飞行器在长期服役过程中,机体结构受到交变载荷的作用,导致结构的应力集中部位萌生裂纹,并随着载荷的持续而进一步扩展.因此,通过传感器及数据处理技术对典型结构进行持续监测,特别是裂纹扩展情况的监测,对保证飞机服役的安全性、安排检修间隔等具有重要意义.本文针对金属结构疲劳裂纹扩展监测问题,提出了一种基于多元逐步回归分析的定量监测模型,通过相关性对导波信号的损伤参量进行选择,探索合理的模型方程,并通过多元逐步回归分析建立损伤参量与裂纹长度间的定量关系,最终实现结构裂纹扩展的定量监测.
本文旨在为多点力协调加载系统的现场校准研究设计一套协调加载校准装置,该装置应满足一定变形要求及承载能力.选用有限元及理论计算相结合的方法,考虑工程实施便利及经费因素,确定校准模型的选材、结构形式,模拟悬臂双梁式机翼结构模式.首先,采用优化算法对单根工字梁的尺寸进行优化计算,基于优化结果确定了整个结构的尺寸,并采用有限元手段对校准装置进行了强度校核.校核结果满足工程需求,对后续类似校准装置的设计提供了设计思路.
针对某锥形夹具在随机振动试验中发生断裂,本文进行了满载情况下锥形夹具的模态分析和随机振动分析.通过模态分析,明确了锥形夹具在0～1000Hz频带内的模态振型和模态频率;通过随机振动分析,明确了锥形夹具的应力水平和分布.基于以上分析,优化了锥形夹具的结构和锥形夹具与动圈的连接方式.仿真结果表明,在相同的试验条件下,锥形夹具上的最大应力由210MPa降低至157MPa.
针对电液力反馈控制系统,借助MATLAB系统辨识工具箱,给出了以最小二乘法得到的带控制量的自回归(ARX)模型辨识结果和以预报误差法得到的带控制量的自回归滑动平均(ARMAX)模型辨识结果.对辨识结果验证分析后,选择以ARMAX模型的辨识结果为对象,仿真分析MOOG控制器阻尼环节和前馈环节的控制调节特性,为参数整定提供理论依据.
为降低航天器热平衡温度估计值偏差,引进灰色马尔可夫链,设计一种针对航天器热平衡温度的全新估计方法.为了突出航天器的耦合传热特性,将航天器分解成内外壳集成式机械结构,构建航天器热平衡交换模型;引进灰色马尔可夫链,生成一个3层架构,满足数据前向传输的过程热传递模型,根据航天器当前热平衡状态,依据航天器温度的未来变化趋势,对其进行正向估计,实现温度状态转移函数的建立;将航天器热平衡温度估计值校正过程划分为3个过程,分别为学习过程、检测过程与估计值校正过程,设计航天器热平衡温度估计值校正,完成该方法的设计.对比试验结果证明,该方法不仅可以在较少的训练条件下实现对航天器热平衡温度的高精度估计,还可以有效降低航天器热平衡温度估计值误差.
螺栓连接是工程上广泛应用的一种紧固连接方式,为了快速、准确评估采用螺栓连接的垂直扩展台面的性能指标,从而缩短研发周期和减少研发成本,本文针对目前常用的一体化、刚性单元连接、梁单元连接和实体螺栓连接模型,基于苏州苏试试验集团股份有限公司某扩展台面,采用Lanczos法求解模态振型和模态频率.以实测一阶垂向共振频率为参照,对比4种垂直扩展台面螺栓连接模型的精确性,确定一种适用于垂直扩展台面的最优螺栓连接模型.最终结果表明,采用梁单元连接模型求解的一阶垂向共振频率与实测一阶垂向共振频率的误差最小,求解效率较高.
水平滑台是实现振动台水平振动性能的关键.本文针对工作面积为3000mm× 3000mm的水平滑台,设计了单轴驱动和单向双轴驱动两种试验方案,即采用单台160kN和双台75kN电动振动台驱动水平滑台,选择相同的导轨组件和不同的连接器配套使用.通过对比两种结构的水平滑台的承载能力和一阶横向共振频率,确定最优试验方案.结果表明,两种试验方案下的水平滑台的承载能力接近,采用单向双轴驱动试验方案下的水平滑台拥有较高的一阶横向共振频率.
研究了夹芯梁在重物低速冲击下的动力计算问题.在考虑夹芯梁面板弯曲应力对夹芯梁的影响基础上,推导出了夹芯梁剪应力表达式.利用能量原理求得了夹芯梁在重物低速冲击下的动载荷系数,讨论分析了夹芯梁折减质量对动载荷系数的影响.算例分析表明,利用能量法求得的夹芯梁抗弯刚度、弯曲挠度与有关文献试验结果比较吻合.
低周疲劳试验主要采用应变控制方式.本文介绍了电液伺服试验设备各技术环节对低周疲劳试验的影响,并基于.NET平台,采用WPF与C#进行了试验设备上位机软件设计,这对全面了解低周疲劳试验技术提供了一定的参考.
针对对流层低空飞艇系统总体设计要求,开展对流层低空飞艇总体参数设计与分析,分析了不同总体参数对飞艇总体性能的影响,重点研究了浮力随高度的变化、不同设计因素(如氦气纯度等)下飞行高度与任务载荷能力的变化、不同高度下最大及最小速度特性变化、不同载重能力下的耗油特性、不同上升/下降过程中压力调节等需求.总体设计与参数设计方法和结论可为对流层低空飞艇系统总体设计提供理论设计思路和工程借鉴.
以遥控潜水器(Remotely Operated Vehicle,ROV)载多波束在深水油气管线检测中的应用为例,详细介绍了管线检测中涉及的定位导航系统、水面系统、水下系统及数据处理系统等作业原理;以ROV作为作业载体,针对不同工程作业类型,当配备不同需求的传感器或设备,可与水面作业船舶进行联动,进而为水下工程作业及海上科学考察等领域提供有力支撑和保障.
采用应变电测的方法测量吊挂接头上的载荷,需要对吊挂接头在完成应变计改装后进行载荷标定试验.本文针对某运输机吊挂接头结构的布局、受力特点,设计了载荷标定试验自平衡装置,使用有限元软件对其强度和刚度进行了分析,并利用该装置高效地完成了外场飞机发动机吊挂接头载荷标定试验.
本文介绍了齿轮在高频振动加载工况下的抗疲劳特性,设计了单齿加载的齿轮弯曲疲劳夹具,利用电磁谐振高频疲劳试验机对齿轮进行了疲劳试验,验证了齿轮弯曲疲劳试验的可行性,为齿轮的疲劳试验研究提供了依据.
根据英国标准BS 7448,张力腿筋腱焊接接头各个区域制备单边切口弯曲试样,在4℃下进行裂纹尖端张开位移(CTOD)断裂韧性试验.分析焊接接头不同区域CTOD值的变化趋势和断口形貌特征,结果表明,该焊接接头具有良好的断裂韧性和抗开裂性能.各区域的CTOD值由高到低依次为:母材、热影响区和焊缝,即母材韧性最好,热影响区韧性稍差,焊缝韧性最差.张力腿筋腱焊缝存在一定数量的孔隙和夹杂物,这些孔隙和夹杂物对裂纹萌生和扩展有一定的影响.
针对复合材料加筋壁板结构,提出了一种动力学边界条件模拟方法,设计并搭建试验系统.该方法通过有限元仿真获取典型加筋壁板在真实结构中的模态信息,以真实结构中的动力学特性为设计目标进行支持边界设计,物理上实现复合材料典型加筋壁板结构的动力学边界模拟,保证了试验状态下典型复合材料加筋壁板结构与真实结构的动力学特性一致,从而提高振动试验的可靠性.本研究可为类似结构振动试验支持边界设计提供参考.
某工程缝翼结构疲劳试验载荷谱复杂、载荷工况压心分散,目前的载荷处理方法无法满足误差要求,针对这个问题,本文提出了一种基于试验工况差异分类的疲劳载荷优化处理方法.依据某工程缝翼疲劳试验工况载荷大小及压心分布特征,对疲劳试验工况进行多个差异分类,考虑扭矩及工况加载频次权重确定了加载点位置,并依据分类特征采取相应的载荷处理原则及误差控制原则.最后,采用静力试验载荷分配方法得到各加载点的节点分布,为后续类似复杂受载的活动翼面疲劳试验载荷处理提供了依据.
为完成铁路车辆轮对轴箱轴承的试验考核,采用工业计算机与液压伺服控制技术,基于LabWindows开发铁路轴箱轴承性能试验机测控系统,模拟铁路机车行驶过程中载荷谱、速度谱等工作条件,完成对试验轴承温度、主机电流等信号采集,并高速采集振动信号数据,为后续轴承分析设计改进提供数据支撑.
钛合金原材料加工形成的薄壁结构零部件是航空、航天领域的典型零件,其应用十分广泛.本文以目前航空航天领域常用的TC4钛合金原材料作为研究对象,从工件刚度、刀具刚度、设备刚度等3个方面,采用理论分析与试验验证相结合的方法,研究工艺系统刚度对控制钛合金薄壁件变形的影响.研究结果表明,增加辅助支撑、提高刀具和设备的刚度都可以有效地控制钛合金薄壁件的变形.
