锥壳的扭转变形

应用薄壳理论研究了锥壳轴对称扭转变形所应满足的基本方程，建立了应力与位移解析式，给出了集中力偶作用下刚性圆顶锥壳的扭转精确解．     

扑翼柔性变形对悬停气动特性影响的数值研究

为研究扑动飞行器悬停时扑翼的变形给气动力及周围流场带来的影响,通过求解二维Navier-Stokes方程,分析了扑翼气动力及其周围流场结构随扑翼柔性变形的变化规律.结果显示,当扑翼在悬停扑动时,适当的柔性变形可以提高升力,增大升阻比,有效地改善气动特性.但是,过度的柔性变形会使扑翼的气动特性恶化,升力和升阻比随着过度的变形而减小.     

立式锥形混合器桨叶结构的应力变形分析

桨叶作为锥形混合器的主要工作部件,是混合器设计的关键,其强度和刚度的设计直接影响到混合器的工作寿命和效率。本文以锥形混合器桨叶结构为研究对象,利用三维建模软件进行桨叶的参数化建模,并进行适当的简化,在此基础上运用有限元分析方法对其进行分析处理,最终得到桨叶的应力应变分布情况,从而为混合器桨叶的设计和优化提供参考依据。     

关节式准柔性后缘翼型的气动特性分析

采用面元法研究了翼面压力分布和关节数量之间的关系,同时也研究了后缘偏角、俯仰力矩系数和转轴力矩随着后缘关节数量的变化规律.计算结果表明:后缘的关节数越多,相对偏转角越小,翼型表面曲率的突变程度越低,相应表面的压力趋于平缓;但多关节式后缘无法克服柔性后缘带来的俯仰力矩偏大的问题,而且转轴力矩随着关节数的增加而逐渐增大。     

考虑变形的螺旋桨水动力及变形特性研究

为考虑桨叶变形对螺旋桨水动力性能及变形特性的影响,将面元法与有限元法结合起来,建立了考虑流体结构相互作用的迭代求解算法.水动力的计算采用低阶面元法,而应力与变形分析则采用有限元软件ABAQUS.以DTMB4381～4384桨为计算对象,对不同侧斜螺旋桨的变形特性以及变形后水动力性能进行研究.建立的算法具有较好的收敛性和精度.有侧斜的螺旋桨在工作时其螺距角有减小的趋势,最大位移随着侧斜角的增加而增大;大侧斜螺旋桨的根部和中间部位承受更多载荷,而梢部则更像自由端,随边的应力集中现象也较为严重.     

支撑梁扭转变形对连续板弯矩影响的分析

实际工程中,楼板设计均未考虑支撑梁变形的影响,导致楼板设计不合理或工程事故.以弹性薄板的Levy解答为基础,分析了连续板梁结构中的支撑梁扭转变形对板挠曲及弯矩的影响,求得考虑支撑梁扭转变形时的板挠曲、支座及跨中弯矩的弹性理论解;通过计算结果的比较,分析梁两侧板跨度比a1/a2、支撑梁的抗扭刚度与板抗弯刚度比ρ/Dn1对支撑梁转角、板支座及跨中弯矩的影响程度;得到支撑梁不宜做成宽高比(或高宽比)过大的"窄梁"和支撑梁变形对连续板边端板块影响更大等结论,并针对连续板的设计提出一些改进方法.     

箱型地铁隧道斜穿地裂缝时扭转变形的解析解

地铁隧道在斜穿活动地裂缝时处于弯、剪、扭的复杂受力状态,针对箱型隧道物理模型试验中表现突出的扭转变形破坏,笔者基于薄壁杆件约束扭转理论,结合箱型隧道斜穿活动地裂缝的实际受力情况,提出箱型隧道衬砌结构在集中扭矩和表面均布摩擦扭矩作用下的扭转角和剪应力解析解。利用ANSYS建立箱型隧道衬砌结构扭转变形有限元模型,并分析截面扭转角和最大剪应力,数值模拟结果和用解析法得到的扭转角及最大剪应力吻合良好。     

基于扭转试验的大变形本构关系分析

研究采用实心圆轴扭转试验标定大变形弹塑性本构关系时客观应力导数的影响问题.给出了在实心圆轴扭转试验中,几种常用旋率的具体形式.应用等向强化的J2流动塑性理论,建立了以扭转试验的应力-应变曲线为基准的,分别由Oldroyd、广义Jaumann应力导数和相对于变形率标架旋率的应力导数表述的大变形弹塑性本构关系.所得各本构关系中的塑性刚度函数与由Jaumann客观应力导数给出的塑性刚度函数形式相同,说明用扭转试验标定大变形弹塑性本构关系时,塑性刚度函数不受客观应力导数的影响,本构形式相对稳定.     

自由旋转卷弧翼弹箭的气动特性数值分析

为深入研究自由旋转卷弧尾翼弹箭的气动特性,利用计算流体力学方法及滑移网格技术对卷弧翼弹箭开展了时间精确非定常数值模拟。通过与文献对比的方式验证了模拟方法的有效性;分别利用网格无关性和时间步数无关性检验,确定出合适的网格数量和时间步数;在不同马赫数下对比、分析了自由旋转卷弧翼弹箭和固定卷弧翼弹箭的气动特性差异;考虑不同的翼、体差动滚转条件,研究了差动滚转角速度对自由旋转卷弧翼弹箭气动力矩特性的影响。结果表明：由于翼、体连接处黏性涡的强度不同,自由旋转卷弧翼弹箭的滚转力矩系数和马格努斯力矩系数明显小于固定卷弧翼;在马赫数0.8和1.1条件下,自由旋转卷弧翼弹箭的马格努斯力矩系数接近于0,其滚转力矩系数与差动滚转角速度基本呈线性关系,而马格努斯力矩系数与差动滚转角速度呈明显的非线性关系;受翼、体连接处黏性涡的影响,自由旋转卷弧翼弹箭的滚转力矩系数随马赫数增大而急剧减小,马格努斯力矩系数随马赫数增大而急剧增大;上述因素对卷弧翼弹箭的气动特性影响较大,在气动、弹道设计时须予以着重考虑。     

分布式动力系统参数对翼身融合布局无人机气动特性的影响

以耦合分布式动力系统的边界层吸入(BLI)翼身融合(BWB)布局无人机为研究对象,研究了动力系统参数对全机在巡航/起飞条件下的气动影响.使用动量源方法(MSM)对NASA涵道螺旋桨模型进行了数值计算,验证了文中数值计算方法的可靠性.采用结构网格及S-A湍流模型求解雷诺平均Navier-Stokes (RANS)方程的方...     

直升机旋翼共锥度测量系统的设计与实现

直升机旋翼的共锥度是影响直升机机动性能方面很重要的指标,针对过去对直升机旋翼共锥度的测量存在的测量难度大、精度差等一系列问题,主要介绍了利用光电技术构建的直升机旋翼共锥度测量系统的设计与实现,并对共锥度测量的原理和测量系统的设计及精度分析做了详细的讨论.最后对此测量系统进行了模拟试验,得到的共锥度测量数据误差很小,并且系统很稳定,证实了此测量系统的可行性.     

叶片刚度对风力发电机组载荷的影响

为了研究受叶片刚度变化影响的载荷灵敏度问题,提出利用柔性多体动力方程对全耦合风机进行建模的方法,并考虑叶片旋转时产生的空气动力、重力及离心力作用对叶片进行模态分析,求解叶片的气动阻尼.运用Newmark法对风力发电机组叶片进行动态分析计算,得到总的动态响应载荷.以某3 MW风力发电机组为例,计算叶片在不同刚度下的载荷敏感度,仿真其在额定风速下的正常发电情况,获得其叶根、塔底、偏航轴承以及轮毂的载荷.仿真结果表明,叶片刚度降低导致叶根载荷减小,但是塔底、偏航轴承载荷增加;叶根XY、塔底Z、偏航轴承Y及轮毂Z方向载荷变化较为敏感.     

空气冷却涡轮叶片气热耦合数值计算

借助CFX-TASC flow程序的气热耦合数值模拟技术分析了文献[1]实验研究的径向冷却高压涡轮叶片,计算结果与实验数据比较吻合,与绝热壁面条件的结果比较,叶片外表面的等熵马赫数增加.     

Design and test of pneumatic artificial muscle driven variable trailing-edge camber wing

A variable camber wing driven by pneumatic artificial muscles is developed in this paper. Firstly, the experimental setup to measure the static output force of pneumatic artificial muscle is designed and the relationship between the static output force and the air pressure is investigated. Experimental results show that the static output force of pneumatic artificial muscle decreases nonlinearly with the increase of contraction ratio. Secondly, the model of variable camber wing driven by pneumatic artificial muscles is manufactured to validate the variable camber concept. Finally, wind tunnel tests are conducted in the low speed wind tunnel. It is found that the wing camber increases with the increase of air pressure. When the air pressure of PAMs is 0.4 MPa and 0.5 MPa, the tip displacement of the trailing-edge is 3 mm and 5 mm, respectively. The lift of aerofoil with flexible trailing-edge increases by 87% at AOA of 5°.     

在弯曲、扭转和剪切复合变形下的预应力混凝土工字梁

弯、剪、扭复合作用下的予应力工字梁,由于翘扭变形的存在,使得对它进行理论研究和实验研究非常困难。国内过去对矩形梁和T形梁进行过实验研究,在国际上这类复合变形的研究资料也少见。本文对弯、剪、扭复合作用下的八种子应力混凝土工字梁进行了试验研究,并以此为基础提出了一处简化计算方法,且将这种方法与当前流行的“特里曼方法”和“艾夫格隆方法”计算结果进行比较,结果说明本文提出的方法更接近实验结果。因此本成果更具有工程实际意义。     

有挠时空引力场的Newman-Penrose方程

考虑具有局部Lorentz度规gμν和非对称联络Гμν^λ。的四维微分流形U4，给出U4时空的标架分量和旋系数，引入新的Ricci张量和曲率张量的无迹部分的标架分量．导出挠率的Bianchi恒等式。将旋系数表述的Newman-Penrose方程推广到包含任何非对称联络的时空，得到U4空间的Newman-Penrose方程。所得到的方程较之无挠时空的方程更长且方程数更多，由于联络的非对称性，这是必然的，方程的复杂性也是不可避免的。但认为在时空有挠的U4空间求解引力场问题，这一方程组将是相对便利的形式。     

钢筋混凝土纯扭和剪扭构件承载力计算公式的理论分析

运用空间桁架理论建立了受扭构件的受力模型,引用砼双向受力状态下强度理论和破坏准则推导了纯扭、剪扭构件承载力公式,并用规范公式进行分析,得出了剪扭构件的实用表达式,并和纯扭构件及纯剪构件承载力公式相衔接,使设计更为简便。     

耦合运动的襟翼-翼型气动特性数值仿真

为了研究采用主动后缘襟翼的智能旋翼在高速前飞状态下,耦合运动对襟翼-翼型的气动特性和动态失速特性的影响,通过数值求解Navier-Stokes方程来模拟作挥舞-变距耦合运动的襟翼-翼型的气动特性.湍流模型为雷诺平均的Spalart-Allmaras模型.结果显示,与单纯变距运动相比,当与变距运动同频、同相的挥舞运动耦合后,耦合运动会引起更大的气动系数超调和滞回环;耦合运动会增大黏性干扰区域尺度,使襟翼-翼型失速类型由动态轻失速变为动态深失速;耦合运动会增大力矩系数对流场变化的敏感度.     

预应力混凝土构件在弯剪扭复合作用下剪扭承载力计算

本文对预应力混凝土构件在弯剪扭复合作用下的剪扭承载力，在试验研究和现有钢筋混凝土构件剪扭承载力设计方法的基础上，提出其当中心作用预应力时的计算公式。所建议的公式对８３个试件的剪扭承载力进行验算，符合程度较好．