结冰风洞腹撑系统研制及动态特性分析

飞行器在高空飞行时由于外表面结冰而导致的坠毁惨剧多次发生,研制高精度的、用于飞行器大载荷模型结冰试验的结冰风洞腹撑系统对飞行器的防除冰技术的研究具有重要意义。完成了结冰风洞腹撑系统总体结构方案;针对腹撑系统所处的恶劣环境,通过自主创新设计,研制了全新的迎角、侧滑角机构的结构形式。使用大型通用有限元软件 MSC. Nastran,对腹撑系统的强度、刚度和动态特性进行了研究,同时总结了设计制造过程中的不足。调试、精度检测、负载性能试验表明该系统达到了初步设计目的。     

某风洞动力轴系弯扭耦合的弯振特性研究

风洞动力轴系的运行品质对风洞的效率和性能有决定性的影响,随着轴系在役运行时间的增加,转动部分多数会有质量偏心现象出现,这使得轴系的扭转振动与弯曲振动的耦合作用明显增强.以某风洞动力轴系为研究对象,在已有耦合振动方程基础上,采用有限差分、New mark积分法求得动力响应,并将其模化为多支承分布质量模型,分析它在简谐衰减、非同期并列两种典型工况激励下的弯振特性.分析结果为研究某风洞动力轴系耦合振动中弯振特性的定量、定性分析提供了依据.     

直流式风洞风扇段三维流场特性分析

针对某直流低速风洞风扇段的三维流场特性,研究了风扇系统中风扇、整流罩、止旋片三种部件对风扇段三维流场特性的影响情况。对比并分析只有风扇、有风扇与整流罩、有整流罩和风扇以及止旋片的三种结构的风扇系统对于风扇段内部流场速度分布、出口处湍流强度以及流场迹线的影响,研究发现:整流罩、止旋片两个部件对于风扇段内部流场质量具有显著的提升作用。对比并分析风扇叶片数依次为5、7、9,风扇安装角依次是35°、40°、45°,整流罩及止旋片结构不变情况下的共9组风扇系统模型对风扇段内部流场压力分布、速度分布以及流场流线等气动特性的影响,研究发现:风扇叶片安装角为35°,叶片数为5时风扇段内部流场特性最好,安装角为35°,叶片数为5是扇叶的最终选择参数。最后,针对叶片数为5,安装角35°结构的扇叶进行流固耦合分析,模拟仿真发现风扇5个叶片受力情况一致,其中叶尖部位的变形量最大,最大应力集中在叶根部位,符合风洞设计要求。     

大型超声速风洞全柔壁喷管段的装配工艺

论述了大型超声速风洞全柔壁喷管段的结构及特点,分析了喷管段装配的关键技术指标。基于大型超声速风洞全柔壁喷管段的装配难点,介绍了具体装配工艺,包括喷管段洞体框架装配工艺、执行机构安装支座装配工艺、柔壁组件装配工艺、执行机构装配工艺、喷管段整体装配工艺、单套柔壁调试工艺、柔壁整体调试工艺。采用所介绍的装配工艺,使大型超声速风洞全柔壁喷管段达到了装配技术指标。     

大型起重机回转过程动态特性分析

基于柔性多体系统动力学理论,研究了大型起重机回转机构动态特性.用拉格朗日方法建立了动力学控制方程,由三维有限元法对吊臂进行了离散.根据回转机构的特点建立坐标系,并选择广义坐标计算了风载荷产生的广义力.建立了支撑杆单元,由虚功原理计算了支撑杆产生的广义力.用ANSYS软件计算了机构振动的固有频率和相对应的振型.仿真结果表明,吊臂端点振动的位移同起重机上车绕定轴旋转的角速度成正比,最大振动位移发生在起重机制动阶段.     

某混动车型齿轮传动系统的动态特性研究

以某混动车型的齿轮传动系统为研究对象,采用集中参数法建立了传动系统动力学模型。在各个齿轮副的偏心误差、齿频误差、时变啮合刚度的共同作用下,用数值方法求解了传动齿轮在轻负荷低速巡航与高速超车两种工况下的动态特性。将传动系统与箱体耦合,建立齿轮箱有限元模型,加载齿轮动态啮合力,利用Ansys软件仿真得到了两种工况切换过程中箱体的振动特性。通过搭建台架试验,对比验证了动力学模型及仿真计算的正确性。通过测试得到出现最大振幅的箱体位置,对优化传动系统结构、改善齿轮箱的振动特性提供了有力依据。     

喷管通道内气体流动特性的实验分析与数值模拟

简述了喷管性能测量分析系统的组成结构。对喷管性能数字化测量的硬件和软件的设计及配置做了描述;实验分析了管内气体的流动特性。运用CFD软件FLUENT模拟了喷管在不同工况下的流场,将数值模拟结果和实验分析结果进行对比,确定模拟的正确性和对工程实际应用的指导意义,为喷管的优化设计提出了有效的技术途径。     

车辆动力换档液压缓冲阀动态响应特性研究

采用液压缓冲阀是实现良好换档品质的一种有效方法,其动态特性影响到换档品质和换档过程中的动力性能。根据所设计的一种液压缓冲阀,建立了其动态数学模型并对其动态特性进行了仿真分析和台架试验,分析了油液温度、反馈油孔直径和缓冲阀芯的重叠量对缓冲阀动态性能的影响。     

基于虚拟设计制造技术的大型风洞设备开发

FL-9低速增压风洞是"十五"国家批准建设的大型航空基础设施,以其开发研制为背景,运用制造业信息化技术,构建了大型风洞设备的虚拟设计制造平台.此平台具备网络系统支持下的设备三维数字化设计、计算机辅助分析、计算机辅助工艺设计、可视化及三维交互等功能.并建立了风洞设备设计制造信息化体系,实现了设计制造全过程信息分类代码的规范和统一.基于此平台开发的FL-9低速增压风洞经5年的研制已全面建成并首次试车成功.     

轴对称矢量喷管动力学仿真与分析

在对飞机发动机轴对称矢量喷管结构和工作原理进行研究和分析之后,利用UG软件实体模块建立了固体火箭喷管的机构模型。将装配好的固体火箭喷管各构件导入MSC.ADAMS软件中,施加相应约束,构建了该固体火箭喷管的动力学仿真模型,在MSC.ADAMS软件中对固体火箭发动机轴对称矢量喷管的收扩、偏转运动进行了仿真。最终通过仿真获得了固体火箭喷管机构各环节的受载和动态特性数据,为简化新产品的建模、热态特性仿真、获取机构动态特性及加速新产品研发提供了重要的理论依据。     

大型燃烧实验风洞设计与计算

介绍了火灾科学国家重点实验室用于实验的大型燃烧风洞的选型和气动设计计算过程。由于要求较高气流品质和宽的风速范围，在设计中采取了简单但有效的通流和结构设计，能较好地解决风机压力损失、气流品质、噪声、乏气排放以及实验段的加热膨胀等问题。     

风电行星轮系动态啮合特性分析

时变风载是风电增速齿轮系破坏的重要原因之一,因此对处于极端恶劣工况风电增速齿轮系动态啮合研究非常重要。以风电斜齿行星轮系为对象,考虑齿侧间隙、轴承游隙及摩擦对啮合的影响,建立了风电斜齿行星齿轮系有限元模型。采用非线性动力学方法,研究了行星齿轮与太阳轮、内齿轮啮合过程中其齿根弯曲应力的变化规律,分析了转速对其啮合冲击应力的影响。通过分析计算得出:转速增加能使齿根弯曲应力曲线提前,行星轮的冲击应力不一定会随着转速的提升而变大;齿轮箱和传动轴受到的冲击应力会随着转速的提升而变大,同时冲力应力曲线整体前移。     

跨超音速风洞喷管段柔壁新型充气密封围带研制

针对现有多座该类风洞充气密封围带存在的问题,提出"凹"字型结构充气密封围带设计方案.设计的充气密封围带在自然状态下能脱离与侧壁的接触,从而保证充气密封围带不与侧壁刮擦,提高密封围带的使用寿命;采用"凹"字型截面结构,可保证充气密封围带有足够的膨胀量,实现柔壁与风洞侧壁的密封.通过气密性试验、膨胀/回缩试验、试验夹具内密...     

FL-26风洞模型支撑系统动态仿真分析

研制具有良好力学特性的大迎角模型支撑系统,是解决先进、高机动飞行器大迎角气动力问题的关键技术之一。阐述了FL-26风洞大迎角模型支撑系统结构形式,对系统的动态特性和动力响应进行了有限元分析,获得了大迎角模型支撑系统自由振动时的模态频率和模态振型,以及试验段气动噪声作用下的加速度响应和动应力。仿真结果表明:大迎角模型支撑系统动态特性较好,不同方向的动力响应主频及均方根值分布较为离散且数量级相差较大,未出现共振现象。     

大尺寸风力机叶片流固耦合特性研究

随着大型风力机叶片尺寸增大,其柔性也越来越大,在运行中更容易出现大变形现象,进而导致叶片结构的几何非线性变形、流体的非定常特性以及独特的流固耦合现象,需要采用更准确的模型进行分析。该文采用基于几何精确梁方法和自由涡尾迹方法的流固耦合模型,研究了大尺寸叶片的耦合特性。针对叶片柔性变大、质量变轻的特点,分别采用缩小叶片刚度和质量的方法,研究叶片大变形和质量变轻对耦合响应的影响,结果表明刚度降低会大幅增大叶片变形和载荷,而质量降低对叶片变形和载荷的影响并不明显。当刚度和质量同时降低时,叶片在叶轮平面外变形量大幅增加,使叶轮功率下降。对叶片尺寸变大带来的影响也进行了研究,发现大尺寸叶片的根部应力和载荷波动会较明显高于小尺寸叶片。     

柔性支承下风力机行星齿轮系统的动态特性分析

由于风力发电机齿轮箱安装在柔性支承的塔架上,在复杂的工况下风力发电机塔架将产生弯曲摆动,严重影响着风力机齿轮传动系统的动态特性。考虑了风力机塔架的摆动与行星轮传动扭转振动的耦合效应,利用集中参数法建立柔性支承下的风力机行星轮传动系统的动力学分析模型,用Matlab进行数值求解。通过对国内1.5 MW主流风力机行星齿轮系统进行实例分析,得到了16 s时序随机风载下的行星齿轮系统各部件的位移历程。结果表明:在风力机运行中塔架产生剧烈振动,风力机塔架的振动加剧了风力机行星齿轮系统各部件的振动,在风力机行星齿轮设计时必须考虑塔架的柔性特性对风力机的影响。     

大型低速增压风洞制造关键技术与成形机理

在中国国家自然科学基金重点项目《特大件成形制造技术基础研究》和中国哈尔滨市科技创新人才研究专项资金项目《异型截面法兰的精密弯曲成形技术》共同资助下,针对中国4 m量级试验段尺寸低速增压风洞(PLSWT)关键制造技术开展理论研究。PLSWT关键制造技术由8 500 mm环形密封法兰模压弯曲制造技术、双三次曲面构型收缩形体曲面板材半多点成形工艺、风洞全尺度有限元分析及气压结构强度校核共同组成。提出PLSWT关键制造技术体系研究报告。创立了8 500 mm环形密封法兰(RSF)模压弯曲成形制造技术。     

冷凝器大直径接管的应力计算与强度分析

运用有限元方法对具有大直径接管的冷凝器进行了应力分析，得到了接管部位的应力分布，并按照分析设计原理进行了强度评定，针对原设计中的不足，进行了多方案计算，为该结构的改进提供了依据。     

运行工况下风电传动系统机电耦合建模及其动态特性分析

为研究风电传动系统在变速变载运行工况下的机电耦合动态特性,构建的包括齿轮系统动力学模型、永磁同步发电机有限元模型以及风机运行控制模型的风电传动系统机电耦合模型,计入了齿轮时变啮合刚度以及发电机齿槽效应、磁饱和等非线性因素.仿真分析了风电传动系统在启动、发电运行工况下的动态响应和机电耦合动态特性.研究结果表明:启动工况下...