热噪声复合环境试验装置研制及其能力验证

研制一套小型热噪声试验装置,开展单一噪声环境、单一热环境、热噪声复合环境施加能力的试验验证,结果表明该装置可实现试验件表面同侧热环境超过600℃、噪声环境超过165 dB的联合施加,可为大型热噪声试验系统研制、热结构设计、试验方案确定等提供技术支撑。     

对接圆柱壳结构的频响函数子结构混合建模方法研究

以建立精确的对接圆柱壳结构动力学模型为目标,为解决对接圆柱壳结构实验模型存在的界面转角自由度信息缺失的问题,提出了频响函数子结构混合建模方法,采用界面刚性等效方法进行界面转角自由度信息的近似估计,并将其与有限元频响结果进行对比分析,验证了该方法在圆柱壳结构中的计算精度。同时,根据子结构频响函数获取方式、界面自由度的不同,采用子结构频响函数综合方法进行多种工况下的混合建模。结合对接圆柱壳结构的振动特性,对比分析不同工况下的混合建模结果。结果表明：考虑界面转角自由度信息后,可有效提高对接圆柱壳结构的混合建模精度。     

行波管中高温平板结构动力学响应预报

研究热噪声复合载荷作用下结构的动力学响应对高超声速飞行器结构的设计具有重要的指导意义,实验室多采用高温行波管进行热噪声复合试验研究,本文针对行波管中高温平板结构动力学响应预示方法进行研究。选取四边固支C/Si C材料平板为研究对象,首先研究热效应对平板结构固有模态特性的影响,然后在平板表面施加一维行波声载荷模拟行波管中声场,利用解析方法求解结构在热噪声复合载荷下的动力学响应。结果表明,在加热过程中平板固有频率先减小至极小值,而后逐渐回升。在固有频率下降阶段,材料弹性模量减小和热应力对于结构刚度的软化效应强于热变形的硬化效应;在固有频率回升阶段,热变形的硬化效用起决定性作用。线性响应范围内,平板在热噪声复合载荷下的加速度响应特性取决于其热模态。     

正弦扫频试验振动台与负载界面力获取方法

针对传统的基于加速度控制的振动试验中极易出现的"过试验"现象,结合振动台结构动力学和电磁动力学方程,建立了振动台系统的机电耦合模型,获得了振动台输入电流、电压与界面力的映射关系,并通过试验验证了该方法给出的界面力结果与直接测力结果吻合较好,精度满足工程要求。界面力获取方法实施较为方便,与传统振动试验相比,无需改变界面条件,可作为力测量设备直接测力法的有益补充。     

复合行星齿轮传动系统虚拟样机仿真研究

根据Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统的典型结构,分析了系统的传动比与啮合频率。为获得Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统轮齿接触力的变化规律,运用三维CAD软件SolidWorks建立了系统的三维实体模型,以ADAMS软件为平台建立了系统的虚拟样机模型。给出基于Hertz接触理论的齿轮啮合传动时轮齿接触力的计算方法,验证了系统传动比,对小太阳轮与短行星轮啮合的综合接触力、x方向接触力和y方向接触力的变化规律及其频谱特性进行仿真研究。仿真结果表明,接触力的幅值波动显著,具有明显的周期性。x方向接触力和y方向接触力具有相同的频谱特征,相位相差约90°。频谱中出现小太阳轮的旋转频率和系统啮合频率的1至7倍频率成分,存在明显的调制特性。通过对Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统虚拟样机仿真的研究,为改善系统动力学特性以及实现系统的动态设计提供了指导依据。     

壁板结构热屈曲后模态特性试验

高速飞行器在服役期间面临着严酷的气动加热效应,热载荷会引起材料性能变化,会在结构内部产生热应力、热变形及热屈曲,从而改变结构的有效刚度,影响其动力学特性。针对铝合金壁板结构开展热屈曲后模态特性的试验,采用石英灯辐射加热方法模拟气动加热,利用热应变与温度的关系,获得了壁板结构热屈曲临近温度,进而选取屈曲前、屈曲后一系列温度状态开展热模态试验。试验结果表明,模态频率随加热温度的增加先降低,在临近屈曲温度附近达到最低值,热屈曲后随着温度增加又逐渐增加。由于不同阶模态对热载荷的敏感程度不一样,第3阶和第4阶模态在加热过程中发生交换,而模态阻尼随着加热温度的增加呈现增加的趋势。     

基于Voxel有限元网格对球形夹杂复合材料的应力分析

通过Voxel有限元网格对球形夹杂复合材料进行应力分析时,由于Voxel网格在两相界面呈现阶梯状,所以在两相界面附近的单元会表现出明显的应力集中现象。提出采用局部应力平均方法来处理由于Voxel有限元网格而引起的应力集中,并且考虑应力平均区域、应力平均加权函数以及网格密度的影响。结果表明:该局部应力平均方法能够有效地去除两相界面附近单元的应力集中,但应力平均区域不能过大也不能过小。通过计算发现采用2个Voxel网格深度的平均区域为最优,并且具有网格不依赖性。该方法也可以进一步用于球形夹杂复合材料的积累损伤演化分析。     

基于ADAMS的离心机-振动台系统动力学仿真分析

为了研究离心机振动台系统的动力学特性,基于ADAMS仿真软件平台,结合Pro/E建立起离心机-振动台系统的虚拟样机,并采用ANSYS有限元软件生成了离心机臂与动圈的模态中性文件,将整个系统视为刚柔耦合动力学系统,对整机进行了运动学与动力学仿真分析,并研究了离心机转速及振动台频率对系统输出性能的影响,为建立离心机-振动台复合环境试验系统提供了参考依据.     

薄壁结构在随机噪声载荷作用下的振动响应离散度分析

飞行器结构存在制造公差,各个结构体的质量、刚度、阻尼都会有差异,使得结构的传递系数产生很大的离散性,因此结构在随机噪声载荷作用下的振动响应是随机的,具有一定的离散度。以金属薄壁单元为研究对象,对典型测点得到的1/3倍频程振动响应能量谱进行对数正态分布检验,计算响应能量谱的标准偏差,得到振动响应离散度,对离散度的大小进行讨论。     

高速撞击声发射信号在铝板中的衰减规律

高速撞击声发射信号传播至传感器并被转换成电信号的过程中会发生信号幅值的衰减,导致信号在损伤评估和源定位的误差增大。分析了衰减产生的原因,得到了衰减的一般规律。为了分析高速撞击声发射信号中不同频率板波模态的衰减规律,将高速撞击数值模拟声发射信号进行了小波信号高频和低频的重构并分别进行衰减规律的研究,得到了此两种频率在铝板中的衰减规律,研究了衰减系数和"等效幅值"随撞击速度的变化规律,研究结果可以用于撞击源定位传感器布局优化及损伤程度评估等领域。