基于多层级骨架模型的产品总体结构控制方法研究

论述了基于多层级骨架模型的产品总体结构控制方法的实现和设计过程。提出以多层级骨架模型为信息传递纽带的总体结构控制方法。并以Pro/E为平台,结合产品设计实例,对文中提出的方法加以验证,表明总体结构控制方法可以有效地解决复杂产品设计过程中的"快速变型"和零件"重用性"瓶颈。

空气压强对垂直入水空泡影响的数值研究

基于RANS方程,结合VOF多相流模型和动网格技术,对带150°锥角头型圆柱体以中等速度垂直匀速入水空泡进行了数值计算.计算过程中对VOF多相流模型嵌入水和水蒸汽之间的质量输运源项,实现了水、空气和水蒸汽三项相同时存在的自由液面入水问题数值计算.通过与匀速垂直入水理想空泡模型计算结果的对比,验证了本文数值计算方法的有效性.对不同空气压强条件下入水空泡形态的数值计算结果分析,得到了在本文所计算入水工况范围内垂直入水过程中自然空化对入水形态的影响;得到了空泡无量纲闭合时间、空泡闭合瞬间最大无量纲直径、以及空泡闭合方式与空气压强和入水速度之间的关系等.

水中航行体绕流数值计算研究

水动力设计是水中航行体设计的重要组成部分。文章采用数值算法分别对水中航行体全湿和带空泡两种不同状态水下绕流问题进行了计算研究,并与风洞及水洞试验结果进行了对比。计算结果与试验值吻合较好,验证了数值算法的准确性。同时得到了水下绕流的某些运动规律,研究结果对工程设计起到了一定的帮助作用。

矩形贮箱类液固耦合系统的平动响应研究

采用与以往不同的方式 ,综合运用两种不同形式的 L agrange函数 ,以简洁的方式建立了常重力下受到水平激励的矩形贮箱类液固耦合系统的耦合动力学方程。该方法大大减少了公式推导 ,且所得的动力学方程是降阶的。通过数值仿真发现 ,在一定的激励幅值和频率下 ,该耦合系统会出现零点漂移等非线性动力学现象。

两级入轨重复使用运载器的方案探讨

从分析单级入轨和两级入轨的运载性能出发，结合中国航天实际条件，提出研制以一次性使用运载火箭为基础的两级入轨的重复使用运载器的发展途径，并提出一种小型两级入轨重复使用运载器的方案设想。

火箭发动机涡轮叶片疲劳寿命可靠性分析

由于生产加工和使用过程中材料属性、结构尺寸以及工作载荷等的随机性,疲劳寿命通常存在较大的分散性。考虑结构几何参数、材料属性、工作载荷等变量的随机性,采用Monte Carlo模拟法与响应面法相结合,对液体火箭发动机涡轮叶片进行概率疲劳寿命分析,确定了涡轮叶片疲劳寿命可靠度模型,并分析了疲劳寿命对各随机变量的敏感度,以及变量分散度对疲劳寿命的影响。结果表明:疲劳寿命呈偏态分布;涡轮入口温度对叶片疲劳寿命影响最大,材料的低周疲劳性能参数对寿命影响较大,转速及热膨胀系数对寿命有一定影响,而其他参数对寿命的影响小;控制变量分散度是提高叶片安全寿命的有效途径,对单变量而言,控制涡轮入口温度分散度效果最显著。

缩短遥测系统测试时间技术措施初探

针对遥测系统特点,提出缩短测试时间的两项应对措施:一是履行可靠性设计和长期稳定性设计,达到少测或免测的目的;二是发展机内自检(B IT)技术和研发外激式自动检测设备(ATE),提高自动测试水平。充分利用现代硬件和软件成果,实现快速测试、快速处理及快速显示的目标。

航天型号可靠性规范体系框架研究

针对航天型号可靠性工作现状,综合考虑型号的产品结构和可靠性保证工作项目,提出按横向和纵向结构相结合进行展开的可靠性规范体系框架。

C_f/PI蜂窝夹层结构性能

为了提高蜂窝夹层结构的耐热性和高温力学性能,采用石英灯和力学性能测试的方法进行了相关性能测试。弯曲性能测试结果表明,UT500/KH370蜂窝夹层面板的弯曲强度400℃保持率为58%,弯曲模量保持率为85%,层间剪切强度保持率为57%;石英灯静态隔热试验结果表明,冷壁热流为300 kW/m2的条件下,高度为29 mm的蜂窝夹层板的背温为320℃;冷壁热流为168 kW/m2的条件下,背温为296℃。

太阳帆推进任务的快速仿真方法

研究太阳帆的力学特性和轨道控制设计方法,导出太阳帆的无奇点控制律.提出通过STK中MATLAB语言编写的嵌入式脚本(Plug-in Script)来将由控制律得到的光压力加速度矢量,添加到STK轨道计算力学模型中,从而进行轨道控制的方法.仿真结果表明,对于常规方法难以进行仿真分析的航天器动力学模型(如太阳帆),所提出的方法能快速灵活地支持其相应的任务,并增强任务场景的可视化,从而实现利用STK丰富的功能特性进行复杂航天任务的设计、分析和验证.

镀膜温度对30CrMnSiNi2A表面多弧离子镀氮化钛薄膜力学性能的影响

针对30CrMnSiNi2A材料表面多弧离子镀氮化钛薄膜后,材料力学性能出现波动的问题,研究了镀膜温度对材料力学性能的影响规律,优化了镀膜温度控制范围。结果表明,控制镀膜θ为200℃可保证制备得到的氮化钛薄膜的纵向冲击力不低于47 J,当镀膜θ高于260℃后,温度进入二次回火区间,材料脆性会上升。

Chaboche随动硬化模型参数确定及棘轮效应

采用遗传算法确定不同Chaboche随动硬化模型的参数,得到的3种模型中,四分量模型对棘轮的预测与试验结果符合最好.增大应力幅值或应力平均值,都会使应变峰值增大,应变累积速度加快;利用确定的四分量模型研究加载顺序对棘轮的影响.结果表明,平均应力加载顺序对棘轮预测有较大影响,加载顺序高-低的累积应变低于加载顺序低-高的累积应变,而且先加载的平均应力越大,后加载的载荷产生的累积应变越小;而应力幅值加载顺序对应变累积几乎没有影响.

基于智能主模型的产品结构建模与分析评估

产品智能主模型完整定义了产品的功能结构与多学科分析,通过骨架控制方法实现了从初步设计到详细设计过程的结构建模;以编写多学科分析需求为导向的工程语义知识,结合从产品数据模型到工程语义系统间的智能接口开发,形成产品研制各个阶段中的性能分析与评估,从而实现产品的面向全过程的设计。以航天工装支架车为例,验证该方法支持的面向设计过程的结构建模与分析评估的可行性。

基于动作捕捉的人形机器人遥操作动作重定向技术

遥操作是机器人研究的重要应用,针对人形机器人开发了一种机器人遥操作方法,利用基于误差最优化的动作重定向技术将人体动作捕捉数据映射到人形机器人模仿人体动作完成遥操作任务,同时能够在遥操作过程在质心调节和三点支撑法自动切换保持平衡。该方法已经在人形机器人NAO进行验证,成功的遥操作NAO机器人应用于书法书写。实验结果显示,人和机器人之间的动作映射保持了良好的运动学匹配和较高的跟踪精度,同时保证了机器人的平衡。

基于Jerk最优的机器人轨迹规划

针对机器人任务路径轨迹的复杂性和稳定性要求,提出了一种基于Jerk最优的笛卡尔空间轨迹规划方法,得到一条光滑和平稳的机器人动作轨迹。机器人轨迹被约束通过笛卡尔空间中一系列路径点,采用Jerk连续可导的余弦函数曲线来插补路径点之间的机器人轨迹,通过求解逆运动学计算出期望的机器人关节角度。最后,以NAO机器人为平台对轨迹规划方法进行了仿真与实验验证。实验结果显示,规划得到的机器人路径轨迹光滑平稳没有突变,顺利地完成实验任务动作。

富氢/富氧燃气同轴双剪切气-气喷嘴性能仿真分析

为研究富氢/富氧燃气同轴双剪切气-气喷嘴设计参数对燃烧性能和燃烧室热载的影响,采用正交试验设计方法对这些参数进行组合,数值模拟单喷嘴燃烧室流场,并以燃烧长度、燃烧室壁面和喷注面板处平均燃气温度为指标评价燃烧性能和热载.结果表明:燃氧速度比对燃烧性能和燃烧室热载影响最显著,中心氢流量比例对燃烧室热载影响非常显著,氧压降比对喷注面板处燃气平均温度的影响也很显著,而喷嘴出口壁厚对喷嘴性能影响不明显.燃氧速度比和氧压降比的交互作用对喷嘴性能有一定影响,而其他设计参数之间的交互作用对喷嘴性能影响非常小.最短燃烧室长度为117.9mm,最低壁面燃气温度及面板燃气温度分别为1 637.7K和806.6K.