再入飞行力热环境预测与试验技术研究进展

总结了近5年来再入飞行力热环境预测与试验技术的研究进展。针对高速绕流流场引起的宽频声振环境和瞬态热环境,调研了国内外在上述环境的数值模拟预测、等效模拟试验和试验观测方面的最新研究情况和目前仍面临的难点问题。重点介绍了中物院总体所围绕再入飞行力热环境预测与试验方面开展的研究工作和已取得的部分研究成果。提出了后续研究方向和建议。再入飞行力热环境数值模拟预测技术和等效模拟试验技术在飞行器的设计、验证方面将发挥更加重要的作用,朝着再现实际飞行力热环境的终极目标继续迈进。     

弹射起飞和拦阻着陆冲击试验方法探讨

目的研究舰载机机载装备弹射起飞和拦阻着陆冲击试验的工程实现方法。方法从GJB 150.18A—2009、MIL-STD-810F/G及其提供的实测数据出发,分析弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷特征,对几种常用试验方法的工程实现进行探讨和比较。结果弹射起飞和拦阻着陆冲击具有瞬态、交变、低频、大位移、高速度等特征。阻尼正弦波方法的实施路径比较明确,复杂波形再现方法实施路径比较模糊且复杂,超长脉冲半正弦波方法具有多种局限性,前两种方法的速度、位移都较大。结论阻尼正弦波方法较复杂波形再现方法更容易实现,但两者都需要大位移、高速度的专用冲击试验设备和适当的波形处理技术,超长脉冲半正弦波方法在前面两种标准推荐方法能够实现时,不建议使用。     

振动-噪声复合试验控制技术研究

目的解决振动-噪声复合试验中的几个控制问题,提高再入飞行动力学环境地面模拟试验的准确性。方法对振动-噪声复合试验控制原理和载荷特征进行分析,并用试验的方法对振动-噪声复合试验实施过程中两种载荷的相互影响进行测定,用统计方法对影响程度进行评估。结果振动台运行噪声对噪声控制的结果基本无影响,噪声对振动控制结果的影响程度与控制点位置有关。噪声场中振动传感器的测量本底会明显升高,试验实施过程中应尽量将传感器安装在产品内部。结论振动-噪声复合试验中2种载荷对彼此控制的影响可能会对试验结果产生影响,但只要试验设计合理,这种影响可控制在可接受范围内。     

宽带随机振动试验条件的加速因子

研究基于疲劳损伤等效的宽带随机振动试验条件的加速因子。首先回顾了基于窄带模型的随机振动试验条件的加速因子表达式,然后应用随机振动疲劳损伤的频域估计方法——基于窄带模型的修正方法（WL方法、α0.75方法和TB方法等）,得到了宽带随机振动试验条件加速因子计算的通用表达式。数值模拟分析表明,基于窄带模型的加速因子表达式对于比例载荷的宽带随机振动也是适用的,而对于非比例载荷,则需要应用文中提出的通用表达式才可以获得宽带随机振动的加速因子。     

振动试验载荷模拟的动力学原理与工程设计

载荷模拟的精度是振动试验模拟是否有效的决定因素之一.本文根据模态质量分析方法,讨论了基于响应功率谱密度的试验载荷等效性的动力学原理,给出了满足小阻尼稀疏模态特征的结构系统的简化表达式.简支梁和悬臂锥筒的数值模拟分析表明,采用本文方法设计的等效载荷可以取得足够精确的共振响应功率谱密度.     

草酸青霉SL2对高浓度铬污染土壤的生物淋洗及胞内铬形态转化研究

铬渣无序堆存造成的铬污染土壤迫切需要修复治理.本文以新筛选的功能微生物草酸青霉SL2(Penicillium oxalicum SL2)为材料,以重度铬污染土壤为研究对象,进行生物淋洗技术优化,并利用软X射线扫描透射显微光谱技术(STXM)及同步辐射X射线近边吸收结构谱学(XANES)分析淋洗后的草酸青霉SL2胞内铬空间分布化学形态.结果表明:分步处理并进行水洗预处理可明显提高草酸青霉SL2对高浓度铬污染土壤的总铬TCr淋出率(49.4%),淋出液中Cr(VI)在3 d内全部被还原;生物淋洗后,草酸青霉SL2胞内吸收累积了Cr(VI),部分被还原为Cr(III),两个价态的Cr在空间分布上具有一定的一致性;胞内铬形态主要为磷酸铬、草酸铬钾及半胱氨酸铬类化合物,其含量分别为46.9%、33.0%和20.1%.     

考虑试件与夹具动力学特性的随机振动试验推力估算

分析了随机振动试验中试件和夹具的一阶频率对振动台推力的影响,提出了一种考虑试件、夹具一阶频率的随机振动试验推力估算方法。就一个算例用仿真计算的方法,得到了振动台推力随试件和夹具一阶频率的变化情况。最后通过一个应用实例,验证了该方法的准确性。该方法比传统的刚性假设方法更接近实际,可为大型试件随机振动试验设计提供参考。     

导弹飞行振动环境地面模拟试验方法

分析了导弹飞行环境的载荷特征和环境条件,指出了目前常用的试验方法在某些情况下存在的不足。简要介绍了振动-噪声复合试验方法及柔性悬挂-多点激励试验方法,并分析了其优、缺点。振动-噪声复合试验方法可更有效地模拟飞行过程中的宽频带振动环境,多点激励试验方法可对飞行过程中的面载荷进行有效模拟,采用柔性悬挂可模拟飞行过程中的自由边界。这些试验方法与传统试验方法相互补充,可更精确地模拟导弹飞行振动环境。     

大型空间桁架天线振动控制及作动器位置优化

目的对在轨大型空间柔性桁架天线结构振动进行主动控制及作动器位置优化。方法采用线性二次型最优控制算法对天线结构进行振动抑制,以系统能量和控制能量的和作为优化性能指标,利用遗传算法对作动器的位置进行优化。结果在优化配置的两个作动器控制作用下,受到激扰的天线结构振动便在10 s内得到良好得抑制,振动幅值减小了一个量级。结论适当地增加作动器数目,恰当地配置作动器的位置能有效抑制柔性天线结构的振动。     

Welch谱估计的随机误差与置信度

目的分析Welch谱估计的随机误差及置信度。方法首先导出Welch谱估计量随机误差的表达式,然后采用正态标准化处理方法,将Welch谱估计分量转化为χ2变量。结果获得了Welch谱估计的置信度分析方法。结论以128自由度的Welch谱估计结果的随机误差(12.5%)作为相对置信区间,则其置信概率为68.4%,若要达到95.5%以上置信概率,则Welch谱估计的自由度不能小于512,相应的随机误差为6.25%。