微秒激光制备超疏水表面及抑霜性能实验研究北大核心CSCD

为解决航空器在各种运行环境环境中可能出现的霜冰影响问题,利用微秒脉冲激光在钛合金表面制备了超疏水表面,并通过微观形貌、表面元素组成、润湿性和结霜实验等对超疏水效果和抑霜性能进行了分析表征。实验结果表明,微秒激光制备的不同扫描间距的微纳结构表面均达到了超疏水效果,其中扫描间距为0.2 mm的表面接触角可达159°,其表面激光作用形成的大量细小颗粒以及溅落的碎屑等形成的亚微米和纳米级结构,为空气中有机疏水基团提供了丰富的结合位点,二者共同带来了表面优良的超疏水性能,表面生长的霜层薄,霜枝较高,十分有利于外界作用清除。本方法可为航空领域霜冰问题的解决提供一定参考。     

改进鱼群算法在模拟机运动洗出优化中的应用

飞行模拟器是模拟和复现真实飞行活动的重要设备, 一直以来模拟器的模拟效果也是备受关注的. 但是, 基于经典洗出算法来还原运动轨迹的运动平台存在参数设置保守、模拟效果不佳等问题, 因此本文提出一种基于改进人工鱼群算法的滤波器参数优化方法. 该方法基于人体前庭感知误差模型得到相应的目标函数, 再利用改进后的鱼群算法对滤波器中的自然截止频率进行寻优, 最后通过在Simulink中建立的仿真模型对优化后的滤波器参数进行仿真验证. 结果表明: 相比于经典洗出算法与基本人工鱼群算法, 经改进后算法得到的新参数在算法洗出中可以有效提高运动的感知效果, 减小运动误差, 并且能够节约更多的运动空间.     

混合PSO-SQP算法在航电系统测试性分配中的应用

在考虑降低测试与维修成本的基础上,通过建立一种以费用函数作为目标函数的数学模型,将航电系统升级改装过程中的测试性指标分配问题转化为非线性规划(NLP)问题,针对此NLP问题,采用粒子群优化算法与序列二次规划算法相结合的混合优化算法,充分发挥前者较强的全局搜索能力与后者较强的局部精确搜索能力对问题模型进行求解,为航电系统升级改装过程中的测试性指标分配问题提出了一种最优的求解方法.结果表明,与单独使用PSO和SQP算法相比,使用混合算法能更快地取得最优值,验证了所提分配方法的可行性.     

基于改进SBF模型的类比设计过程研究

类比设计是利用已有系统的问题解决方案或过程解决相似系统目标问题的创新设计方法。知识表征是类比设计的重要环节,为类比源检索和类比映射提供基础。针对结构-行为-功能(SBF)模型的不足,提出了改进的SBF建模规则,以更合理地表征设计知识。在此基础上,提出功能相似匹配和行为相似匹配的类比源检索方法,及以行为和结构映射为核心的4种类比映射路径,从而形成系统化的类比设计过程模型。该方法有助于设计者扩展设计空间,提高产品创新设计的效率。最后,以双导梁式架桥机的改进设计为例,验证上述研究的可用性和有效性。     

机场终端区飞机进近仿真系统的构建

空中交通管制训练仿真系统的主要功能是模拟空中交通,对空管人员进行培训,是空管系统的必备模块,其中如何实现飞行仿真系统,即控制空中目标按照预期的航线飞行并获取精确的飞行航迹是空管训练仿真的基础.在飞行仿真系统中飞行模型的建立是十分重要的,模型的正确与否关系到了空管模拟的逼真度,模型既要满足精度的要求又要满足逼真度的要求,针对这一现实难题使用基于全量运动方程的飞机动力学建模方法,同时配合一种变步长解算方法,最后利用GL Stu-dio软件图形设计器和代码编辑器,结合VC++的混合编程设计方法,实现了对机场终端区飞机进近仿真系统界面的构建.     

Q235钢板对平头弹抗侵彻特性研究

为分析靶体结构对其抗侵彻特性的影响,利用轻气炮进行平头杆弹正撞击单层板和等厚接触式三层板的实验,获取相关的撞击过程图片.通过撞击实验,得到这两种结构靶体的初始-剩余速度曲线以及弹道极限,撞击速度为190~450 m/s.研究靶体结构对抗侵彻特性的影响,包括靶板的失效模式和抗侵彻性能.最后,采用ABAQUS/EXPLICIT软件对杆弹撞击金属板的过程进行数值模拟研究,通过对比数值模拟和实验结果,验证了数值模拟材料模型和参数的有效性.结果表明:多层板的弹道极限高于等厚单层板,并且多层板和单层板的主要失效模式之间存在差异.对于多层板,靶板失效模式与其在靶中位置相关.     

平面式电容传感器阵列激励模式研究

由于非金属复合材料及其内部不同损伤具有不同介电特性,采用平面式电容传感器阵列可实现无损可视化检测。针对平面式阵列电极结构,研究不同激励模式对复合材料内部缺陷检测效果影响。提出单激励、双激励和奇偶激励3种激励模式,对比分析各种激励模式下传感器信号强度、探测深度等性能差异。结果表明:奇偶激励模式在信号测量和成像质量方面都优于前2种模式。同时也验证了基于电容敏感机理的平面电容传感器阵列对复合材料内部缺陷检测的可行性和有效性。     

基于GP-LVM和LS-SVM航班延误等级预测研究

针对气象条件导致航班延误难以准确预测的问题,文章提出基于GP-LVM和LS-SVM的航班延误等级预测算法。通过GP-LVM对经过预处理的气象数据非线性降维,得到影响航班延误的显著变量;对航班延误进行LS-SVM的延误等级预测。仿真结果表明,文章提出的组合预测方法相对于单一SVM模型,能够提高航班延误等级预测准确率。     

适用多种环境的救灾勘探四足仿生机器狗

随着自然灾害的频发,救援人员的伤亡人数也在增加,机器人代替人完成救援工作成为研究热点。根据对国际相关领域研究成果的分析,设计了一款稳定性高,环境适应能力强的仿生四足机器狗。全身支架采用铝合金打造,腿部采用碳纤维打造,搭配大扭矩电机,结合六自由度机械臂,实现不同地形环境下的前进方式转换。基于前肘后膝式的腿型设计并结合ADAMS仿真,实现稳定行走。结合气体检测和图像识别模块,实现救灾现场的环境勘探和搜救任务。基于稳定裕度最优化的原则,采用对角步态的行走步态控制方式。公布了8自由度前肘后膝X腿型式四足机器狗机械设计及其步态控制方案。     

基于蛙跳退火粒子群算法的民航发动机单元体修理级别决策及成本优化

针对民航发动机单元体送修工作范围决策及全寿命维修成本优化问题,提出了以返厂时间间隔为变量的基于蛙跳退火粒子群优化算法的发动机单元体修理级别决策及成本优化模型。首先,考虑维修指导手册中的各单元体送修逻辑图及限寿件到寿更换情况,构建了发动机送修成本函数。其次,借助蛙跳退火粒子群优化算法确定了全寿命期间内不同返厂次数的送修成本及各单元体维修等级。最后,通过算例将所提算法与基本粒子群优化算法、退火粒子群优化算法、混合蛙跳优化算法进行对比,分析了不同返厂次数对送修成本及可靠性的影响。实验结果表明,当发动机在全寿命期内进行5次返厂送修时,蛙跳退火粒子群优化算法的成本平均值为322.479 1美元/飞行小时,与其他三种优化算法相比成本最优,可为航空公司和大修企业提供送修决策支持。