基于有限元的能量流分析方法研究

区别于传统的统计能量分析,通过对有限元方法计算结果的后处理也可进行能量流分析。为提高计算效率,分析过程中对某些与频率相关的积分进行了推导简化。在此基础上,以Matlab为平台编写了相关计算程序。而后,对具体算例进行基于有限元的能量流分析并与统计能量分析的结果进行比较。最后,基于此算例进一步对基于有限元的能量流分析方法进行改进并对相应的计算程序进行优化提高计算效率。     

爪型航天器对接机构容差性能分析

在航天器对接结构优化设计问题的研究中,航天器对接机构对在轨服务有重要作用,爪型航天器对接机构是新型对接机构.新型对接机构对对接任务的初始位姿偏差的容差性能需要进行研究,对接机构的性能将直接决定对接任务的成败.针对爪型对接机构的容差性能这一问题,利用三维造型软件Pro/E和机械系统动力学仿真分析软件Adams建立了爪型航天器对接机构虚拟样机模型,通过改变单参数变量方法进行对接过程仿真,对仿真结果进行对比分析,可为爪型对接机构的设计、对接初始条件确定和控制策略的制定提供参考.     

碳化硼-铝复合材料的研究进展

碳化硼陶瓷具有高硬度、高熔点、低密度的特点,将其与金属铝复合能克服自身缺陷,使其得到更广泛的应用.碳化硼-铝复合材料按照基体的不同可分为铝基和碳化硼基两大类,分别综述了其制备工艺、界面反应以及润湿性,并展望了其发展方向,最后指出,随着研究的深入该复合材料将在大面积防护领域得到广泛应用.     

中频力学环境预示的FE-SEA混合方法研究

针对中频力学环境预示,阐述了FE-SEA混合方法的基础理论,建立了该方法的详细计算流程,并以Matlab为平台开发了FE-SEA混合方法的计算程序.结合算例,通过与能量流的Monte Carlo仿真结果比较,验证了FE-SEA混合方法的准确性.研究表明:FE-SEA混合方法可以达到Monte Carlo仿真的计算精度,且其计算效率远高于后者；该方法在弥补传统有限元和统计能量分析不足的同时,也为中频力学环境预示的实现提供了一种全新的思路.     

天基在轨空间碎片撞击感知系统研究现状及关键技术

航天器遭受空间碎片撞击的威胁日益严重,对天基在轨空间碎片撞击感知系统的研究与开发提出了迫切需求.为了更好地为配合开展感知系统的研究,通过分析各种空间碎片天基在轨撞击感知技术的研究现状,提出了系统必须满足的相关问题,给出了系统组成、关键技术和工作模式.     

基于小波分析技术的高速撞击声发射源定位

针对在轨航天器遭受空间碎片撞击损伤的定位问题,利用二级轻气炮发射铝弹丸撞击铝板来模拟空间碎片对航天器结构的损伤;通过声发射传感器实时记录结构中的时域波形信号,结合板波的频散特性,分析了高速撞击穿孔损伤时波动在铝板中的传播模式.基于小波时频分析技术研究了高速撞击损伤的定位问题,分析了波速对定位精度的影响.结果表明,基于小波分析技术的高速撞击声发射源定位能够满足撞击损伤的定位要求,为解决航天器在轨遭受空间碎片撞击的损伤定位提供了一种新的方法.     

再入飞行器在气动噪声作用下的响应分析

简要论述了开展再入飞动噪声作用下结构动响应研究的意义和国内外发展趋势，在确定再入气动噪声环境的基础上，采用有限元谱分析方法，和ＮＡＳＴＲＡＮ大民了再入飞行器在气动噪声作用下的响应计算，其中，对本文所采用的加载原理进行了详细介绍。最后讨论了今后的研究方向。     

载人航天器密封舱结构超高速撞击易损性

载人航天器密封舱是载人航天任务航天员在轨安全工作和生活的重要保障,为掌握载人航天器密封舱防护结构易损特性、准确获取密封舱防护结构易损性模型,基于二级轻气炮,开展了某载人航天器玄武岩/芳纶纤维填充式防护结构试验件撞击试验,获取了3类防护结构试验件撞击极限直径,完成了防护屏、填充层和舱壁结构撞击损伤特性分析,结果表明,相同撞击速度下,防护屏穿孔孔径与弹丸直径正相关,玄武岩/芳纶纤维填充层对弹丸和碎片云有较强破碎作用和能量分散作用,降低对密封舱结构损伤,沿主撞击方向碎片云能量是引起舱壁结构花瓣形裂纹穿孔的主要因素。针对试验数据,采用遗传算法和多元线性/非线性回归方法对NASA Christiansen方程、W-S穿孔方程进行修正,提升了预示精度,其中总体预测率从59.1%提升到100%,安全预测率从81.8%提升到100%,准确建立了适用于中国某大型载人航天器玄武岩/芳纶纤维填充式防护结构的撞击极限经验方程和穿孔经验方程等两类易损性模型,为在轨任务风险工程评估提供依据和奠定基础。