液力变矩器循环圆和叶片的计算机辅助设计

该文针对军用车辆、汽车、工程机械等领域广泛应用的向心涡轮式液力变矩器，以一元束流理论、投影于多圆柱面的等角射影原理为基础，建立了液力变矩器循环圆和叶片的计算机辅助设计的数学模型；并在SUN工作站上，利用CAD软件的二次开发语言，编制了相应的程序，实现了液力变矩器循环圆和叶片的人一机交互式图形设计，提高了设计的速度和精度。     

大功率液力变矩器叶轮强度有限元分析

为解决履带车辆大功率液力变矩器在高转速工况下的叶轮强度问题,基于单向流固耦合(FSI)理论,建立了液力变矩器叶轮强度分析模型.采用全局守恒插值算法,实现了流场网格节点上的流体压力载荷到结构网格节点的插值传递.结合惯性离心载荷,采用静力学分析的方法,对某型液力变矩器叶轮,进行了2种载荷共同作用下的有限元强度分析,得到了其...     

高功率密度液力变矩器设计研究

针对车辆用高功率密度液力变矩器,构建了液力变矩器的基于CFD的叶栅系统三维设计方法、低流动损失精细设计流程,基于两相流动的性能精确预测方法以及其与发动机的动态匹配方法及评价体系,研制了系列化高功率密度高效率液力变矩器产品,在车辆及工程机械领域得到了广泛应用.     

液力变矩器反转工况的计算方法与试验验证

军用履带车辆采用液力传动后,需要解决车辆的辅助制动, 本文在一元束流理论基础上, 利用液力变矩器无因次方程, 研究了综合式液力变矩器反转工况的计算方法, 并利用某军用履带车辆的液力变矩器进行了计算与试验, 依据试验结果对利用液力变矩器反转工况制动的可行性进行了分析．     

液力变矩器叶栅数据库模块化封装集成设计方法研究

在开展液力元件叶栅系统设计时,仅包括叶形参数化、束流计算或三维流动分析、性能的优化与优选的全新正向设计是不够全面的,还应将以往成熟设计结果纳入设计体系共享,以提高设计精度,有效避免信息孤岛现象的出现.通过对设计存量资源的整理和发掘,分别构建叶片几何结构数据库和传动性能计算及试验结果数据库,实现两类数据库之间映射关系的设计过程模块化封装,将正向设计的建模、计算和优化等过程,以及逆向设计的数据采集和曲面重构等环节,分别集成到基于数据库技术的设计平台之上,为实际工程设计提供较为完整的设计手段.这个平台一方面可以为基型设计和统计设计提供了多个较为成熟的现有叶栅系列及其性能参考,另一方面基于数据库中已有大量得到验证的叶栅配置,在优化搜索过程中能够有效地缩减正向计算规模,提升设计精度.     

基于遗传算法的拦截弹优化反设计研究

面向弹道导弹攻防对抗仿真的应用需求，探讨了基于遗传算法优化的拦截弹反设计方法．在综合考虑拦截弹发动机性能、气动特性、控制力与外弹道关系的情况下，建立了拦截弹优化反设计模型．针对采用固体火箭发动机的拦截弹武器系统，详细分析了反设计优化参数并进行了优化计算．计算实例表明，将GA优化理论用于拦截弹反设计，大大提高了拦截弹反设计的可信性．     

遥码通信系统的反设计和国产化研究

为实现遥码通信系统的国产化功能替换,提出一种基于逆向工程方法和嵌入式控制技术的新思路。通过对原遥码通信系统的组成、功能分析和反设计,运用逆向工程方法和嵌入式控制技术,实现了遥码通信系统的国产化。在专用测试台上,对国产化遥码通信系统与原遥码通信系统进行了性能对比测试。试验结果证明：国产化遥码通信系统能够满足武器装备的正常使用要求,已成功应用于工厂装备修理和部队装备的维护保障,减少了对装备引进方的依赖,有效缩短了装备维修周期,节约了维修成本。     

遥码通信系统的反设计和国产化研究

为实现遥码通信系统的国产化功能替换,提出一种基于逆向工程方法和嵌入式控制技术的新思路。通过对原遥码通信系统的组成、功能分析和反设计,运用逆向工程方法和嵌入式控制技术,实现了遥码通信系统的国产化。在专用测试台上,对国产化遥码通信系统与原遥码通信系统进行了性能对比测试。试验结果证明：国产化遥码通信系统能够满足武器装备的正常使用要求,已成功应用于工厂装备修理和部队装备的维护保障,减少了对装备引进方的依赖,有效缩短了装备维修周期,节约了维修成本。     

反爆炸反应装甲串联爆炸成型弹丸匹配设计方法

针对反爆炸反应装甲(ERA)串联爆炸成型弹丸(EFP)成型设计问题,建立串联EFP引爆能力、分离时序和侵彻能力的理论条件。采用ERA引爆判据、EFP速度衰减理论和侵彻理论,分析形状、质量比和速度差对引爆能力、分离时序和侵彻能力影响规律。基于作用场时间τ_e≤1 500 μs的 典型ERA,在飞行距离H≤1 000(为装药口径）时,获得串联EFP成型特征的必要条件,其中：球-杆组合型,前后EFP直径比d_f/d_r≤1.09,前EFP质量与总质量之比0.17f/m≤0.40,前后EFP速度差Δv≥150 m/s;杆-杆组合型,d_f/d_r≤1.09,0.20≤m_f/m≤0.65,Δv≥166 m/s. 对一种球-杆形串联EFP开展反ERA联动实验,采用高速摄影系统观测得到前后EFP分离飞行、前EFP击爆ERA以及后EFP侵彻靶板过程,验证了该设计方法和必要条件的正确性。     

先进反辐射导弹通过关键设计评审

2006年4月5日，由美国阿连特技术系统公司（ATK）、美国海军、美国海军陆战队及意大利空军组成的先进反辐射导弹（AARCM）项目国际小组完成了对该弹的最终设计评审（CDR）．评审了AARGM系统的所有方面，以确保其预期性能可满足设计指标并且项目满足计划进度和成本限制要求．评审组认为，AARGM的设计将可为美军和意军提供一种可成批生产的、具有高可靠性和维护性的导弹系统，其战术技术指标将满足摧毁敌防空系统和时敏目标打击任务的要求．此前，该项目已在2005年4月通过了初步设计评审．     

液力变矩器叶片参数的正交试验优化设计

在计算流体动力学中,采用正交试验方法对液力变矩器的叶片参数进行优化。研究了优化变量的选择方法。根据一维设计理论并结合计算流场的分布特征,选取对变矩器性能影响显著的叶片参数作为优化变量。采用正交试验方法分别以起动变矩比、最高效率为单目标进行优化,得到最优目标值。在此基础上构建综合目标函数进行优化。对某变矩器优化后起动变矩比和最高效率分别提升了1.5%、7.3%,表明该方法效果较好,具有工程实用价值。     

车用大功率柴油机与液力变矩器动态匹配影响因素分析

为研究装甲车辆液力传动系统的动态匹配问题,对车用大功率柴油机与液力变矩器动态匹配的影响因素进行了分析。对柴油机和液力变矩器所组成系统动态匹配的动力性和经济性指标进行了合理定义。将基于有限试验数据的柴油机神经网络模型和基于混合流道法的变矩器计算流体力学仿真模型相结合,构建了柴油机与液力变矩器动态匹配性能计算程序。依据该计算程序对影响匹配性能的结构性因素进行试验设计分析,找出了变矩器有效直径和中间传动比对匹配性能影响的主效应和交互效应;分析了油门开度和变矩器闭锁速比等使用性因素对最优动态匹配区域的影响规律。结果表明：结构性因素是影响动态匹配性能的主要因素,使用性因素是相对次要因素,但使用性因素会在一定程度上造成最优匹配区域的位置和最优指标数值的变化。     

液力变矩器叶片流固耦合强度分析

在高功率密度液力变矩器的设计过程中,为解决在泵轮转速大幅提高时带来的叶片强度问题,基于流固耦合分析技术(FSI),将某型液力变矩器的流场分析与强度分析相结合,提出其一般分析方法和流程,通过计算流体动力学和有限元数值模拟,实现了叶片强度较为准确的预测,确定了叶片的应力分布和变形情况,为高功率密度液力变矩器叶栅系统的工程设计提供了理论依据。     

基于目标压力分布优化的翼型反设计方法研究

针对翼型反设计方法中目标压力分布难以给定的问题,进行了反设计方法与优化方法相结合的研究,建立了翼型反设计方法中定义目标压力分布的遗传优化模型。首先提出翼型表面压力分布参数化方法．对其进行有约束优化．获得目标压力分布,并与基于Takanashi余量修正原理的翼型反设计方法相结合,进行翼型反设计。设计结果表明这种方法是可行的。     

液力变矩器流体-固体耦合压力脉动分析

在冲焊型高功率密度液力变矩器的设计过程中,需要考虑在油液非定常流动下叶片所受压力载荷脉动,以及在载荷脉动激励下结构的振动响应。采用基于动网格的流体-固体耦合方法,沿叶片入口至出口方向设定监测点,分析对应位置压力载荷脉动与叶轮振动时域特性,对载荷脉动进行频率转换并对叶轮模态进行频域分析。分析表明:涡轮叶片所受压力载荷脉动幅值最大处位于叶片入口与外环连接处;压力载荷脉动与叶片振动的幅值沿叶片入口到出口逐渐减弱,且随着速比升高载荷脉动幅值与叶片振动响应明显减弱;涡轮脉动峰值频率在叶轮第2阶与第3阶模态之间,随速比升高,压力载荷脉动频域幅值明显减弱。     

Minimum Curvature Design of Three-Element Centripetal-turbine Hydrodynamic Torque Converters

The influence of streamline bending inertia force on power loss is investigated. In order to analyze the combined effect of the inertia force and the path on the power loss, the accumulation effect expression of the inertia force on its path is derived. The calculation result shows that the accumulation effect of the unit inertia force on its path depends merely upon the velocity magnitude and the path scroll angle. As long as they are given, the accumulation effect is a constant and independent of the intermediate path. An important conclusion drawn is that the maximum inertia force rather than its accumulation effect plays a predominant role in the power loss. Thus, a new design method, minimum streamline curvature method, is proposed. Fluid particle movement inside a hydrodynamic torque converter can be regarded as curved movement on the circular surface and decomposed into a meridional component and a circumferential component. Each meridional streamline is designed to be close to a circular arc, while each torus streamline is constructed with a circular arc and a straight line segment. Based on the meridional streamline equation, the torus streamline equation and a streamlined thickness function, a blade surface equation of three-element centripetal-turbine hydrodynamic torque converter can be obtained.     

Minimum Curvature Design of turbine Hydrodynamic Three-Element Centripetal- Torque Converters

The influence of streamline bending inertia force on power loss is investigated. In order to analyze the combined effect of the inertia force and the path on the power loss, the accumulation effect expression of the inertia force on its path is derived. The calculation result shows that the accumulation effect of the unit inertia force on its path depends merely upon the velocity magnitude and the path scroll angle. As long as they are given, the accumulation effect is a constant and independent of the intermediate path. An important conclusion drawn is that the maximum inertia force rather than its ac- cumulation effect plays a predominant role in the power loss. Thus, a new design method, minimum streamline curvature method, is proposed. Fluid particle movement inside a hydrodynamic torque converter can be regarded as curved move- ment on the circular surface and decomposed into a meridional component and a circumferential component. Each merid- ional streamline is designed to be close to a circular arc, while each torus streamline is constructed with a circular arc and a straight line segment. Based on the meridional streamline equation, the torus streamline equation and a streamlined thickness function, a blade surface equation of three-element centripetal-turbine hydrodynamic torque converter can be obtained.