采用非定常N—S方程的翼型颤振特性分析研究

以非定常N－S方程为主管方程,计算翼型振动的瞬时非定常气动力,并与颤振方程耦合求解,用时间推进的方法,计算了结构响应特性。经多个算例计算,研究了颤振的临界速度随马赫数的变化规律以及极限环振荡等非线性特性。计算结果与其它献计算结果吻合很好。     

二元机翼非线性气动弹性自适应控制

研究了带有前后缘控制面的二元机翼气动弹性颤振主动控制问题。采用多项式非线性模型建立气动弹性动态方程,然后考虑俯仰方向阻尼和刚度存在参数不确定性的情况下,利用Lyapunov稳定性理论设计了具有全局稳定的反馈线性化自适应和结构化模型参考自适应(SMRAC)控制律。仿真结果显示,在控制面偏转存在限制时,所设计的控制律可以有效地实现颤振的抑制,考虑阻尼不确定性对于颤振抑制具有减小收敛时间的作用,但对于系统响应特性占据主导作用的是刚度不确定性。     

间隙非线性对二元翼段颤振特性影响

为了研究间隙非线性对颤振特性的影响,本文采用基于非定常雷诺平均方程的非定常气动力求解方法,耦合结构运动方程建立了时域气动弹性分析系统,并运用该系统计算三自由度无间隙二元翼段构型的颤振速度。采用描述函数法对间隙问题进行处理,得到了间隙非线性所带来的极限环振荡现象,并分析亚跨音速阶段间隙大小对颤振特性的影响。通过研究预加载对颤振特性的影响,得出预加载能够减弱间隙非线性影响,有效提高系统颤振速度。     

超临界翼型的跨声速颤振特性研究

采用Navier-Stokes方程和二元弯-扭颤振运动方程耦合，用时间推进方法计算结构响应的时问历程，从而得到超临界翼型的跨声速颤振特性。研究了结构参数完全相同的3个超临界翼型(RAE2822，DFVLR-R2和NPU-3)的跨声速颤振特性。为了对比，同时计算了NACAOO系列的3个翼型(NACA0012，NACA0008，NACA0004)的跨声速颤振特性。研究结果表明，翼型形状对颤振特性有明显的影响，相对厚度较小的翼型颤振速度较高；厚度基本相同时，超临界翼型的颤振速度高于NACAOO系列翼型；跨声速范围内，由于气动力的非线性影响，普遍存在极限环振荡。     

带结构刚度非线性的超音速弹翼颤振分析方法研究

提出了带结构刚度非线性的超音速弹翼的颤振分析方法。以非定常可压三维N-S方程为基础，利用NND-LU混合差分格式，Baldwin-Lomax紊流模型，C-H贴体运动网格计算非定常气动力，并和变系数颤振方程耦合，用时间推进求解的方法计算带非线性结构刚度的翼面颤振特性。通过一个带结构刚度非线性的导弹全动翼面的算例，计算研究了3种常见的结构刚度非线性(间隙型，转折型，三次型)对颤振特性的影响。计算结果表明，间隙型的刚度非线性使颤振速度下降。转折型和三次型刚度非线性能提高额振速度。在一定的速度范围内带结构刚度非线性的颤振系统可能出现极限环振荡。     

考虑助力器动力学的舵系统结构非线性颤振特性分析

针对操纵系统的结构非线性问题,提出了2种考虑动刚度特性的舵系统(助力器系统和舵面耦合系统)颤振分析方法。利用分支模态法建立了以助力器系统动力学方程为基础的时域和频域非线性控制方程。使用描述函数法和一种改进的迭代方法得到系统控制命令为0时的预载间隙非线性颤振特性,比较了时域和频域结果。结果显示,在非线性条件下,控制命令的幅值和相位对颤振特性都有影响。     

机翼-机身-尾翼结构的跨音速颤振分析研究

利用无限插值方法(TFI)生成三维多块贴体运动网格，以Navier-Stokes方程为控制方程，求解机翼-机身-尾翼结构的跨音速非定常气动力，并与颤振方程耦合迭代计算，求解飞行器广义位移响应的时间历程，根据广义位移的时间历程的衰减、等幅和发散振荡等情况确定飞行器跨音速颤振临界条件。为了提高计算效率，研制了以多台微机组成的分布式计算系统。开发了颤振分析并行软件。经算例验证，计算结果与实验结果和理论分析相吻合。     

基于控制图的磨削颤振预测方法

为了预测磨削过程中颤振的发生,提出一种基于休哈特控制图的磨削颤振预测方法.该方法基于统计质量控制中所遵循的"Kσ"原则来绘制颤振传感信号特征量的控制图,以监测识别磨削振动中不稳定性信号成分,达到快速准确预测磨削颤振的目的.首先,根据磨削加工过程中颤振信号的频谱分析得到颤振发生的敏感频段,以该频段能量占整个分析频段能量的百分比作为颤振特征量.然后,以平稳磨削过程振动信号的颤振特征量为统计特性值绘制控制图,并计算其均值和方差,进而得到控制图的上、下控制界限值.最后,利用控制图的判断准则对统计特性值是否发生异常波动进行判别,从而实现颤振预测.实验结果表明:基于控制图的磨削颤振预测方法能够准确地预测颤振的发生.     

二元颤振主动抑制系统的数字仿真研究

本文利用数字仿真技术来研究颤振主动抑制问题。将一个二元颤振主动抑制系统视为由若干个滞后环节组成的控制系统。提出了二元颤振主动抑制系统的数字仿真模型及其计算方法。采用龙格—库塔法确定系统的响应过程和采用Q-R法求解系统的全部特征值。通过算例计算,所得结果和其它方法所得结果相吻合。证明了采用数字仿真技术来研究颤振主动抑制问题是可行的,计算结果是准确的,使用是方便的。     

单自由度主动隔振系统建模及PID控制

对单自由度主动隔振系统建立了数学模型和动力学方程,并对所建立的隔振系统进行了理论和数值仿真研究.结果表明,该主动隔振系统在整个频段均具有很好的隔振效果.     

虚假模态参数识别试验研究

为有效识别试验模态分析过程中的虚假模态和轴对称结构中的密集模态,对铝合金薄壳截锥壳卫星适配器样机的动态特性进行试验研究. 采用电磁激振器进行激励和压电加速度传感器采集响应,获得结构整体频响函数. 采用多项式方法拟合试验曲线,识别结构的模态参数. 系统比较单输入单输出、单输入多输出、多输入多输出等方法对频响函数曲线中密集模态参数识别的影响,并对比分析试验结果与有限元仿真结果,进一步识别试验测试曲线中的虚假模态参数. 试验结果表明:多输入多输出法更有利于分离轴对称结构的密集模态,试验获得铝合金截锥壳卫星适配器的前10阶固有模态;激振器安装不当导致频响函数曲线中存在虚假模态;对轻质结构进行试验模态分析时,需要考虑激振器的附加质量和附加刚度影响.     

并行迭代单天线干扰消除接收机

提出了一种适用于消除蜂窝移动通信系统在频率选择性衰落信道的共道干扰(CCI)的单天线干扰消除(SAIC)接收机．该接收机采用并行结构,对每路共道信号分别做软入软出(SISO)检测,利用检测器输出的软信息和译码提供的外信息做迭代干扰消除,其复杂度仅随共道信号数目线性增长．仿真结果表明,该方案可以逼近无共道干扰时的最佳接收机的性能．     

单腔单阀压电喷流泵

根据压电泵的工作原理开发了一种适用于喷流推进的压电泵.通过分析这种压电泵在一个周期内的工作状态及喷嘴直径对喷射高度的影响,制成了单腔、单阀结构的试验样机,并以水为介质测试了输出性能.实验结果表明:在200 V正弦电压作用下,样机工作频率为45 Hz时流量最大,达425 ml/min;工作频率为75 Hz时输出压力最高,为22 kPa,此时最大喷射高度可达105 cm.压电喷流泵以简单的结构实现了较高的压力输出,证明将其用作喷流推进是可行的.     

复合材料壁板热颤振的有限元分析

壁板颤振是发生在高速飞行器上的一种典型的超音速气动弹性现象。在超音速飞行器的设计中，由于气动加热效应相当剧烈，考虑热效应的壁板颤振问题成为一个不可忽视的气动弹性问题。文中采用von Karman大变形应变一位移关系、气动叻活塞理论以及准定常热应力理论建立了考虑热效应的复合材料壁板颤振的气动弹性力学模型。使用计及壁板横向剪切效应的三结点三角形Mindlin板单元(MIN3单元)推导出考虑热效应的颤振有限元方程，并给出了在频域和时域求解其颤振方程的方法。分别对一个矩形复合材料壁板和梯形复合材料壁板，计算出壁板的颤振边界并分析了温度对壁板颤振边界的影响规律。     

新型压电单晶PMNT的生长和性能研究

在突破了传统的助溶剂方法生长弛豫铁电单晶限制的基础上，用Bridgman方法生长出了大尺寸高质量的PMNT单晶，并根据它的性能特点，探索了它的潜在应用。结果表明，PMNT单晶在各种压电换能器中有广泛的应用前景。     

压电叠层梁的动力精确解

以压电材料的弹性力学基本方程和本构方程为基础,引入状态空间法,在忽略体力、体电荷和体电流的情况下,推导出了压电材料的状态变量方程。然后结合边界条件,得到了简支压电梁自由振动频率的状态空间解,并进一步推导出了压电简支叠层梁振动频率的精确解,此解形式简单、精确,便于应用。     

基于高频电阻抗信号的结构损伤监测

给出了利用高频电阻抗信号进行结构损伤识别的精确定量分析方法.考察压电片－黏结层－主体结构组成的一个耦合结构系统，主体结构采用一维模型并只考虑轴向振动，引入剪滞模型来描述压电片与主体结构之间的剪力传递，考虑压电片的动力效应，采用传递矩阵法导出了这一耦合结构的系统方程，得到了压电片电导纳的解析表达式.通过算例验证了所给出方法的正确性和有效性.计算结果表明，弱界面对电阻抗信号有较大的影响，利用电导纳的虚部可以清楚地检测到界面的弱黏结；采用电阻抗技术能够很好地识别结构局部的细小损伤.     

一种单输入/单输出的小脑模型神经网络研究

针对标准小脑模型关联控制器（CMAC）存在的问题,研究了一种单输入单输出（SISO）的CMAC算法.SISO CAMC采用直接地址映射,以输入v的量化值为地址,建立起输入v与权重w的关系,并通过对输入v进行归一化,增强网络的泛化能力.另外,学习采用随机样本,具有学习简单、收敛速度快、函数逼近精度高等特点,可以在单片机上实现.最后,理论证明和仿真试验,验证了该算法的有效性.