民用飞机基本可靠性指标验证方法研究

安全性、经济性、舒适性、环保性是决定民用飞机能否商业成功的四大要素。MTBF作为基本可靠性指标,是影响民用飞机经济性的关键可靠性指标之一。对民用飞机设备的可靠性验证程序和流程进行研究,明确了各设计状态的设备对应的可靠性验证方法,以及各验证方法对应的验证信息。     

适用于民机IMA的通用机载软件开发平台

针对目前国内民用飞机在综合模块化航电系统(IMA)集成应用技术的发展,参考国外民用飞机航电系统的IMA体系结构和IMA集成应用技术,结合分区操作系统的特点,给出了在分区操作系统下开发BSP和AFDX驱动移植的方法.利用这些方法可以构建一种满足民用飞机的通用机载软件开发平台,为民用飞机中IMA上的驻留功能软件开发提供基础实验环境和验证平台.     

大型民用飞机航电系统总线激励技术的研究

在对航电系统进行仿真验证时,需要按照接口控制文档(ICD)的要求发送和接收航电总线信号,通常都是根据具体型号飞机开发对应的航电总线激励系统,通用性和扩展性较差、开发周期长、成本较高。针对该问题,对大型民用飞机的主要航电总线如AFDX,ARINC429等航电总线的激励技术进行了研究,建立了航电总线激励系统的层次抽象模型和组织结构模型,设计了一套具有良好通用性和扩展性的航电总线激励系统,对该系统进行了测试,并给出了应用实例。结果表明,该系统具有良好的通用性和扩展性,为大型民用飞机航电系统的设计开发与集成验证提供了有力支撑。     

行波型杆式超声电机定子模态干扰的研究

行波型杆式超声电机定子模态干扰会造成电机工作效率低下,不稳定,难以控制等问题。首先利用有限元法和Hamilton理论,建立行波型杆式超声电机定子的动力学有限元模型;其次进行模态分析,求解各模态频率对定子结构参数的灵敏度,以此为依据进行结构参数调整,实现定子工作模态与干扰模态分离;最后制作了定子样机。其模态试验结果表明达到了模态分离的目的:定子工作模态频率至少在2 kHz范围内不存在其他干扰模态,从而验证了该方法的有效性。     

民用飞机综合化航电系统驻留应用验证技术研究

民用飞机综合化航电系统采用了满足ARINC653标准的分区操作系统,来自多家不同供应商的应用软件需要集成到同一个IMA平台上运行,实现资源高度共享、数据高度融合和软件高度密集,对机载驻留应用的验证能力提出了很高的要求。针对此问题,文章研究并提出了民用飞机综合化航电系统驻留应用验证的策略、模型与方法,具有较强的工程应用价值。     

模态控制技术与龙骨振膜扬声器——现代扬声器设计的发展趋势

提出了扬声器的声信噪比问题及其测量方法,指出扬声器的声信噪比是评价扬声器音质的重要指标。介绍了现代扬声器的设计方法——模态控制技术及采用模态控制技术设计的龙骨振膜扬声器。在提高振膜的信噪比、音质和有效传递驱动力方面．采用模态控制技术设计的扬声器龙骨振膜结构优于现有的其他结构。     

民机试飞航空电子设备安全性验证技术研究

本文论述了我国民用飞机航空电子设备在试飞阶段的安全性验证技术。随着ARJ21-700飞机试飞工作的不断开展,在深入分析各航空电子设备特点的基础上,紧密结合试飞阶段的工作内容,形成航空电子设备试飞阶段安全性验证要求。通过针对各要求确定验证方法,建立安全性验证技术,为试飞阶段的民用飞机航空电子设备安全性验证提供理论依据和方法支撑。     

一种解耦硅MEMS陀螺结构优化及性能仿真

以高机械灵敏度为设计目标,对一种解耦硅MEMS陀螺进行了结构优化,并利用有限元分析软件ANSYS对该MEMS陀螺进行了模态、应力、位移、抗过载及谐响应仿真分析,确定并验证了高灵敏度MEMS陀螺的结构优化原则。优化后的硅MEMS陀螺驱动和检测模态谐振频率分别为3700与3718Hz,机械灵敏度可达0.95nm/(°/s),能够承受500g的冲击载荷,并且能够实现驱动模态和检测模态解耦。     

先进的民用飞机机载系统集成流程分析

为解决现有民用飞机机载系统设计流程难以在设计前期发现顶层设计偏差的问题,对现有的瀑布式设计流程、V形设计流程及螺旋形设计流程进行了详细分析及对比,总结了各自在系统设计中的优势和局限性,提出采用螺旋形流程对V形流程进行改造的设计方法。该方法强调在设计前期采用模型对设计结果进行充分仿真验证,发现前期设计偏差,进行反复迭代,完善设计;在后期系统综合各阶段进行充分的综合测试验证,并根据结果对系统设计进行修正,确保系统满足前期各项需求。经详细分析表明,该流程集中了传统设计方法的优点,能在设计初期发现各种问题,具有很好的可行性。     

民机区域安全性分析中外部失效模式影响分析方法

区域安全性分析(ZSA)与特定风险分析(PRA)、共模分析(CMA)共同组成共因分析(CCA)过程,是民用飞机安全性设计验证分析的主要方法之一。在实际研制过程中,外部失效模式影响分析(EFMEA)一直是ZSA中的争议所在,本文提供了一种可行的EFMEA分析方法,为国产大飞机研制建立民机安全性设计验证的方法和流程提供很好的理论基础和技术储备。     

一种基于峰值法及稳定图原理的钢结构塔模态参数识别方法

从测试信号的输出中提取结构模态参数是进行钢结构塔健康监测的一项重要工作。为了消除目前某些传统的结构模态参数识别方法容易出现虚假模态的缺陷,本文提出了一种基于峰值法及稳定图原理的模态参数识别方法,并利用ANSYS建模以及MATLAB仿真对本方法进行验证。结果表明,本方法具有比较良好的识别效果。     

基于有限元法的半球谐振陀螺谐振子分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立了半球谐振陀螺核心部件谐振子有限元模型并进行了模态分析,确定了各阶振动形式和频率,通过与实际测试结果比较,验证了模型的合理性和准确性。分析谐振子结构参数对各阶振型和频率的影响,对其进行了优化设计。优化后的结构工作频率与其他振型频率的差大于1 kHz,有效避免谐振子的工作谐振与其他各阶振动的模态耦合。     

基于正交试验和有限元计算的优化设计方法

介绍了基于正交试验和有限元计算的模态优化方法。针对影响结构件模态值的主要影响因素进行优化组合,得到结构件的最大模态值。应用该方法对某雷达反射面进行分析验证,为复杂设备的优化设计提供了基础性的设计方法。     

组件的模态分析和随机振动分析

论述了用ANSYS有限元分析软件对组件进行模态分析和随机振动分析的方法。通过模态分析确定了部件的振动特性即固有频率和振型,它是其他动力分析如频谱分析的起点。通过随机振动分析确定了结构随机振动载荷的结构响应,通过随机振动分析得到结构的3σ定向变形、3σ定向加速度响应、3σ等效应力参数。根据振动响应中的最大应力计算结构的安全裕度,验证其设计能否成功克服共振现象和振动引起的不良效果。通过模态分析和随机振动分析可以优化结构提高可靠性、缩短研制周期。     

MEMS光栅陀螺制造与测试

根据MEMS光栅陀螺工作原理,对陀螺结构仿真,并进行了晶圆级陀螺制造。在ANSYS中建立陀螺结构模型,并进行仿真分析。仿真结果显示,其驱动模态为7 287 Hz,检测模态为7 288 Hz,频差为1 Hz,表明结构有高灵敏度。通过工艺设计,采用溅射、湿法腐蚀、深反应离子刻蚀、阳极键合等工艺成功制造了MEMS光栅陀螺。大气压下搭建的测试系统测得该陀螺的驱动模态为7 675 Hz,检测模态为7 703 Hz,与仿真结果相对误差为5.6%,验证了工艺的可行性。     

虚拟仪器技术在试验模态分析中的应用

介绍了一种使用虚拟仪器（virtual instrument.简称VI）技术进行机械结构模态分析的新方法。利用虚拟仪器开发软件LabVIEW与VC＋＋来完成复杂的机械测试过程。该方法通过虚拟仪器开发软件LabVIEW（G语言）编程控制数据采集卡采集数据,生成具有一定数据格式的文件,然后用VC＋＋软件编写模态分析程序对此文件进行分析,最后完成机械结构模态分析过程。该方法使模态分析实验过程得到了简化,降低了设备成本。算例与试验验证证明了所做的讨论和修正是正确的、有效的。     

增加重要的自由度与结构动特性的分析

本文首先在工程的意义上阐述了结构动特性灵敏度与结构各阶模态的势能与动能的关系,分析了灵敏度与结构转角自由度的关系.然后提出了一种增加结构转角自由度的有效方法。并在此基础上,对一个自由——自由梁,在增加转角自由度振型以后,进行了灵敏度分析、结构修改与模态频率配制的研究,分析结果验证了所提方法的可行性与实用性.从本文的研究中可以看到对结构进行灵敏度分析的实质.     

基于Lanezos法的某舰载雷达系统模态分析

本文建立了某舰载雷达系统的有限元模型,通过分析计算提取了舰载雷达系统结构前15阶模态,得到了相应各阶模态的振动频率和结构各阶模态的固有频率值,对于存在问题的结构的再设计以及提高产品性能具有重要意义。     

精密电动反射镜架的结构设计与动态特性分析

设计了一种精密电动反射镜架的机械结构,通过微驱动装置的设计调试以及并联驱动机构的解耦运算,使设计的电动反射镜架达到±7.5 mrad的运动行程、0.3μrad的单步分辨率。对反射镜架进行了有限元模态分析,得到了其固有频率及所对应的模态振型;在此基础上,对电动反射镜架的动态特性进行了实验测试,根据模态分析与动态特性测试的结果,对反射镜架进行了随机振动分析,验证了反射镜架在地脉振动影响下的稳定性指标优于0.5μrad。     

抗过载微陀螺结构的高灵敏设计与仿真

为解决高过载微陀螺难以实现高灵敏检测的问题,设计了一种高灵敏且高过载的微陀螺结构。设计的微陀螺结构驱动模态与检测模态的频率高度匹配,提高了微陀螺的结构灵敏度。该微陀螺采用面内检测方式,驱动与检测模态阻尼类型主要为滑膜阻尼,实现了在大气压环境下微陀螺的高品质因数Q值设计。微陀螺均采用双悬臂梁设计,增加了微陀螺结构的稳定性,进而提高了其抗过载能力。最后通过微陀螺的器件级仿真,得到了所设计陀螺结构在驱动方向过载能力约为100 000g(g=9.8m/s~2),检测方向过载能力约为70 000g的前提下,结构灵敏度为53nm/[(°)/s]。