导弹油箱燃油晃动仿真分析

随着航空航天技术的发展,研究液体晃动显得越来越重要。液体晃动对飞行器燃油供给、飞行状态以及机体结构变形产生较大影响。如何准确模拟液面变化、计算液体对壁面的冲击力是目前存在的难点。针对这些问题,简要介绍了SPH方法的基本原理,对导弹油箱内燃油的晃动进行了仿真计算,模拟出液面变化。计算了液体重心位置的变化曲线,同时得到油箱与燃油之间的相互作用力,并对结果做出了分析。对导弹油箱内燃油晃动研究提供了一定的理论和工程参考价值。     

2024-T3铝合金动力学实验及其平板鸟撞动态响应分析

通过电子万能试验机和分离式霍普金森拉杆（SHTB）拉伸试验分别获得2024-T3铝合金材料准静态和高应变率两种应变率下的应力-应变曲线。铝合金材料的本构关系由能够反映材料硬化效应和应变率强化效应的Johnson-Cook材料模型描述,方程中的4个参数通过不同应变率下的应力-应变曲线拟合得到。基于瞬态动力学软件PAM-CRASH,结合材料动态力学性能试验所获得的2024-T3铝合金Johnson-Cook模型方程,耦合光滑粒子流体动力学（SPH）方法和有限元（FE）方法建立2024-T3铝合金平板的鸟撞数值模型,数值计算所得动态响应与鸟撞试验结果吻合较好,表明建立的鸟撞数值计算模型是合理、可靠的,整个分析流程从材料动态力学性能试验、鸟撞数值计算到最终的鸟撞试验验证为飞机结构的抗鸟撞设计与分析提供了有力的参考。     

碳纤维复合材料接头力学性能试验与仿真分析

采用试验和仿真分析的方法对T800/924复合材料接头在拉伸载荷作用下的力学性能进行研究。在电子万能试验机上进行了接头试验件的拉伸试验,记录试验中试验件的破坏过程,得到了最终失效载荷。采用非线性有限元法,基于ABAQUS软件平台,使用内嵌的材料用户定义子程序（VUMAT）,建立了该试验对应的有限元分析模型,得到接头的应变分布情况,并给出接头失效载荷的计算值。结果表明:计算预测接头的损伤部位与试验吻合,失效载荷计算值与试验值差值较小,证明了仿真分析方法的可行性。通过结果分析发现,孔边是应力集中的地方,破坏一般从孔边开始萌生,并且接头面外受载能力较弱,接头的失效模式一般是孔边面外拉脱。      

腐蚀环境对飞机梁结构连接件疲劳寿命和裂纹扩展的影响

借助腐蚀环境谱与疲劳载荷谱交替作用来模拟沿海飞机停放-飞行-停放过程。以飞机梁结构连接件的下壁板为主要研究对象,采用标记载荷法和详细目视检测法监测其裂纹的扩展状况,并采用GE5显微镜观测断口形貌。分析了腐蚀环境对梁结构连接件疲劳寿命与裂纹扩展的影响。试验结果表明:在形成穿透裂纹的初始阶段,试验件受到表面的防护漆以及连接处的密封胶保护,腐蚀环境在该阶段对梁结构连接件的疲劳寿命影响不明显,与非腐蚀试验相比, 该阶段的寿命仅缩短了5.5％;在穿透裂纹的扩展阶段,腐蚀环境加速了穿透裂纹的扩展过程,同时还加剧了穿透裂纹扩展过程的分散性,与非腐蚀试验相比,穿透裂纹的扩展寿命缩短了23.1％。     

面向绿色航空的客机机翼外形和飞行条件设计

从环境影响、航空公司运营、乘客体验多个角度,基于多学科分析框架,提出综合研究机翼参数和飞行条件对进场噪声、起降循环期间污染气体排放量、温室气体总排放量、直接运营成本和航时等性能的影响。分析表明,减少襟翼开缝有助于降低噪声,但需要增大机翼面积来弥补气动性能损失;降低巡航高度可以降低温室气体排放量,却伴随着直接运营成本和航时的增加;加大进场坡度可以降低进场噪声和起降循环的排放量。综合经济性和环保性进行多目标优化,获得了两种典型的飞机构型及对应的飞行条件。     

非对称非线性系统非平稳随机响应的中心差分法

利用随机中心差分法离散化格式,结合时变等价线性化步骤,建立了多自由度非线性系统受非白噪声随机激励作用下非平稳响应协方差矩阵的递推算法.在考虑到非对称项引起的非零均值响应条件下,对等价线性化方法进行修正,使之适用于非对称系统.算例表明:该方法计算结果和Monte Carlo模拟结果符合较好,且对所给算例,此方法比原中心差分法精确.该方法计算步骤简单,便于在计算机上实现,计算效率高.     

三维复合材料层合板渐进损伤非线性分析模型

为有效反映复合材料层合板层间相互作用和材料损伤非线性,建立了中等尺度的三维复合材料层合板渐进损伤分析模型。非线性渐进损伤分析过程包括应力求解、材料损伤失效判据及材料性能退化方案3个方面。讨论了损伤材料性能退化方案,引入与材料损伤模式相对应的损伤变量表征材料点的损伤状态,材料的刚度矩阵按损伤变量退化。基于该模型可成功预测复合材料层合板损伤起始、扩展直至最终失效的整个过程和极限强度。经文献试验数据验证,12种不同铺层顺序层合板的计算强度与试验数据均吻合较好,表明该模型在复合材料层合板极限强度预测上的有效性。     

层压复合材料分层扩展分析的虚拟裂纹闭合技术及其应用

提出一种基于虚拟裂纹闭合技术的界面元模型,用以模拟复合材料的分层破坏和预测结构的承载能力。界面元被嵌入在模型分层扩展路径上,计算结构的能量释放率,结合幂指数破坏准则,模拟复合材料的分层扩展。对由于裂尖单元长度不同所带来的分析误差进行了适当的修正,以降低网格粗细变化所带来的不利影响。为了检验该界面元的可靠性,分别将其应用于对双悬臂梁(DCB) 模型、端边切口(ENF) 模型和混合模式弯曲(MMB) 模型的分层扩展分析中。计算结果与解析解基本吻合,从而验证了采用该界面元模拟复合材料分层破坏的可行性。用该方法对3个含有不同初始损伤复合材料T型接头的界面拉脱分层破坏进行数值模拟,计算结果与试验数据吻合良好。      

氢电-锂电通勤飞机分布式推进系统匹配设计

针对通勤类飞机总体设计参数和飞行任务剖面需求,根据氢电-锂电推进系统架构方案,提出了推进系统参数匹配方法和能源动态平衡管理策略。以19座级通勤飞机作为验证对象,对其动力装置和储备能源进行了选型和管理研究。根据选型的分布式推进气动布局方案,进一步采用全析因试验设计方法分析了螺旋桨转向对飞机气动特性的影响,获得了有利于飞机巡航状态的螺旋桨转向配置方案。     

飞机地面操纵动态特性和方向稳定性研究

充分考虑飞机地面的受力情况和轮胎的侧偏特性,建立了飞机的平面运动模型,并通过物理方法对飞机的运行状况做了定性分析;基于ADAMS／Aircraft软件建立虚拟样机模型,并对飞机地面操纵和高速滑行时的方向稳定性进行仿真分析;研究结果表明,轮胎的侧偏特性决定了飞机的地面运动轨迹,通过操纵前轮和对称刹车可以使飞机的运行方向趋于稳定。