飞机T型尾翼跨音速颤振特性研究

由于飞机T型尾翼的结构与气动布局特点,T型尾翼颤振计算不能套用常规尾翼的分析方法,而需要考虑平尾面内运动以及静升力等因素的影响。而跨音速空气压缩性效应和非定常气动力计算的不准确性,使得T型尾翼跨音速颤振计算更加困难,准确性较低。因此,需要采用试验为主计算为辅的方法来研究飞机T型尾翼跨音速颤振特性。针对某T型尾翼结构,用ZAERO软件等价片条势流跨音速颤振(ZTAIC)方法计算T型尾翼跨音速颤振特性,研究了马赫数、风洞气流密度和平尾迎角对T型尾翼颤振特性的影响。通过升力系数斜率空气压缩性修正计算方法和跨音速颤振模型风洞试验方法得到了飞机T型尾翼的跨音速颤振的凹坑曲线和空气压缩性特性,两种方法得到结果一致。     

飞机T型尾翼颤振计算的若干关键问题

摘要 由于飞机T型尾翼的结构与气动布局特点,T型尾翼颤振计算不能套用常规尾翼的分析方法,而需要考虑平尾面内运动以及静升力等因素的影响。从T型尾翼的工程颤振分析出发,讨论了T型尾翼颤振计算中的若干关键问题,阐述了T型尾翼颤振特性的特点和影响T型尾翼颤振特性的关键参数,分别介绍了现有的几种T型尾翼颤振计算中的气动力修正方法,提出了T型尾翼颤振工程计算中必须注意的问题。     

行波型杆式超声电机定子的参数化有限元法优化设计

摘要：利用参数化有限元优化方法,对行波型杆式超声电机定子进行优化设计。首先,在确定电机定子初始结构的基础上,建立其参数化有限元模型。其次,对定子有限元模型进行模态分析,求解工作模态频率对各结构参数的灵敏度,选取灵敏度高的结构参数为设计变量,并以反映电机输出性能的重要参数作为目标函数。同时,设计了定子结构的优化方案,采用了零阶优化方法,对其结构进行优化设计。最后,根据优化结果,制作了定子样机。试验表明：定子工作模态和端面质点的振幅都满足了预期的设计要求,试验结果与优化设计结果相符。研究表明,利用该优化设计方法能有效地缩短超声电机设计周期。     

弹性飞机的混合 最优PID控制器参数优化

基于弹性飞机的降阶模型设计控制器时需要考虑模型降阶带来的降阶误差,这就需要设计的控制器具有较强的鲁棒性。为此,以某弹性飞机12阶模型为例,研究了基于弹性飞机降阶模型的混合 最优PID控制器的参数优化。首先基于平衡截断法得到了6阶降阶模型。然后,根据全阶模型和降阶模型的频域降阶误差选取了合适的鲁棒加权函数。之后,给出了闭环系统跟踪误差 范数的一种简化计算方法用于 优化指标的计算。最后基于差分进化算法进行了混合 最优PID控制器的参数寻化。仿真结果表明,与 混合灵敏度控制器相比,优化得到的混合 最优PID控制器具有更强的鲁棒性,能同时镇定参数和非参数两种不确定性。对弹性形变模态也有较好的抑制作用,刚性模态也取得了很好的响应效果。     

准双曲面齿轮箱响应分析及动力优化

综合考虑轮齿啮合变形、轴弯曲变形及轴承支撑刚度,建立准双曲面齿轮传动系统动力接触有限元分析模型,利用LS-DYNA仿真计算轴承的动态支反力;将轴承支反力作为箱体的动态激励,建立准双曲面齿轮箱动力分析模型,利用ANSYS进行动态响应分析,并与试验结果比较。以加速度响应均方根值最小为优化目标,箱体结构参数为设计变量,静态应力、位移及箱体体积为约束条件,建立准双曲面齿轮箱动态响应优化模型,用零阶方法求解,得到箱体最优设计参数。     

阻尼减振材料滞弹性位移场模型参数寻优及计算

针对阻尼材料滞弹性位移场模型多参数、多目标、非线性优化问题,给出了一种粒子群算法与序列二次规划法相结合的多参数变量寻优解法,并将模型优化结果与标准流变学模型、分数导数模型及试验结果进行了比较。基于ADF数学模型建立了粘弹性集中参数系统及阻尼夹芯板结构的动力学方程,并进行了结构模态响应分析及阻尼预测。计算结果表明：该组合寻优解法不仅能得到较好的最优解,而且确定出的模型参数准确可信,优化后的ADF模型能很好的再现阻尼材料的本构特征。     

多约束条件下金刚石圆锯片结构优化研究

基于序列响应面模型和混合优化算法相结合的方式,提出一种在复杂载荷条件下降低金刚石圆锯片锯切噪声的优化方法。建立了多变量、多约束条件下金刚石圆锯片结构优化的数学模型,经计算得到了满足刚度要求的优化圆锯片。通过数学统计分析,获得了尺寸参数对锯片的声学、变形以及应力等性能影响规律。根据结果制备了金刚石圆锯片,锯切实验表明优化锯片能够有效的降低噪声,表明这种方法可为锯片或此类结构的声学优化研究提供新的方向和参考依据。     

巡飞弹弹翼展开结构模型设计

折叠弹翼利用折叠机构将弹翼折叠，并在约束解除后自动展开，是巡飞弹常用的弹翼结构形式。首先在发射运输装置小型化需求下，开展了弹翼结构模型设计，分析得到了一种较优的展开路径；其次在受力分析基础上，基于拉格朗日方程，建立了弹翼展开动力学模型；最后进行了折叠弹翼展开机构设计，设计了一套折叠弹翼运动锁紧机构。     

某外能源转管机枪击发机构参数优化设计

运用多刚体动力学理论,利用动力学分析软件ADAMS对某转管机枪的击发机构进行参数化建模并进行优化,对多个重要的参数进行了敏感度分析,得到各参数最优设计值组合,为武器的改进设计起到指导作用。该方法对武器的其他机构的优化分析也具有一定参考价值。     

汽车悬架液压衬套非线性动特性的实验与建模方法研究

在不同振幅位移激励下,测试了一汽车液压衬套的动刚度、滞后角随频率的变化特性。建立了液压衬套动态特性分析的非线性集总参数模型,基于模型,探讨了液压衬套橡胶主簧、惯性通道与液压衬套动特性之间的关系,计算结果与实验结果的一致,验证了计算模型分析的正确性。分析建立的集总参数模型,表明液压衬套在不同位移振幅激励下,存储动刚度具有不动特征点及在高频激励下动刚度趋于定值的特性。基于这种特性发展了模型参数的辨识方法,并对液压衬套集总参数模型中的参数进行了识别,利用识别得到的参数对液压衬套的动特性进行了计算,验证了识别得到的参数的正确性。     

基于剪切中心的扭转梁悬架侧倾运动分析

 针对扭转梁悬架运动学参数难以优化的问题,根据材料力学原理求得某扭转横梁的剪切中心,基于空间坐标变换矩阵和空间解析几何,建立了悬架侧倾工况下的数学模型.该模型通过与相应ADAMS模型的仿真以及实验数据对比得到验证.在此基础上,研究了横梁安装位置及开口方向对悬架K特性的影响,得出了悬架特性参数与两因素的变化关系,对扭转梁悬架的设计及优化具有理论指导意义.     

基于精确几何模型梁单元的螺旋弹簧刚度分析

以精确几何模型梁单元为基础,对圆截面螺旋弹簧刚度的非线性特性进行了分析。结合弹簧细长结构的变形特点,选取弹簧半径、弹簧高度、螺旋线极角和簧丝截面扭转角作为螺旋弹簧的描述变量;按照Bernoulli梁理论,通过形心曲线切矢量和簧丝截面扭转角建立截面坐标系;基于大转动梁的变形虚功率,获得螺旋弹簧曲率矢量,构建弹簧变形虚功率;应用柔体建模过程的滤除高频震荡分量方法修正弹簧系统动力学方程求得弹簧刚度,提高计算效率。数值算例表明,计算结果符合弹簧刚度的受力变形规律。同时与弹簧经典理论算法和传统有限元方法进行对比,验证了分析方法的正确性和合理性。     

T型尾翼颤振特性分析方法

由于T型尾翼特殊的结构和气动布局形式,其颤振特性的分析比较复杂,飞行状态和一些常规分析可以忽略的参数如上反角都会对颤振速度有很大影响。针对这些特殊问题,分析了T型尾翼的颤振特性受平尾上反角、平尾上的定常气动力和固有振动形式等因素的影响。重点研究了T型尾翼颤振计算中特殊的附加非定常气动力,建立了T型尾翼非定常气动力和颤振分析方法。在低速风洞中开展了T型尾翼缩比模型的颤振试验,验证了分析方法。结果表明T型尾翼特殊的气动效应主要影响垂尾的弯扭耦合颤振形式,颤振速度随平尾攻角增加而降低,在设计中采用一定的平尾下反角设计能够提高T型尾翼的颤振速度。通过对试验结果的理论分析,阐述了这种效应产生的机理,并对实际设计提出建议。     

圆柱螺旋压缩弹簧的自动化设计

目的解决圆柱螺旋压缩弹簧设计中的繁琐计算及其二维、三维模型的反复创建问题,实现弹簧的自动化设计。方法利用VC++6.0编写圆柱螺旋压缩弹簧的设计程序,通过程序运算得到弹簧结构参数;将弹簧结构参数作为驱动尺寸,利用Solid Works建立圆柱螺旋压缩弹簧的参数化二维、三维模型。结果利用该程序,只需输入弹簧要求,即可得到符合要求的弹簧结构参数,并能自动生成弹簧二维和三维模型。结论该方法极大地提高了设计效率。     

单气室油气弹簧的优化设计研究

摘要：讨论了某军用越野车单气室油气弹簧的优化设计。首先建立油气弹簧的单缸数学模型,进而建立油气悬架系统1/2车辆模型的数学模型。然后根据越野车的特点,以车辆的平顺性和轮胎的接地性作为目标函数,以前、后油气弹簧的主要参数包括主活塞直径、阻尼孔水力直径、单向阀水力直径以及平衡位置时副气室和蓄能器内气体体积与压力作为设计变量,结合约束条件,建立了基于1/2车辆模型的油气弹簧优化设计数学模型,并应用粒子群算法进行了求解。结果分析表明,优化设计后的油气悬架系统的综合性能提高了37.33%。     

地铁车辆-轨道耦合振动响应分析及轨道结构参数优化

针对在建杭州地铁3号线下穿某文教区工程,根据车辆-轨道耦合动力学理论,分别建立车辆-普通整体道床轨道耦合动力学模型和车辆-钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型.基于赫兹非线性接触关系,实现轮轨间的力平衡和位移协调.利用有限元软件ABAQUS,对两种轨道结构模型的动力响应进行计算,研究轮轨耦合动力相互作用机理和轨道振动源强特性...     

造船液压机压头锁紧碟簧疲劳寿命稳健优化设计

 碟簧(碟形弹簧)的材料特性、几何特性、载荷等因素发生较小的波动,就会导致碟簧特性的变化,使其实际使用寿命与设计寿命出现较大偏差.针对碟形弹簧的疲劳寿命受不确定性因素影响而波动较大的问题,采用分析性稳健设计方法,对移动回转压头造船液压机压头锁紧碟簧的疲劳寿命与不确定性因素的关系进行了研究;以碟簧疲劳寿命的波动方差最小为目标函数,疲劳寿命均值等于预期寿命为等式约束,碟簧组轴向力大于允许值为不等式约束,建立碟簧疲劳寿命稳健优化模型,并获得了稳健设计解.稳健优化后的结果与优化前相比,在满足性能约束的条件下使不确定性因素的变化对碟簧疲劳寿命的影响降到最低,碟簧的疲劳寿命稳定在目标值附近,提高了设计的经济性和可靠性.     

柔顺停歇机构伪刚体模型的运动学和动力学分析

针对柔顺停歇机构的柔性构件在运动中产生的大变形、大挠度等几何非线性行为,采用伪刚体模型法来分析该类非线性大变形系统.首先,基于大挠度理论对大变形柔性梁进行屈曲分析,运用第一、第二类椭圆积分模拟初始状态为直梁的柔性梁,用多项式拟合得到其载荷—位移关系式.结合边界条件与受力特性,得到柔性梁的等效非线性弹簧伪刚体模型.在此基...     

LET柔性铰链的等效刚度分析及其参数优化

分析了表示LET柔性铰链转动能力的扭转等效刚度,为确保铰链的转动精度提出了拉压等效刚度的概念并推导出其计算公式。以LET柔性铰链的结构参数为设计变量,提高转动能力和转动精度为目标,建立了铰链的优化模型;采用模拟退火法实现了LET柔性铰链的参数优化,并对优化前后铰链的转动性能进行了分析比较。结果表明,优化后铰链的转动能力和转动精度比优化前都有了明显提高。     

多级非线性双质量飞轮参数设计和优化

在长弧形弹簧双质量飞轮结构的基础上,针对其核心部件——减振弹性结构形式进行创新设计,使得减振器的刚度由单级刚度变成了三级刚度。讨论了多级非线性双质量飞轮的各个参数的选取原则。针对国产某轿车的动力传动系统建立了离散化的整车动力传动系分析模型。对传动系统在行驶工况下和怠速工况下的固有特性进行分析,预测和评价多级非线性双质量飞轮的扭振控制效果。最后基于ADAMS对多级双质量飞轮的减振性能进行仿真和优化分析,得到了设计所需参数的最优值。