:压溃载荷呈随半锥角增大先减小后增大的趋势,随壁厚增加单调递增并趋于缓和,但对定径长因素变化不敏感。采用ABAQUS/Standard建立压溃吸能结构的有限元模型并进行仿真计算,将计算结果与试验结果进行对比。仿真结果表明:有限元模拟与试验结果基本吻合。利用ABAQUS/Explicit建立胀筒结构的动态压缩模型,其结果与静态压缩曲线一致。

工业内窥镜在全尺寸结构飞机疲劳试验中的应用

工业内窥镜在全尺寸结构飞机疲劳试验中,可用于检测飞机结构中人眼无法直接观察到的部位,通过物镜与液晶显示器的图像转换,达到间接目视检测的目的;检测人员可以在不需要拆卸或破坏构件的前提下,方便且迅速地观察及检测组装构件的内部表面结构或工作状态;并对裂纹长度进行测量等,从而有效地实施质量管理。

大尺寸结构板表面胶粘剂涂覆执行器设计

根据大尺寸结构板表面胶粘剂涂覆需求,设计了涂覆方案,对涂覆执行器内部流道进行了设计,建立了三维模型,并结合仿真分析对流道结构进行了优化,文章设计的涂覆执行器出口流速具有较高的均匀性,可用于结构板表面的自动化胶粘剂涂覆,取代手工工艺,提高生产效率与质量,对结构板制造具有积极意义。

超大尺寸结构混凝土裂缝控制技术

水泥水化热产生的温度应力和混凝土收缩产生的收缩应力是混凝土出现早期裂缝的主要原因。针对超大尺寸结构混凝土在施工过程中水化热高,收缩应力大,容易开裂的特点,以某地铁工程为例,对大体积混凝土裂缝控制技术进行研究。通过优化防水构造设计方案、优化混凝土配合比,并采取跳仓法施工技术及设置后浇带、采用新型止水带等措施,提高混凝土初期抗裂性能,降低混凝土收缩变形,减少变形缝出现渗漏问题。

环境湿度影响下大尺寸结构预应力损失及挠度变化的多场多尺度分析

预应力结构作为桥隧结构的主要构件常服役于高湿或变湿环境,为了研究预应力梁在不同环境湿度下的长期变形发展及长期预应力损失,基于DuCOM-COM3多场多尺度有限元计算程序对不同环境湿度下的预应力混凝土结构进行了有限元分析,并与试验结果进行对比,结果表明:混凝土梁的预应力损失受到环境湿度的影响,环境湿度增大有利于减小构件的长期变形从而减缓预应力结构的预应力损失与长期挠度。这表明基于多尺度微观孔隙结构的材料本构可以考虑孔隙结构的微观变形,通过计算混凝土材料内部的微观行为和水分传输可以得到混凝土结构的力学性能。通过对比试验与计算证明了混凝土结构的多场多尺度分析能分析变化的环境对预应力混凝土结构的长期性能的影响。通过水-热-力学耦合的多场多尺度分析机理,模拟环境湿度为40%、60%以及80%情况下的预应力混凝土梁的预应力损失与长期挠度情况。得出环境湿度大小与收缩、徐变以及长期变形、预应力损失情况之间的关系。

大尺寸壁板结构的高声强噪声试验系统研究

为获取某飞机壁板在高声强噪声激励下的疲劳寿命,本文提出了一种适用于大尺寸壁板结构的噪声试验方法。本方法结合大尺寸壁板试验工件的特点,设计了具有较小矩形截面积的气流通道,既能实现大尺寸壁板试验工件的安装,又能实现高声强噪声激励的施加;并采用了工作段两侧面同时固定试验工件的方案,有效的缩短试验周期,提高试验效率。研究结果表明:与现有技术相比较,本文提出的高声强噪声试验系统适用于大尺寸壁板结构的高声强噪声试验系统,能够有效考核大尺寸壁板结构耐受高声强噪声的能力,且造价较低,对工程实际应用一定实践价值。

采煤机摇臂浮动油封结构尺寸影响分析

介绍了采煤机摇臂浮动油封结构形式,对浮动油封使用处的结构进行分析,确定影响其结构尺寸的因素;对结构尺寸链及加工进行控制,从而达到满足尺寸公差要求;通过设置于滚筒联接套上的孔对安装后的浮动油封进行测量复核,从而避免浮动油封频繁漏油。

大尺寸盘榫结构件疲劳寿命优化设计及验证方法研究

针对航空发动机及燃气轮机设计中盘榫应力集中导致的结构件寿命瓶颈问题,导入三次B样条曲线优化理念,以较低设计参数调整维度代价获得了定性合理、可变性较大的榫槽优化结构,稳定提高了设计优化速率和泛化能力。面向大尺寸盘榫结构件,提出根据优化前后榫槽应力集中位置的应力水平和梯度设计模拟件进行验证,保证了大尺寸结构件设计方案验证的等效性和充分性。仿真结果显示,优化后的盘榫结构件最大应力降低45%,低周疲劳寿命提高约36倍;基于应力集中和梯度设计的模拟件验证结果与仿真结果一致,印证了优化收益和验证方法可靠性,对于大尺寸结构件疲劳试验设计具有普遍借鉴意义。

基于实测的钢筋混凝土剪力墙结构自振周期与结构尺寸关系研究

在现有钢筋混凝土剪力墙结构自振周期研究成果基础上,开展基于实测结果的自振周期与结构尺寸关系研究。基于脉动法对我国华北、东北地震高风险区结构高度在40~110m的150栋高层剪力墙结构建筑进行了动力特性测试,对测试结果与规范计算公式进行了对比分析,给出了基于实测结果的钢筋混凝土剪力墙结构长短轴向基本自振周期估算公式。结果表明在40~80m建筑总高度对结构基本自振周期的影响最显著,在80~110m结构水平纵横向尺寸对结构的基本自振周期影响明显增加。

基于GUM法的风电叶片结构试验方法不确定度研究

针对风电叶片全尺寸结构试验方法,首先分析试验过程中所需测量物理量的不确定度因素来源;其次利用GUM法建立不确定度数学模型,然后评定各部分输入量的标准不确定度;最后分析得到叶片结构试验各测试物理量的合成标准不确定度和扩展不确定度,从而建立风电叶片试验不确定度的系统评价方法。

气井引射器结构尺寸计算方法研究

引射器在气井开采过程中的应用越来越广泛,针对不同工况的引射器结构设计需要理论数据支撑,鉴于此,基于流体力学对引射器内部流体的动量方程进行求解,推导出引射器最佳喷射系数及关键结构尺寸的计算方法,并通过C语言工具对得到的计算模型进行求解,得到了算例所需要的引射器设计参数,大大缩短了引射器的研发时间。

结构尺寸对316L矩形波纹管液压胀形的影响

目的掌握结构尺寸对矩形波纹管液压胀形的影响规律。方法利用有限元平台Abaqus/Explicit建立316L矩形波纹管的三维有限元模型,对其液压胀形过程进行数值模拟分析,并利用实验验证有限元模型的正确性,基于单因素法研究长宽比、过渡圆角半径及波距对矩形波纹管成形质量的影响。结果综合考虑成形波高、壁厚减薄率及周向轮廓3个指标,获得了长宽比、过渡圆角半径和波距对波纹管成形的影响规律,并给出了各参数对不同指标影响的显著性。结论随着长宽比的增大,长边壁厚减薄率明显减小,圆角与短边的壁厚变化不大,并且不同长宽比波纹管的成形轮廓均在圆角段上低于设计值,在直线段上高于设计值;增大过渡圆角半径更有利于圆角段的贴合,且有利于降低周向壁厚减薄率;波距对波纹管的壁厚减薄率影响显著,波距较小时,波峰上有明显的增厚现象,随着波距的增大,波峰上的增厚现象逐渐消失并开始减薄,波纹管周向波高增大,直边波高容易超出公差范围,可以通过降低成形内压或减小模片间距将波高修正到公差范围内,获得合格的波纹管产品。

平面口罩结构尺寸参数与密合性的关联机制研究

针对平面口罩密合性不够,口罩尺寸参数与其密合性的关联机制尚不明确的问题,采用单因素变量法,探究口罩结构参数与其密合性的关联。结果表明:口罩的长度、宽度、鼻梁条长度以及耳带条长度均对其密合性产生影响,其中宽度的影响最大,鼻梁条长度的影响较小;常规结构尺寸的防护口罩佩戴在中号头模上时,密合性最好;在佩戴平面口罩的过程中,颗粒物泄漏区域主要集中在鼻梁、脸颊、颧骨和下巴等处。该研究针对性地对平面口罩尺寸参数进行设计优化,可为企业在研发生产口罩时提供参考数据。