基于声发射的全尺寸飞机静强度损伤监测

声发射技术在飞机结构无损检测中的运用日益广泛,对声发射技术的发展现状、定位原理进行了介绍,并运用声发射技术完成了某型机全尺寸静强度试验的损伤监测。通过对采集的幅度、能量等信号参数进行分析,及时发现了飞机某部位结构的损伤。结果表明,声发射技术在飞机静强度试验损伤监测中可及时捕捉裂纹的形成和扩展过程,对发现金属结构损伤具有一定优势,可避免造价高昂的飞机在试验过程中发生大的结构性破坏,从而为飞机结构的损伤容限设计提供参考。

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。

飞机舱内声品质的音色参数表达

为有效地描述噪声音色对飞机舱内声品质的影响,开展了3组主观评价实验:不相似度评价、语义细分和偏好度成对比较。首先,不相似评价实验表明,飞机舱内噪声的音色可由一个4维空间表示;然后,回归分析发现后2个维度与语义细分尺度具有关联,其中维度3可描述为"轰鸣的"和"低沉的",而维度4可描述为"刺耳的"和"有节奏的";接着,利用4个声学参数(噪度、ERB谱峰度、短时谱偏度和ERB谱变化)得到了音色空间每个维度的定量表达;最后,通过分析被试偏好度和4个音色参数间的关系,发现偏好度较高的声音具有较少的线谱、随机性较强,同时其频谱具有平坦对称的分布。

机身壁板内压载荷强度试验方法研究

机身壁板内压载荷试验方法研究是飞机结构强度研究的重要内容。按照机身壁板内压载荷试验边界条件模拟的要求,分别对承受内压载荷机身壁板曲边和直边边界条件模拟方法进行了分析,确定了用气密端板模拟机身壁板曲边边界条件和用"D"字形夹具模拟机身壁板直边边界条件的强度试验方法。通过设计生产机身壁板试验件和试验装置,对该试验方法进行了验证试验。试验实测应力分布较为合理,且与理论解基本相符,证明了该方法的正确和有效性,可为承受内压载荷机身壁板结构选型试验提供参考。

军用飞机实验室气候环境试验项目分析

为了对军用飞机实验室气候环境试验进行项目规划,分析了国内外军用装备环境试验标准对军用飞机气候试验的适用性,得到了针对军用飞机的标准要求试验项目。通过对国内外相关文献的分析挖掘,分析了美国麦金利气候实验室可以开展的全机试验项目,并探讨了美军第四代战机进行的气候试验项目。根据以上结果,结合相关设计原则,给出了军用飞机实验室气候环境试验的具体规划,以及试验顺序,规划结果可以为将来国内军用飞机气候试验项目规划提供参考。

基于振动疲劳损伤分析的飞机壁板结构加筋参数优选

振动疲劳问题在飞机薄板结构中广泛存在,严重时甚至会引起蒙皮撕裂。基于损伤力学理论框架,利用Python语言对ABAQUS进行了二次开发,实现了振动疲劳损伤形成和演化的过程模拟。针对飞机典型加筋壁板结构进行了振动疲劳损伤分析,模拟了损伤演化过程,并对加筋高度参数进行了优选。结果表明:不同的加筋形式有不同的优选加筋高度,C型加筋高度为30mm时振动疲劳寿命最高,L型加筋高度为45mm时振动疲劳寿命最高。最后通过振动疲劳试验对仿真分析结果进行了验证,表明所选取的加筋参数能够提高结构的抗振动疲劳能力,振动疲劳寿命的最大误差为31.63%。

军用飞机实验室气候试验管理

目的更好地对即将到来的军用飞机气候试验进行管理,为试验管理提供思路和依据,方法分析美国军用飞机试验与评估体系,以及美军飞机实验室气候试验的计划过程,并与国内现状进行对比。结果得到美军飞机实验室气候试验在装备试验与评估体系中的定位及试验时机,总结出美国装备环境试验管理过程的特点以及国内装备环境试验管理的特点。结论得到国内气候试验管理的不足以及需要研究的方向,为国内气候试验管理研究提供参考。

飞机典型壁板结构主动振动控制试验研究

压电材料的机电耦合特性使其在智能结构和振动控制中得到了广泛的应用。本文中以压电材料作为传感器和作动器,选用飞机壁板为控制对象,在Patran中对控制对象建立了有限元模型,利用Nastran对建立的模型数据进行了计算,分析出了壁板各阶模态的最大应变位置。根据分析结果在壁板合理位置上粘贴多片压电陶瓷片,运用基于Filter-X LMS(Least Means Squares)自适应算法对壁板进行了单模态和多模态的主动控制试验并取得了良好的控制效果,1阶模态降低了约10 dB,2阶模态降低了约5 dB。

基于准则法的飞机薄壁结构可靠性优化设计

针对传统的安全因数法考虑载荷和强度不确定性因素对飞机安全性的影响太笼统,无法从根本上减轻飞机结构质量的问题,提出一种飞机结构可靠性优化设计方法.根据应力-强度干涉模型计算结构单元的可靠度,建立以单元满可靠度为准则的优化模型,实现包含可靠性约束的结构尺寸优化.该功能已经加入到COMPASS中.算例结果表明该方法能够减轻结构质量,改善结构可靠度.该方法为开展飞机结构不确定性设计提供技术手段.

应变测量数据在全尺寸飞机结构疲劳试验裂纹检测中的应用

通过对全尺寸飞机疲劳试验中同一载荷状态下多次重复测量应变数据的统计分析,根据其变化规律和贴片位置,预估飞机结构可能产生裂纹的区域,并利用无损检测确定裂纹的具体位置和长度,为全尺寸飞机疲劳试验探索一种新的裂纹检测方法。

某型飞机发动机隔振系统设计与振动特性分析

目的降低飞机由发动机振动引起的全机振动应力水平,改善全机振动环境。方法针对某型飞机发动机安装布局,设计一组斜置式橡胶隔振器,研究其隔振效果。建立由发动机假件、隔振装置及发动机安装架组成的隔振系统力学模型,利用有限元方法对隔振系统动态特性进行仿真,计算出其固有频率和隔振效率。结果从响应力曲线可以看出,在40 Hz以上橡胶隔振系统起到了非常好的隔振效果。结论所设计的隔振装置满足系统技术要求,斜置橡胶隔振系统起到了非常好的隔振效果,为此类飞机发动机隔振安装系统的研制提供理论依据。

飞机结构初步设计优化中的损伤容限优化方法研究

本文提出并研究了一种在飞机初步设计阶段考虑损伤容限要求优化设计的方法。首先,通过许用应力形式来体现并表征损伤容限设计要求,作为一类新的设计约束,用于初步设计阶段的结构优化设计。然后,通过Global/local分析,在整体优化设计中考虑局部疲劳需求;根据疲劳寿命要求,用裂纹扩展分析程序AFGROW确定了一个新的强度准则——设计约束。最后,在结构优化程序COMPASS中引入所建立的损伤容限约束,和其它结构强度要求一起进行结构尺寸设计。研究表明:飞机中的某些部位,例如下翼面蒙皮等区域,在初步设计中可能受控于损伤容限约束,有必要在飞机初步设计中引入并考虑这种设计要求,以得出可信的设计。

全尺寸飞机结构试验约束点载荷误差分析及优化

在全尺寸飞机结构试验中,由于加载误差、安装误差、计算误差、扣重误差及飞机的变形等因素影响,约束点载荷反馈总是存在误差。在工程实施中,这种误差不可避免。本文分析了引起约束点载荷误差的原因,提出了解决措施,并在试验中得到验证。

飞机起落架噪声优化抑制仿真研究

在飞机起飞和着陆阶段,气流流经起落架产生的气动噪声是最主要的机体噪声。研究起落架降噪方法对降低飞机的总体噪声具有重要意义。传统的噪声抑制方法(如吹气、吸气、安装整流装置等)通过降低起落架的流动分离,达到抑制噪声的目的,但其结构复杂,且影响到起落架巡航阶段的收回以及平时的维护保养,因此需要寻找新的噪声抑制方法。等离子体激励器非常适合用来控制流动分离,且不存在上述控制方法所带来的起落架维护保养和收回问题。基于此,采用仿真以及实验两种方法,研究了等离子体对圆柱绕流的控制效果。结果表明,等离子体改善了串列圆柱之间的流场分布,降低了远场辐射噪声。等离子体流动控制技术是圆柱绕流流动特性控制的一种有效手段,具有良好的工程应用前景。

飞机气候环境试验室温度采集系统设计

针对气候环境试验室大空间温度场均匀性测量的需要,设计了一种适用于极端气候环境下的多通道温度采集系统,系统具有-60~80℃的宽温工作范围、多通道同步采集、测量数据冗余存储等设计特点。系统硬件基于NI PXIe模块化硬件平台,软件采用虚拟仪器设计思想,保证系统维护方便、具有良好的扩展性。

基于标准分析军用飞机实验室淋雨试验参数设计

目的对军用飞机淋雨试验进行降雨参数设计,为军用飞机实验室淋雨试验参数设计提供参考。方法采用逐一分析,横向对比的方法,对国军标中部分与淋雨试验相关的六个标准,以及国外的三个标准,在降雨强度、雨滴直径及降雨方向等的参数设置进行分析。结果总结降雨强度设计的规律以及各标准在实验室淋雨试验设计时的作用,给出飞机水密性淋雨试验和除雨性能淋雨试验的部分降雨参数设计。结论给出的降雨强度参数符合各标准的要求,所总结的规律建立在深层理解各个标准的基础上,为军用飞机实验室淋雨试验参数设计提供了参考。

圆箔式热流计加工方法的改进

随着高超声速飞行器的快速发展,地面热强度试验的要求日益严苛。自产的热流计具有尺寸小、安装简便等优点,但其系数的线性度、复现性和长期工作稳定性等还有待进一步提高。通过优化结构设计,改善焊接工艺,更新组装方法,改进了自产热流计的各项指标,提升了地面热强度试验中热流测量的准确度,使热流计可长时间稳定使用,降低了试验成本。

航空航天复合材料结构健康监测技术研究进展

通过在线监测结构响应,实时掌握结构的健康状况,并在此基础上对可能发生的损伤和故障进行预报,以便能及时采取措施,保证复合材料结构的服役安全。综述了几种重要的结构健康监测方法的研究进展、应用场合与发展历程,包括:全局状态感知技术(光纤传感监测法)、全局损伤诊断技术(波传播损伤诊断法)、局部损伤诊断方法(机电阻抗监测法、真空比较监测法、智能涂层法等),讨论了复合材料结构健康监测传感器的安装方法。结合各种技术的发展历程和优缺点展望了航空航天复合材料结构健康监测技术的发展趋势。

风扇单音噪声模态识别及其误差传递特性研究

为了探究不同阵列对风扇单音噪声模态识别的影响,对径向耙和轴向传声器阵列在模态分解中的优缺点和误差传递特性进行了数值和实验研究。数值研究中通过在人造声场中加入随机扰动研究了不同阵列在径向模态分解中的误差传递特性,从而对两种阵列在径向模态分解方面的适用性和局限性进行评估。以此为指导,实验中通过旋转轴向阵列测量了风扇管道内顺流和逆流传播的模态波结构。结果表明中低频时径向耙式阵列误差较大,在模态截通频率处其传递函数的条件数大于100,而轴向阵列的条件数要小于10。轴向阵列在径向模态分解时,其精度强烈依赖于阵列轴向间距。实验结果表明管道内入射声波比反射声波能量高10d B左右。在入射声波中,转静干涉模态是其主导模态,而在反射声波中,模态能量分布规律不明显。

滚压钛合金导管振动疲劳特性分析

按照振动疲劳试验方法和失效准则进行了滚压连接形式的钛合金导管振动疲劳极限寿命测试,利用激光位移传感器测试自由端位移,用电阻应变计测定了试件根部的应变,根据位移和应变响应谱确定试件第一阶频率,并进行定频振动疲劳极限测试。预试验发现,试件第一阶响应频率随载荷增加发生明显下降(超过1%)。为满足产品定寿要求,采用递进式扫频试验,消除滚压试件的连接间隙,直至试件频率响应稳定,再进行定频振动疲劳试验。通过此次测试得到滚压连接的钛合金导管在2×107循环基数,可靠度为95%时的振动疲劳极限为115MPa。