弹性元件参数优化对扑翼机构转速波动影响研究

以特拉华大学机械系统实验室所研制的样机模型进行建模,该模型传动机构采用曲柄摇杆机构.传动机构在运转的过程中,翅翼会在气动力和惯性力作用下产生周期性波动,导致电机转速波动增大,影响机构的平稳运行,产生振动和噪声.在仿真试验中引入弹簧元件,可有效降低电机转速波动,利用正交试验设计方法对影响电机转速波动的影响因素进行极差分析,得出弹簧的连接点位置是主要因素,弹簧的刚度系数是次要因素,弹簧原长影响最小.搭建了物理实验平台,验证了仿真结果和正交试验设计方法的正确性.     

基于单光子计数激光雷达的Bayesian检测研究

在单光子计数激光雷达检测领域,目前的检测方法在低信噪比情况下虚警概率会增加,同时也无法适应噪声变化的问题。针对这些问题,提出了一种基于Bayesian的检测方法,该方法首先通过雷达方程估计回波信号光子数的范围,将其作为先验信息,而后结合二项分布建立了累计概率模型,基于Bayesian判决准则计算得到检测阈值,此阈值能够在检测概率与虚警概率中间择其平衡。这种方法不仅克服了低信噪比检测困难的情况,还减少了先验信息的获取难度。实验结果表明,对比固定阈值其虚警概率降低了10倍。对比“恒虚警”其检测概率提高了约20。验证了方法具有良好的检测效果,具备一定的可操作性。     

微结构低重叠度大范围三维拼接方法

针对微结构大范围无损测试问题,提出了一种低 重叠度的三维结构拼接方法。首先基于实验参数将结构特征提 取区域限制在测量过程中的重叠区域,以减少误匹配出现的可能性并提高计算效率;在上述 区域内,通过SIFT(scale-invariant feature transform)算法进行特征 点提取;在特征点匹配阶段,根据测量系统参数进一步提出缩小匹配点对搜索范围的方法以 提高特征点匹配可靠性;最后以 重叠区域的局部连续性为依据,计算校正矩阵以校正测量过程中环境扰动带来的拼接结构错 动。实验中,将本方法与目前商业设 备的拼接测量功能进行了对比。实验表明,本文方法不但适用于特征丰富的结构,也适用于 相似度高的阵列性结构,可在重叠度为6%时实现有效拼接。     

航空金属材料平均晶粒尺寸检测标准研究

为制定更适合我国民航行业的金属材料平均晶粒尺寸的检测标准,从标准评级图、面积法计算公式、断口晶粒尺寸法以及其他影响平均晶粒尺寸精确度的因素4个方面,比较分析ASTM和GB检测标准的主要的差异。结果表明:ASTM和GB的标准评级图相同,但给出的金属材料适用范围、放大倍数换算表格不同,导致评级结果精度差异;面积法中,ASTM标准中的圆形法和矩形法分别有Jeffries,Saltykov的研究成果作为支撑,更为科学,而GB使用的测量网格规定和计算公式有待改进;ASTM和GB对于晶粒尺寸等相关概念、检测方法使用规定等方面的表述和理解存在差异,对平均晶粒尺寸的精度存在影响;断口晶粒尺寸法为ASTM独有。在制定我国民航行业的金属材料平均晶粒尺寸检测标准时,相比GB/T 6394——2002,ASTM E112——2012标准更加详细、规范,实用性高,更符合我国民航行业行情。     

激光熔覆碳化钛增强钛基复合涂层研究进展

钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性强等显著优点，在航空航天、海洋工程等领域具有广阔的应用前景。然而，钛合金硬度低、耐磨性差，严重制约其在摩擦工况下的使用寿命。激光熔覆技术具有生产效率高、热影响区窄、结合强度高、组织致密等优势，被广泛用于钛合金零部件表面改性和熔覆修复。高硬、高模量碳化钛的热物性参数与钛合金基材相近，常被选作激光熔覆钛基复合涂层的增强相，以提高其耐磨性。介绍了碳化钛的晶体结构、生长形态和性能特点。综述了碳化钛增强钛基激光熔覆材料体系以及工艺参数对熔覆层成形质量、宏观形貌和微观组织的影响。重点从碳化钛增强相的分布、数量、尺度以及相结构等方面，论述了碳化钛增强钛基激光熔覆层的组织特征，同时阐述了碳化钛强化机制，讨论了碳化钛增强钛基激光熔覆层组织特征与耐磨性能的内在关联性。最后提出了目前激光熔覆碳化钛增强钛基复合涂层研究中存在的问题与展望。     

航空2024铝合金VIC-3D静载分析和疲劳试验

通过VIC-3D技术测量静态拉伸全场二维应变及应力,基于航空载荷谱进行动态载荷疲劳试验,利用扫描电子显微镜对试件断口进行观察,研究航空2024铝合金的力学性能。结果表明,利用Y方向应变随时间变化云图,可以探究裂纹出现及发展规律,疲劳试样在第34周循环,总第169 973次循环后发生疲劳断裂。疲劳断口可观察到疲劳源区、疲劳裂纹扩展区及瞬时断裂区,并呈扇形向外扩展。疲劳裂纹萌生于试件表面,裂纹扩展区二次长裂纹方向和裂纹扩展方向垂直,并存在疲劳辉纹,瞬时断裂区呈现出塑性断裂韧窝状形貌,局部存在冲击面形貌。     

干燥温度对CFRP力学性能的影响及作用机理

采用2种环境温度(70、85℃)对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层合板进行干燥处理,并对CFRP层合板分别进行拉伸、压缩和剪切实验,研究了中温干燥条件对CFRP层合板力学性能的影响,通过扫描电子显微镜和红外光谱,分析了中温干燥环境对CFRP层板的影响机理;通过最小二乘法拟合方法,提出了干燥环境下CFRP层合板力学性能的预测公式。研究结果表明:与未经干燥的试样相比,经中温干燥环境处理的CFRP层板的90°拉伸强度增加24. 99%,±45°剪切强度下降12. 92%;中温干燥环境对CFRP层合板力学性能的影响是由后固化作用和复合材料内部的热应力共同决定的,在中温干燥环境下,CFRP层合板未发生化学结构变化,CFRP层合板中的环氧基发生了进一步交联,环氧基树脂被后固化增强;拟合建立的不同干燥条件下的力学性能预测公式与实验结果基本一致。     

气旋型喷雾干燥塔干燥效率的模拟分析

基于压力－旋流雾化喷嘴模型,采用Fluent和Gambit软件对气旋型喷雾干燥过程进行了数值模拟,得到了干燥过程中干燥塔内颗粒运动质量与停留时间的变化规律。分析了进风温度、风速、料液温度及重力等因素对蒸发干燥效率的影响。分析结果为气旋型喷雾干燥塔的优化设计和干燥效率的提高提供了参考。     

剪升机构平台速度和活塞推力分析

以液压剪升机构为例,为解决其在工作过程中存在的活塞推力偏大、液压系统工作压力大导致平台运行速度不平稳的问题,进行运动学和动力学分析,并利用MATLAB仿真升降机构平台速度和活塞推力随起升高度变化的曲线,为升降机构的设计计算,液压系统流量、压力的确定和液压缸的优化布置提供了理论依据。     

热处理工艺对铝硅-聚苯酯涂层可磨耗性能的影响

利用等离子弧喷涂工艺制备铝硅-聚苯酯封严涂层,对涂层进行300℃条件下的保温处理,然后进行组织结构、表面硬度、可磨耗性能的分析,并利用激光共聚焦显微镜进行失效机理的分析。结果表明,喷涂态的涂层中铝硅连接成框架结构,聚苯酯呈团聚态;经过200 h以上的保温处理后,聚苯酯出现缺失,同时内部出现裂纹,涂层变得结构疏松多孔;经过300℃×300 h保温处理后涂层的表面硬度下降约50%,单位时间内的磨损失重显著上升。