回转体高速入水弹道模型研究

目的 快速预测回转体高速入水过程中的空泡形态发展和分析回转体高速入水后的弹道特性。方法 基于空泡截面独立扩张原理,建立回转体高速入水非定常超空泡计算方法,通过高速水动力计算方法,结合回转体动力学方程,实现回转体运动参数的求解。结果 通过与文献试验结果对比,验证了回转体高速入水弹道模型的可靠性。对比试验结果,模型的预测误差在10%以内,可满足回转体高速入水弹道预测需要。利用所建立的弹道模型计算了回转体在高速垂直、倾斜入水2种工况下的空泡形态、运动参数变化。发现回转体高速入水过程中,空泡会影响回转体的运动,回转体速度衰减主要和空化器阻力有关。回转体在受到扰动角速度的影响后,滑行力会改变回转体的姿态角和攻角,并使弹道发生弯曲,但有助于回转体运动的稳定。结论 在入水空泡能完全包裹回转体的情况下,可对回转体进行结构优化,增强回转体尾拍运动中受到的滑行力,提升回转体高速入水运动稳定性。适当减小空化器直径,能降低回转体入水过程中的阻力,并增加射程。     

Influence of Body Weight and Size on the Mode of Wintering in Hibernators of the Family Sciuridae in Northeastern Russia

Energy expenditures in the Siberian chipmunk (Tamias sibiricus jacutensis Ognev, 1935) and long-tailed ground squirrel Citellus undulates jacutensis Brandt, 1843 during hibernation were compared. Energy expenditures were assessed by analyzing changes in body weight and gas exchange rate. The animals were weighed either monthly throughout the winter (26 ground squirrels and 9 chipmunks) or continuously (four to six times a day) in five ground squirrels (395 h) and three chipmunks (696 h). At a constant ambient temperature, the body weight of animals in both species decreased almost linearly during the day. The decrease in the body weight of hibernating grounds squirrels and chipmunks over a single short hibernation cycle was also approximated by a linear function, irrespective of species, age, and sex.     

基于疲劳累积损伤等效理论的PCB板振动加速试验研究

目的建立小样本情况下,通过试验及仿真结合求解PCB板在随机振动激励下的振动加速因子的方法。方法以疲劳累计损伤等效为研究基础,以PCB板为研究对象,通过实验室的动力学环境模拟试验,在施加相同谱型不同量级的随机激励载荷下的振动加速因子,并通过采用试验数据对仿真局部模型修正的方法得出PCB板在随机振动激励载荷下的振动加速因子。结果通过试验数据与仿真计算结果的对比,两种方法得出的振动加速因子的误差在5%以内,满足工程实践精度要求。且进一步的证实了该方法的可行性。结论对于不同种类的PCB板在进行小样本摸底试验及随机振动仿真计算的前提下,确定电路板产品的薄弱位置,之后通过疲劳仿真计算局部的疲劳寿命便可以求得一定精度要求下的振动加速因子。     

自适应时槽分配的机械振动WSNs传输休眠时序调度方法

目的针对均匀时槽分配方法在机械振动无线传感器网络大量原始数据传输需求下,节点传输能耗升高、传输速率降低的问题,降低机械振动无线传感器网络传输能耗。方法提出一种自适应时槽分配的机械振动无线传感器网络传输休眠时序调度方法,首先利用信标调度的自适应时槽分配时钟同步方法使各节点不需晶振补偿就可校准本地时钟误差,然后测量LQI预测节点数据传输速率,为各个节点分配最优传输时槽,最后设置休眠机制,让未进行数据传输的节点处于休眠状态待机,直到下一个同步时槽时,自动唤醒,并侦听网关信标帧。采用三种方法进行冲突次数、传输能量消耗和传输速率的对比实验。结果所提方法的传输能耗比CSMA-CA机制降低23.4%,比均匀时槽分配降低10.6%。结论所提方法能有效降低机械振动无线传感器网络数据传输能耗。     

基于动力学仿真的激光器平台稳定性设计改进

目的评估某光学平台初始设计方案在随机振动条件下的稳定性是否满足设计指标,并提出设计改进方案。方法基于随机振动条件下结构相对位移的理论研究,建立动态载荷下结构相对变形的计算方法,并采用有限元数值仿真对光学平台的镜面转角响应进行分析。结果对初始方案的数值模拟结果表明,不满足镜面角位移小于10μrad的指标要求,主要是因为结构的整体鼓曲模态被激发,并提出了通过增加螺栓连接改变结构对动力学特性的改进思路,目的在于通过提高结构的刚度,以提高安装平台的平整性。结论对改进方案进行数值仿真表明,通过增加基础底部对螺栓连接,有效提高了安装平台在随机载荷下的平整性,并使得安装平台角位移响应大幅下降,为3.4μrad,满足了设计要求。     

阻尼减振技术在某型飞机短舱尾罩裂纹中的应用

目的针对某型飞机短舱尾罩振动情况开展研究,制定不对结构进行颠覆性改进短舱尾罩裂纹问题的解决措施。方法对短舱尾罩处的振动情况进行测试,分析短舱尾罩裂纹形成的原因,利用阻尼减振技术的原理选择适合的阻尼材料和处理方式,通过振动测试验证改进效果。结果采用阻尼减振技术后,振动水平最大降低约83%,峰值个数明显减少,对易产生蒙皮裂纹的大于150 Hz、0.8 g以上的振动具有有效的抑制作用,能够有效提高蒙皮结构的使用寿命。结论短舱尾罩蒙皮结构采取阻尼层减振处理的方法基本解决了短舱尾罩裂纹问题,同时也给解决振动引起的类似问题提供了解决思路。     

结合虚拟迭代技术的整车级道路模拟试验方法

目的 提出一种基于试验场实采道路载荷谱,通过虚拟迭代技术修正台架试验动力学模型,从而实现多系统的“整车级”道路模拟试验的方法。方法 围绕台架关联试验场坏路,基于累积损伤模型、四点雨流计数法和模态分析展开研究,通过道路载荷谱的采集,预处理、压缩,在台架上复现零部件于整车上的运动姿态、失效形式与模态振型。最终完成以整车道路载荷谱为期望信号的台架迭代,以虚拟迭代为指导的模型修正,建立车辆道路时序信号与试验台架加载谱的相关性转化映射关系,执行基于液压伺服七轴试验台的多轴耐久试验,并实现以计算机模态分析、疲劳分析为指导的联合验证。结果 各零部件的试验结果为合格,与试验场一致。实现了多系统的同时验证,准确复现待测系统的运动姿态、失效形式及模态信号。结论 该试验方法建立起了整车级道路模拟试验标准,即通过虚拟迭代试验技术调整台架试验的动力学模型,为多系统道路模拟试验迭代不收敛的情况提出了解决方案。     

基于临界面的多轴振动疲劳寿命预测

目的提出一种新的基于临界面正应力的高周多轴疲劳寿命预测方法。方法通过对主应力进行投影,得到各时刻下临界平面内的应力大小,利用雨流法计算不同临界面下的疲劳损伤,并通过权函数,得到主应力的角度期望值,进而预测结构的疲劳寿命。结果通过试验件进行仿真模拟,对底端作用两个方向PSD频率范围为8～200 Hz,大小为0.006、0.003、0.008 g~2/Hz的强制加速度激励得到多轴应力响应,以此计算4种工况下的随机加速度振动疲劳试验预测寿命,对比试验寿命误差基本处于2倍界以内。结论新的基于临界面正应力的疲劳寿命预测方法能有效预测多轴振动疲劳寿命。     

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。     

某梁结构静动联合加载疲劳研究试验件设计与分析

目的解决工程结构在交变静载荷和动载荷联合作用下的疲劳寿命预估难题。方法拟设计一梁结构试验件,方便施加静力与动载荷,并具有合适的疲劳寿命,用于静动联合加载下疲劳寿命预估研究。并采用名义应力法计算出静载荷作用下结构的寿命,采用频域法计算动载荷单独作用下结构的寿命,再以线性损伤累积理论为基础,以载荷块为单位来计算静动载荷联合加载下的寿命。结果初步给出试验载荷,得到静动载荷联合加载下危险点的寿命为1225 s。试件在1 h之内失效,满足设计要求。结论通过该方法,可以用来校核试件的实际寿命,以设计试件。