四轮并列式起落架焊接主起轮轴受载模型及分析

针对大飞机上常用的四轮并列式起落架,给出了飞机在着陆准稳态阶段,其起落架焊接主起轮轴的受载数学模型。以伊尔-76飞机为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS,模拟了其机轮着陆过程中焊接主起轮轴受力状况。结果表明,主起轮轴上两道焊缝处应力最大,断裂几率最高,最先着陆机轮的轴颈处由于受到循环载荷作用,易发生疲劳断裂。     

T型钎焊接头蠕变裂纹扩展的有限元分析

钎焊接头蠕变断裂是高温紧凑式回热器的主要失效形式之一。为研究钎焊接头的蠕变失效过程,运用有限元分析软件Abaqus建立了T型钎焊接头的有限元模型,对T型接头在600℃下蠕变裂纹扩展过程进行了数值模拟,得到了此类接头的蠕变裂纹扩展规律。其结果表明:T型接头的蠕变裂纹扩展可分为起裂、稳定扩展、快速扩展三个阶段;起裂过程中,随着蠕变时间的增加,钎焊焊缝边缘处的高应力区会发生应力松弛;起裂时间与载荷呈幂律关系;随着施加载荷的增加,蠕变裂纹扩展速率上升越快。     

某飞机舱门作动筒焊缝渗漏原因分析及工艺改进

通过对某飞机舱门作动筒内泄漏故障进行复试检查,确定漏油部位是活塞杆焊缝处。针对活塞杆焊缝漏油部位进行剖切检查,确定焊缝存在缺陷,并通过工艺试验给出焊接坡口改进及焊缝余量去除量控制方案,有效地解决了焊接缺陷引起的舱门作动筒内泄漏故障。文中给出的活塞杆焊缝焊接坡口改进方案,同样可用于其他有密封要求的零部件焊接坡口设计。     

X80管线钢焊接接头TEM观察下的断裂行为对比

对X80管线钢焊接接头3个区域的试样在透射电子显微镜（TEM）下进行原位拉伸试验,通过观察各个区域裂纹的萌生与扩展过程,对其微观断裂行为进行了研究和分析。结果表明：母材区中,裂纹萌生扩展主要以多裂纹起裂为主,表现为沿晶扩展的断裂形式,最后造成在切应力作用下的剪切脆性断裂;热影响区内,主裂纹首先在切应力作用下以45°方向起裂,整个扩展过程是主裂纹钝化、位错发射、主裂纹前方无位错区形成、微裂纹形核、主裂纹与微裂纹连接扩展这一多尺度过程不断重复的过程,最后导致准解理穿晶断裂;焊缝区中,从主裂纹分支出多条裂纹,裂纹均以与拉伸轴成45°的方向起裂,表现为沿晶与穿晶混合的断裂模式,最后造成穿晶脆性解理断裂。     

双离合器内片支架焊接残余应力场有限元分析

针对激光焊接残余应力导致的焊接件结构失效问题,以目标DCT双离合变速器内片支架与花键轴为研究对象,借助于Sysweld有限元软件建立了三维有限元数值计算模型并对焊接过程进行了数值模拟,得到了焊接过程瞬态温度场和特征点的热循环曲线,模拟得到的焊缝形貌特征与实际焊缝形貌基本吻合。在此基础上得到了焊缝内部金相组织演变和残余应力分布状况。结果表明:冷却后的焊缝区域显微组织主要为马氏体,焊接接头具有较好的强度和韧性;切向残余应力在距焊缝中心约2 mm处达到拉应力峰值,此处是焊缝最容易出现裂纹的薄弱部位。     

冷却剂泵壳与蒸汽发生器焊接过程数值模拟

为了解决核反应堆冷却剂泵(RCP)泵壳与蒸汽发生器(SG)焊接的变形超差问题以及减少焊接过程缺陷的产生,基于Sysweld焊接有限元模拟软件对RCP泵壳与SG产品模拟件焊接过程进行了模拟分析,获得了模拟焊接变形数据,同时采用1∶1模拟焊接件对模拟分析结果进行验证,确保模拟结果的准确性,并且通过有限元分析手段获得了焊接后残余应力以及热裂纹敏感区域的分布情况。结果表明,通过Sysweld软件对RCP泵壳与蒸汽发生器产品的焊接过程进行模拟,可获得较为准确的变形数据;焊接后模拟件外表面焊缝区域会产生塌陷,在工艺上需预留合适的机加焊接余量,或者在完成对接后对该区域进行尺寸还原补焊。对接后,镍基隔离层热裂纹敏感性最大,在实际焊接过程中应重点控制该区域的高温停留时间以及杂质元素含量。焊缝(包括部分热影响区)以及内外表面靠近焊缝区域(包含焊缝)残余切应力较大,后续承载工作压力时相对更加危险、薄弱,其抗应力腐蚀能力也相应降低,实际工况中应给予重点关注。     

低合金高强钢焊接在提升设备中的应用

目前国内游车大钩主承载复杂构件一般采用铸钢件,生产过程中容易出现产品铸造缺陷,并且使用过程中容易出现延迟疲劳裂纹。常用铸钢材料的低温冲击韧性普遍较低,不能够满足低温条件下使用。针对此种情况,文中研究使用低合金高强度钢进行焊接来替代主承载铸钢件,设计了焊接式钩体和钩筒,并进行有限元计算分析,然后重点对焊接性能试验进行了研究。对焊接接头裂纹预防进行了研究。     

980钢焊接接头在谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展

对980钢焊接接头在谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为进行了初步研究，用980钢焊接接头掉成两种标准CT试件，裂纹分别开在焊缝金属上和焊趾处平行于焊缝方向，在两种谱载荷下进行了疲劳裂纹扩展试验，采用Wheeler模型进行谱载荷作用下裂纹扩展分析。得到焊缝金属的载荷延滞效应明显，而焊趾处金属的载荷延滞效应不明显的初步结论。     

随焊冲击旋转挤压控制LD10薄板件焊接变形和热裂纹的研究

LD10铝合金薄板在焊接过程中易产生焊接热裂纹,焊后薄板件易产生较大的焊接变形。采用冲击旋转挤压头对焊缝及相邻区域施加一定频率的冲击旋转挤压作用,使焊缝及近缝区产生塑性延展;对LD10常规焊接件和随焊冲击旋转挤压件的焊接残余变形与焊接残余应力进行测量,对比分析了常规焊接件和随焊冲击旋转挤压件的拉伸试验、维氏硬度、断口分析和金相组织,明确了随焊冲击旋转挤压工艺对焊接件组织及性能的影响。试验结果表明,随焊冲击旋转挤压处理后,工件的残余应力被降低到较低水平,随焊冲击旋转挤压工艺起到控制焊接残余应力和变形的作用,并且抑制了焊接热裂纹的产生。     

铸造起重机金属结构的疲劳评定方法研究

铸造起重机金属结构的疲劳裂纹源主要位于构造形状突变区域的焊趾部位,裂纹从焊趾处萌生并扩展,因此必须引入局部应力概念对其进行疲劳评定。针对某在役铸造起重机金属结构,分别采用基于中值主S-N曲线的等效结构应力法和基于等效结构应力强度因子的断裂力学法,估算了端梁结构4条主焊缝危险点的疲劳寿命。结合铸造起重机实测裂纹数据进行了反推计算,获得了等效结构应力法的适用S-N曲线和断裂力学法的适用初始裂纹表面长度。研究表明,常规参数的等效结构应力法和断裂力学法是一般焊接结构疲劳评定的有效方法,但针对焊缝质量有特殊要求的重要焊接结构,必须采用合理的参数才能获得较准确的估算结果。     

着陆式水下自航行器稳定性分析

着陆式水下自航行器(AUV)是一种可以进行长时间工作的新型AUV.为了使其能够在复杂的海洋环境中安全的着陆,对其稳定性进行了分析.根据AUV六自由度动力学方程得到水平面内的运动方程,对其扰动方程进行拉氏变换,通过特征根的值来判断系统的稳定性.最后得出了着陆式AUV的重心坐标、舵力系数及航速对系统稳定性具有重要的影响,其中尾舵起着决定作用.而且通过水域试验验证了上述理论的正确性.此分析结果可为着陆式AUV的设计提供依据.     

光电着舰引导系统的视轴稳定

为了提高光电着舰引导系统的视轴跟踪精度和指向精度,研究了如何隔离舰体运动对光电经纬仪视轴的扰动。对舰载光电经纬仪进行建模,引入了各种扰动力矩。设计了超前滞后控制、线性二次高斯恢复（LQG/LTR）控制和H∞控制3种控制器来提高系统的性能和稳定性,详细研究了Kalman滤波和H∞加权矩阵的设计。在Matlab中对设计的控制方法进行仿真,并在摇摆台进行了试验验证。在时域、频域响应和稳定性能等方面对3种控制器进行的对比实验表明,LQG/LTR控制和H∞控制结果满足设计指标要求,稳定隔离度达到50 dB以上。基于提出的方法,经纬仪可以对着舰飞机进行稳定跟踪和精确轨迹测量,实现着舰引导。     

Estimation of fatigue damage of airplane landing gear

Taking the main landing gears of fighter and transport airplanes as examples, the fatigue life was estimated by means of the Miner’s rule and from the spectrum of the real measurements. The computed results show that the landing damage to the fighter and transport airplanes is 75% and 60% of the total damage, and the damage caused by the landing stroke is 40% of the landing-gear damage. The fatigue damage properties can provide important information for reliable designing and the structural optimization. __________ Translated from Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2005, 35(6) (in Chinese)     

飞机起落架缓冲性能仿真分析

以某型飞机摇臂式主起落架为例,介绍了基于Motion和AMESim的起落架缓冲性能联合仿真研究方法.结合实际情况,首先利用LMS Virtual Lab Motion建立了多体动力学分析模型,然后根据缓冲器参数建立LMS Imagine Lab AMESim缓冲器液压模型,最后通过两个软件的联合,仿真计算了某型飞机主起落架的缓冲性能.通过对缓冲器参数的调整,优化了缓冲器设计,为起落架的落震试验奠定了理论基础.提供了一个研究起落架缓冲性能的新方法,试验结果表明,该方法是可行并有效的.     

月球探测器软着陆最优控制

研究了一种应用非线性规划求解有限推力作用下月球探测器软着陆最优控制问题的方法。从庞德里亚金极大值原理出发,将有限推力作用下月球软着陆问题转化为两点边值问题;在考虑边界条件及横截条件的前提下,将两点边值问题转化为针对共轭变量初值和末时刻的优化问题;而后应用非线性规划方法求解形成的参数优化问题,为了降低初值猜测的敏感性,引入一种变换,用控制变量初值代替了共轭变量初值。仿真结果表明了所提设计方法是简单、有效的。     

柔性飞机起落架智能半主动控制

为了提高柔性飞机机体储存的着陆功量耗散效率和飞机通过弹伤抢修跑道性能,根据需求分析,设计了一种双气室油气式油孔阻尼力智能控制缓冲器.仿真研究结果表明,该缓冲器具有优化的着陆性能,机体储存的着陆功量耗散效率显著提高,越过18 cm高的弹伤抢修跑道凸起时,其过载量可下降15%.     

Automation of control of single-rotor helicopter takeoff and landing

Control algorithms are synthesized using the method of inverse problems of dynamics via minimization of acceleration energy in the neighborhood of phase trajectories of a reference model with the help of which the requirements for the dynamics of the developed system are set. The algorithms have a nontraditional structure and provide systems with the properties of parametric adaptivity and weak sensitivity to perturbations. The results of mathematical simulation are presented.     

起落架摆振的子空间模态参数辨识

为给起落架稳定性合格审定提供依据,国内首次在某民用飞机上进行了摆振试验。试验时,在跑道上安装了激励板,飞机按要求的速度滑过激励板以激励起结构的动态响应。子空间模态参数辨识方法被引入到数据处理中,为剔除虚假模态,稳定图被引入以判别真实模态频率和系统的阶次。最后给出该飞机起落架的模态参数辨识结果。结果表明:激励板能有效地激励起结构的动态响应,结合了稳定图的子空间模态参数辨识方法给出了较好的辨识结果,起落架未发生摆振。     

图形化飞机着陆状态监控系统开发

针对传统飞机着陆状态监控系统硬件构架落后和功能单一的问题,该文提出一种基于MSP430F149单片机和触摸屏的飞机着陆状态智能监控系统解决方案,对整个系统的硬件设计和软件编程做了详尽的分析。实验结果表明,该系统实现了监控设备的图形化,工作稳定可靠。     

柔性飞机起落架智能半主动控制

为了提高柔性飞机机体储存的着陆功量耗散效率和飞机通过弹伤抢修跑道性能,根据需求分析,设计了一种双气室油气式油孔阻尼力智能控制缓冲器.仿真研究结果表明,该缓冲器具有优化的着陆性能、机体储存的着陆功量耗散效率显著提高、越过18cm高的弹伤抢修跑道凸起时过载下降15%.