基于内聚力模型的金属粉末压坯拉伸裂纹扩展模拟

压坯裂纹损伤预测分析对于生产高质量粉末冶金零件具有重要的指导作用。本文将修正的Drucker–Prager Cap模型与内聚力损伤模型相结合,并利用Python语言在损伤断裂区域内批量插入内聚力单元,模拟金属粉末压坯在外载荷作用下裂纹扩展过程。同时,采用不同类型的内聚力模型对巴西圆盘实验过程进行模拟,通过实验验证对比分析可知,采用指数内聚力模型模拟压坯拉伸裂纹扩展的结果与实验结果更为吻合,并且与实验后期压坯边缘出现剪切带的现象也较为一致。     

基于LabVIEW起落架磁流变减震器模糊控制系统设计与分析

建立基于磁流变减震器的飞机起落架系统动力学模型,研究基于LabVIEW平台的虚拟仪器技术自整定模糊控制方法,利用控制模块的模糊逻辑工具包（Fuzzy Logic Toolkit）中子程序,完成模糊控制器VI(Virtual Instrument)的语言变量、隶属度函数、控制规则及控制器结构等具体设计步骤。通过建立虚拟仪器前面板和程序框图,对飞机在降落和滑跑不同时刻的机身垂直加速度、机身位移和机轮动载荷控制效果动态跟踪。与被动控制比较,调试得到较好的仿真结果后,在起落架震动实验台上进行实验。结果表明,模糊控制优于被动控制,基于LabVIEW虚拟仪器技术提高了模糊控制系统动态特性和开发效率,具有工程实用价值。     

影响MEMS压控电容变化范围的因素分析

采用静电场力作用下二维三阶段微梁的静力分析模型,分析了影响两侧下拉电极MEMS压控电容可控范围的因素,这些因素包括:驱动电极的位置、电容极板的初始间隙、电容极板长度、介质层的厚度、介质的介电常数等,通过分析可以了解各因素对MEMS压控电容性能的影响以及这些因素之间的一些相互制约关系.分析结果可望能为两侧下拉电极MEMS压控电容的设计提供一些理论指导.     

改进层次分析GRA-TOPSIS法发动机机队拆发排序研究

发动机机队运行可靠性的改善和维修成本及燃油消耗成本的降低,是运营人科学管理机队的关键。依据发动机制造厂商的维修计划指导手册,从主要拆发原因、发动机及单元体累积工作时间、在翼性能及发动机翻修后装机初始性能四个方面,建立机队拆发排序综合评价指标。基于改进AHP法确定各层指标权重,利用灰色系统理论对TOPSIS法进行改进,即将欧式距离与灰色关联度相结合,构成更为合理的贴近度指标。应用20台发动机实际数据对机队拆发次序进行排序,并咨询发动机部门工程师拆发排序的建议,表明计算结果与实际拆发顺序基本相符,排序结果正确。     

飞机空调冷却子系统故障预测

针对近年来飞机空调冷却子系统维修次数超警戒从而导致航空公司运营效率低下的问题,提出了一种基于某机型系统失效数据的失效模型建立新方法。对换拆率超警戒的热交换器这一特定部件运用扩展的Weibull分步建模,分别研究了其在2参数Weibull分步、3参数Weibull分步、双Weibull分步、三Weibull分步和2段Weibull分步模型下的拟合质量,运用更新过程解出期望失效数。随后对整个子系统运用幂律过程建模,使用拉普拉斯算法进行故障趋势预测。通过理论计算与实际维修资料对比,验证了模型准确性,修改了维修计划。该模型可用于航空公司对该子系统及其部件进行故障预测和拟定可靠性方案。     

双面凹槽凸轮泵的流量脉动分析

民航地面除冰系统中选用往复泵作为供液动力装置,以保证高黏度除冰液的物理化学性质。为抑制往复泵的流量脉动,设计了一种新型双面凹槽凸轮泵。该新型泵采用空间对称的布局方式:凸轮端面设置由多段曲线拟合轮廓形成的凹槽,两端面的凹槽轮廓呈90°的相位差;两组液压缸沿凸轮径向对称排列。修正正弦运动规律,设计出"正弦加速—等速—正弦减速—静止"的新型运动规律。采用解析法建立双面凹槽凸轮的轮廓曲线数学模型,对活塞杆进行运动学分析,进而精确设计凸轮的轮廓曲线。仿真分析双面凹槽凸轮泵的流量特性,对比试验数据,验证了该新型泵能有效地降低流量脉动。该研究有利于民航地面特种设备的研制。     

模糊DEMATEL算法在安全性分析中的应用

考虑到在传统安全性分析方法中存在难以用准确数据描述系统的失效状态、确定失效模式优先级的问题,提出了将决策试验与评估实验室法(DEMATEL)和模糊集理论相结合的模糊DEMATEL算法,并将其应用到故障模式和影响分析法(FMEA)中。由专家对故障模式进行评价,借以模糊数的形式表示出来,计算得到各故障原因的原因度,确定影响因素。以民机货舱的动力驱动单元(PDU)为例进行了应用,通过改进的FMEA对故障树分析法(FTA)的分析结论进行验证,结果表明该方法有效地提高了安全性分析的可靠性和经济性,同时具有一定的通用性,为各工程领域的安全性分析提供了有力参考。     

C类飞机起落架收放机构运动学建模及仿真

民航中型机,即C类飞机,是目前飞机市场保有量最大、需求最旺盛的飞机类型。作为飞机最重要的活动部件,飞机起落架的机构建模及仿真,是进行虚拟现实、飞机冲击动力学分析、拦阻系统设计及飞机滑行电驱动改装研究等工作的重要前序环节。针对现有C类飞机起落架机构模型过简化及运动仿真问题,该研究报告了一种更为精确完整的C类飞机主起落架系统的建模和收放运动仿真过程。基于多次现场测绘结果及飞机型号手册的查阅,获得了高精度尺寸参数及机构拓扑关系;分析了收放作动筒与起落架各连杆机构的运动关系,通过闭环矢量理论建模求解得到了各连杆的速度和加速度的理论公式,对起落架整体空间收放机构虚拟建模及多环境仿真,得到了起落架各个构件在收放运动过程及不同姿态下的角度、速度和加速度变化规律;通过Adams的仿真验证了数学模型的正确性。该研究所建立的精确化C类飞机主起落架数字模型将为后续虚拟维护培训、起落架各项研究及设计改装提供基础工具。     

EM算法下飞机IDG删失数据的可靠性分析

为了更为精确地分析随机删失情况下故障数据的可靠性,本文以统计学理论为支撑,提出将期望-极大值(Exception maximization,EM)算法应用于随机删失数据的还原处理过程中。采集B737NG飞机IDG部件故障数据,利用K-M估计法及MATLAB软件确定其寿命分布类型为两参数威布尔分布;利用EM算法估计随机删失情况下威布尔分布的未知参数;进行可靠性及维修性分析。实证分析结果表明,威布尔分布下考虑删失数据时的可靠性分析精度更高,并根据该结论对B737NG飞机IDG部件维修计划的制定提出具体建议。     

断裂准则对TC4钛合金板抗卵形头弹冲击的影响

为了解TC4钛合金的抗冲击力学性能,利用一级轻气炮进行了卵形头弹冲击TC4钛合金靶板的试验,撞击速度范围为125.9~240.0 m/s。通过撞击试验获得弹体的初始-剩余速度以及靶板的失效破坏模式,并利用公式拟合弹体初始-剩余速度得到弹道极限速度。利用ABAQUS/Explicit有限元软件建立弹体冲击靶体的三维模型,研究断裂准则对TC4钛合金板抗卵形头弹冲击性能的影响,分别采用不同断裂准则进行数值模拟,并将数值模拟预测结果与试验结果进行对比。研究结果表明,从弹道极限和失效破坏模式综合考虑,Hancock-Mackenzie (H-M) 准则预测的结果与试验结果更接近,说明考虑失效应变随应力三轴度的变化关系能提高数值仿真精度。