装备关重件腐蚀-疲劳环境/载荷试验谱编制方法研究

目的 研究装备关重件大气腐蚀-动态疲劳协同加载的环境/载荷试验谱编制方法。方法 依据装备构件服役寿命-环境剖面,分析腐蚀环境与疲劳应力协同作用的特点,归纳出腐蚀-疲劳环境/载荷谱的设计原则和编制方法。结果 利用环境/载荷谱编制方法制定了某装备结构件腐蚀环境与疲劳载荷协同作用的加速试验谱。结论 建立的腐蚀-疲劳协同作用的环境/载荷谱编制方法及当量加速试验谱,可用于研究装备关重件的腐蚀-疲劳协同环境效应及加速试验评价方法等工作。     

惯性器件加速试验环境谱编制与数据处理方法研究

目的研究模拟惯性器件贮存环境温度变化的加速环境谱与加速试验方法。方法监测样品贮存环境温度应力变化的同时,检测样品性能的变化,通过雨流计数法将温度变化曲线转化为温度环境谱后再转换为加速环境谱,依照加速环境谱开展试验,通过试验结果与自然贮存样品性能比对,开展试验样品性能评价。结果以2012年某试验库房的温度数据为例,通过转换得到了模拟惯性器件贮存环境的环境谱和加速环境谱,并得到了用于指导惯性器件加速试验的方法。结论将雨流计数法用于处理惯性器件经历的温度曲线,转化得到的加速试验方法,可以较好地模拟惯性器件贮存实际经历的温度变化过程,指导对惯性器件的性能变化趋势进行预测和评价。     

典型岛礁大气环境室内加速腐蚀试验谱研究

目的研究装备典型岛礁大气环境的室内加速腐蚀试验方法。方法采用灰色关联分析法得到引起武器装备腐蚀损伤的主要环境因素,通过分析装备服役面临的岛礁腐蚀环境数据,编制出岛礁大气环境谱。依据当量腐蚀加速原理及测定的腐蚀当量折算系数,建立加速腐蚀试验条件与岛礁大气环境谱之间的等效转换关系。结果归纳出室内加速腐蚀试验谱的编制方法,得到面向装备服役岛礁大气环境的室内加速腐蚀试验谱。结论确定的室内加速腐蚀试验谱及加速关系,为地(舰)面武器装备选材及结构腐蚀寿命评定提供了重要依据。     

运输类飞机实测突风谱编制方法研究

目的 针对运输类飞机突风载荷谱编制需求,基于实测载荷数据和任务分析法原理,采用5×5谱编制方法,建立一种运输类飞机实测突风谱编制方法。方法 首先依据任务分析确定飞机典型任务剖面和任务段,对实测载荷数据进行预处理和统计分析,获得突风增量过载超越数的分布参数。然后通过得到的平均突风增量过载累积超越数曲线,编制各任务段载荷谱,进而编制任务剖面谱,按任务剖面比例,对任务剖面谱进行随机排序,编制得到了突风增量过载飞-续-飞谱。最后给出了一个示例以详细阐明该编谱方法。结果 该型运输机爬升任务段突风载荷谱相较其余任务段偏重。结论 通过该方法编制的突风载荷谱能够较好地反映实测突风载荷数据特点,方法具备合理性和可行性。     

战斗机阻力伞载荷计算研究

目的通过对战斗机阻力伞载荷计算开展研究,为阻力伞安装支持结构的静强度和疲劳强度分析提供支持。方法分别运用工程计算方法、流固耦合数值模拟方法,并对比阻力伞火箭滑车试验实测数据,对阻力伞载荷计算开展研究。同时基于飞参数据,运用统计学方法对影响阻力伞载荷大小和方向的开伞速度、飞机俯仰角、侧风速度与方向等参数进行统计分析,为载荷谱编制提供数据基础。结果确定阻力伞载荷工程计算方法中动载系数k取为1.2,将一次放伞的载荷历程简化为以拉直力和张满力为峰值的两个载荷循环,且拉直力为张满力的50%。以某型飞机766架起落飞参数据为基础,运用皮尔逊Ⅲ型分布、指数分布对开伞速度、飞机俯仰角、侧风速度与方向等参数进行拟合,结合阻力伞载荷计算方法,得出阻力伞载荷大小和方向分布的统计规律。结论明确了阻力伞载荷计算方法及计算相关参数选取,同时提出一种符合战斗机实际使用环境的阻力伞载荷谱编制方法。     

环境对某型飞机典型结构部位疲劳寿命影响分析

目的 研究环境对飞机典型结构部位疲劳寿命的影响。方法 选取某型机机身连接壁板、机翼壁板、机翼内部大梁结构、平尾接头及垂尾接头的典型模拟件为研究对象,开展实验室加速腐蚀与随机载荷谱交替试验、载荷谱疲劳试验,分析环境对典型结构部位模拟件表面涂层损伤、疲劳断裂位置、疲劳源及中值寿命的影响,建立环境对结构部位疲劳寿命影响关系。结果 采用载荷作用后结构部位模拟件疲劳中值寿命与加速腐蚀环境-疲劳寿命后试样的疲劳中值寿命比值,估算环境对结构部位模拟件疲劳寿命的影响,比值k=1.2~2.5,且比值k越大,说明环境对试样的疲劳寿命影响越大。结论 采用载荷作用后结构部位模拟件疲劳中值寿命与加速环境-疲劳寿命后试样的疲劳中值寿命比值,可初步估算环境对结构部位模拟件疲劳寿命的影响,且试验结果表明,外部环境较内部环境对试样疲劳寿命的影响更大。     

航空发动机复材外涵机匣静热强度试验方法研究

目的 提出一种飞机发动机外涵机匣静热强度考核试验方法,实现对高温环境下机械载荷与气流压力载荷同时作用时外涵机匣的强度考核.方法 以典型外涵机匣模拟件为试验件,利用所设计的试验装置与外涵机匣模拟件合围成一套能够施加温度载荷、机械载荷以及内腔气压载荷的被试结构,在通过温度加载系统、静力加载系统和气压加载系统同时对被试结构模拟飞行过程中的真实工况环境.结果 通过设计的试验能同时施加飞行过程中外涵机匣所承受的主要温度、机械及气流压力载荷.结论 提出的静热强度试验方法,能够充分对航空发动机外涵机匣飞行过程中的综合环境进行地面模拟考核,取代以往金属外涵机匣考核的温度载荷等效方式,可实现对复材外涵机匣工艺件进行考核,为外涵机匣减重设计提供依据.     

不同材料在海洋大气环境下的加速环境谱研究

自然环境加速试验是飞机结构日历寿命评定的重要方法,加速环境谱的编制则是开展加速试验的前提。以某海域海洋大气环境谱为基础,选取了金属裸材、复合材料裸材、带涂层结构三种飞机常用材料为研究对象,针对不同材料腐蚀机理的差别,给出了不同材料加速环境试验模块参数的确定方法及加速环境谱与服役环境的当量关系,编制了分别适合金属裸材、复合材料、带涂层结构的典型海洋大气环境加速环境谱。     

固体发动机典型环境载荷分析

分析了固体发动机在贮存、运输、发射等使用条件下的环境载荷,为下一步编制固体发动机环境载荷谱和试验研究提供了基础。     

宁波地区当量加速环境谱的编制

首先利用宁波地区接近十年的环境资料数据编制了该地区的环境谱,其次基于电化学腐蚀原理和腐蚀电量相等的原理,建立了自然腐蚀环境向实验室加速环境折算的当量关系,并从力学性能和腐蚀深度进行验证,最后给出了可供实验室加速试验用的宁波地区加速环境谱。     

典型海洋大气环境当量加速试验环境谱研究

以典型海洋大气环境谱为基础,采用当量折算法,给出了各环境块参数的确定方法及加速谱与外场暴露环境的当量关系,编制了由紫外照射和周期浸润2个环境块构成的典型海洋大气环境加速试验环境谱.该谱的提出为水上飞机/水陆两栖飞机的选材和结构日历寿命评定提供了重要依据.     

热电池失效分析及等效加速贮存试验技术

目的建立基于实测环境载荷的热电池等效加速贮存试验技术,掌握其在环境载荷作用下的性能退化规律。方法在分析热电池组成和所受环境载荷情况的基础上,分析热电池的主要失效模式,设计基于实测环境数据的等效加速贮存试验,开展热电池等效加速贮存试验,分析热电池性能和热图像的变化情况,利用粒子滤波算法对电池剩余电容量进行预测。结果随加速循环次数(时间)的增加,热电池的电容量下降。热图像表明,热电池经过等效加速贮存试验后,其放电过程表面温度要高于初始放电表面温度。粒子滤波算法能够有效模拟电容量的退化过程,电池剩余电容量预测结果与试验结果误差在10%以内。结论等效加速贮存试验得到了热电池的性能退化规律,从而为热电池的贮存试验提供一种解决方案。     

基于编制载荷谱的固体发动机药柱疲劳损伤分析

目的建立固体发动机在海上值班时的长时域振动载荷谱,对振动造成的发动机药柱损伤进行分析。方法通过数据实测获得了固体发动机值班时的部分载荷,使用非参数雨流矩阵外推法和时域载荷重构法编制了发动机长时域载荷谱。通过有限元仿真建立了发动机药柱的应力分布,应用Miner线性累积损伤理论计算了药柱损伤。结果外推后的x、y、z三轴极值载荷数值分别提高了51%、83%、115%。振动过程中,药柱内部Mises应力较小,越靠近粘接界面,Mises应力越大,药柱在靠近前后封头的部位产生应力集中。推导了推进剂应力幅与累积损伤的关系公式,计算得到单个载荷谱周期内药柱的累积损伤值为1.059×10~(-4)。结论应用非参数雨流矩阵外推法和时域载荷重构法,可以实现将实测数据中未监测到的大幅值载荷进行量化表征,有效地建立固体发动机海上值班长时域载荷谱;固体发动机连续值班6个月时,造成的药柱累积损伤(D)为0.0323。     

精密离心机转盘/转臂结构变形规律研究

目的研究不同转盘/转臂结构在离心载荷和温度载荷作用下的变形。方法在充分调研国内外相关研究的基础上,分析几种转盘/转臂给定工程结构在离心载荷和温度载荷作用下的变形规律。结果通过分析可以得到,不同转盘/转臂结构随离心载荷的增大变形增大,随温度的正向变化变形量增大,随温度的负向变化变形量负向减小。结论同等载荷作用下的变形量主要由该种结构形式转盘/转臂材料分布决定。对比几种转盘/转臂结构可以看出,锥形辐射式加强筋转盘综合承载能力较优,可为工程选用。     

自然环境谱转化为加速试验环境谱的方法

目的研究将自然环境监测数据转化为加速试验环境谱的方法。方法提出了自然环境谱向加速试验环境谱转化的方法,举例将某地域的自然环境谱转化为加速试验环境谱,并以天然橡胶1142为试验对象,验证环境谱的转化方法。结果加速试验结果与户外暴露结果一致。样品的硬度随试验时间的延长逐渐增大,拉断伸长率不断下降,表明样品出现老化,交联程度增加,柔韧性降低。结论获得了包括环境应力水平的确定,环境应力作用时间的确定,环境谱的转化、组合和综合以及环境应力施加顺序的环境谱转化方法。     

发动机典型寿命敏感件环境谱加速技术研究现状

对发动机寿命敏感件环境谱加速技术的研究现状进行分析。从加速环境谱的编制原则、编制方法以及当量关系的确定和验证等方面,详细介绍了加速环境谱的概念内涵。发动机的使用寿命主要受金属敏感件的腐蚀和非金属敏感件的老化制约,重点从常规加速腐蚀试验、多因素综合腐蚀试验和高温加速腐蚀试验等3个方面阐述了加速腐蚀试验方法。从液体介质老化、热氧老化、综合环境老化等方面介绍了以橡胶为代表的非金属加速老化试验方法。最后指出目前当量关系确定方法的局限性和多因素综合模拟方法研究方面的欠缺,提出应综合材料、腐蚀、力学、环境等多学科的相关理论和实践,制定更加科学合理的当量关系确定方法,以及注重新型试验设备的研发等建议。     

LRM 模块载荷分解方法研究

目的根据综合模块化航空电子设备的特点,研究LRM模块的载荷分解方法。方法通过仿真和试验方法,对LRM模块所承受的温度和振动载荷进行分解,并详细论述两种方法的具体实现过程。结果将模块载荷分解方法成功运用于某工程系统中,验证了方法的有效性。结论 LRM模块的载荷分解方法能够指导其他类似综合模块化航空电子设备的载荷分解,推动LRM模块合理的独立环境试验及交付。     

×飞机半封闭部位局部环境谱当量加速关系研究

目的确定局部环境谱当量加速关系。方法以×型飞机某半封闭关键部位为研究对象,依据其在机体中所处的位置及服役环境中各气候条件编制局部加速腐蚀试验环境谱,分别进行试验室周期浸润加速腐蚀和自然环境暴晒。借助涂层宏观、微观形貌检测、色差、光泽度等常规性能检测和电化学极化曲线测试,对两种不同环境下试验件进行性能测试。结果试验室周期浸润加速腐蚀196.6 h,相当于舰面停放1年,且经过实验室2个周期加速腐蚀与自然环境暴晒2年的试验件涂层形貌、失光率、色差、电化学性能一致。结论该局部环境谱当量加速关系准确可靠。     

基于模糊理论的导弹贮存使用环境分析

目的编制导弹贮存使用环境谱,聚类分析导弹贮存使用环境,指导各地域导弹贮存及战备部署工作。方法针对不同环境因素对导弹寿命的影响,收集各地域温度、湿度等影响导弹可靠性的自然因素数据,编制导弹贮存使用环境谱。采用模糊聚类分析,将导弹贮存使用环境进行分类,并基于一定阈值确定最佳分类。结果收集南部某地域温度等影响导弹贮存使用可靠性的环境因素数据,编制温-湿度环境谱,发现该地域比较潮湿,对导弹寿命影响较大。整理10个地域的腐蚀环境数据库,采用最大树法将贮存环境分类,确定最佳分类阈值为0.9,将贮存环境分为7类。结论通过编制导弹贮存使用环境谱,并对贮存使用环境进行聚类分析,可以为各战区评估导弹寿命和调整导弹部署提供科学支撑。     

行驶状态下的车载雷达动力学研究

车载雷达在行军过程中,风载荷会对雷达的零部件结构刚、强度产生影响,尤其是其使用寿命。通过分析雷达拓扑结构,将雷达天线反射面柔性化处理,建立车载雷达天线刚柔耦合模型;根据军用标准,编制了3种路面谱,依据风洞试验得到的风载荷系数,施加稳态风载荷,进行行驶动力学仿真,获得雷达天线重要零部件的动态参数,得出了不同种路面下雷达系统所能承受的极限风载荷,为新型雷达零部件设计提供依据。