航空
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为了获取叶尖间隙对涡轮性能的影响规律,通过对某型发动机高压涡轮第1、2级叶尖间隙的主动调控,进行叶尖间隙对涡轮性能影响的试验研究。采用精密传感器对叶尖间隙进行测量,通过试验得到不同叶尖间隙下涡轮效率、换算流量、换算功以及出口流场的变化数据。结果表明:第1、2级叶尖间隙每增大1%,涡轮效率约降低0.58%~0.69%;存在1个叶尖间隙变化对涡轮效率影响较明显的敏感区;叶尖间隙变化对叶尖出口流场有明显影响。
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采用POSS体与间甲基苯基异氰酸酯(MTI)反应制备了取代脲类促进剂M,将促进剂M混合加入到聚酚氧树脂(PKHH)和高纯环氧树脂(EP)通过熔融方法共改性的氰酸酯树脂(CE)中,制备了可在空间极端环境中稳定使用的改性氰酸酯树脂(mCEPK)。结果表明,促进剂M可有效降低CE树脂的固化温度,125℃/4h后mCEPK树脂固化度大于90%且树脂的室温贮存期超过15d,100℃/40min内维持黏度不变且具有适宜的工艺性。PKHH通过半互穿网络(SIPN)的增韧机理改善CE树脂的韧性;含有10%(质量分数)PKHH的mCEPK树脂-196℃下的冲击强度为18.8kJ/m2,模量约为3.8GPa;经15次冷-热循环后(-196~200℃),试样表面未见裂纹产生。
为实现在常规轴单涵道压气机试验器上开展核心机驱动风扇级与高压压气机匹配性能试验,根据匹配试验环境下的外涵气流和级间气流的特点,提出采用大流量、低压损的抽气系统和直排大气的放气系统(CDFS)(HPC)HPCHPCHPC分别对外涵流量和级间引气流量进行调节,实现对匹配涵道比和级间引气率的有效控制。试验验证表明:在匹配试验件外涵流道出口机匣上沿周向开设的多个排气孔能间接实现外涵全环排气,但外涵集气装置是制约外涵排气能力的主要瓶颈,其气动性能可采用极限流量和总压损失影响因子描述;优化外涵集气与测量装置、降低外涵抽气背压,是提高外涵排气能力的主要途径。
由于传统无影灯的转向需要手动拉动完成,这就避免不了医护人员在接触无影灯时带来的细菌感染问题。本文设计了一种基于手术刀遥控的智能无影灯,硬件部分由手术刀与无影灯两大部分组成。手术刀内部具有STM32单片机最小系统、陀螺仪模块、无线模块和外部按键,无影灯由STM32单片机最小系统、无线模块、舵机和步进电机组成,软件系统由Keil软件编译实现。当按下手术刀上的按键时,无影灯的位置会随着手术刀方向的变化而改变。通过手术刀就可以控制无影灯的转向,免除了传统无影灯的转向需要医护人员手动拉动所带来的不便,避免了医护人员与无影灯的直接接触。
对外圈带环槽的自润滑关节轴承铆压装配过程进行有限元仿真,研究轴承座倒角尺寸、压头压入深度对翻边形状的影响,采用位移均匀加载方式分析轴承装配过程的轴承和轴承座变形,计算轴承装配时所需铆压力。通过对装配后的关节轴承从座孔脱出过程进行动态仿真,估算轴承装配后的轴向承载能力,得到轴向脱出力与压头位移的关系曲线,并对脱出力的大小进行了试验验证,实测的最大脱出力值与计算值基本吻合,发现计算得到的脱出力-位移曲线上对应最大脱出力的位移值与试验机上的实测值之间存在滞后误差,分析了误差产生原因。
海底地形辅助导航技术可为智能水下机器人(AUV)的长时间水下作业提供有界精确导航结果,且无需声学基阵辅助。然而,地形辅助导航需要已知高精度先验海图,这大大限制了其应用范围。为解决海底地形未知条件下的海底地形辅助导航问题,提出了海底地形同步定位与建图技术。利用水深预测手段和地形匹配方法进行帧间数据关联构建和闭环检测,并通过图优化技术进行海底地形同步定位与建图问题求解。仿真试验结果显示,在航行1h后,海底地形同步定位与建图系统的建图结果中所有测深点定位误差均值约为13m。
为提高三元乙丙橡胶(EPDM)内绝热层材料的耐烧蚀性能,将马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)作为基体与无机填料之间的相容剂。采用拉力试验机、多工位-氧乙炔烧蚀测试仪、热失重分析仪和扫描电镜等分析手段研究了材料的机械性能与耐烧蚀性能。测试结果表明:添加EPDM-g-MAH后,EPDM内绝热层材料的线烧蚀率和质量烧蚀率均有所降低,并且随着EPDM-g-MAH含量的增大,烧蚀后形成的碳层也越来越致密均匀。另一方面,当EPDM-g-MAH质量分数为9.5%和14.3%时,EPDM内绝热层材料的力学性能大幅度提升。其中,当EPDM-g-MAH质量分数为14.3%时,EPDM内绝热层材料综合性能最为优异,断裂伸长7.8倍,提高了1.191倍;拉伸强度为6.7MPa,提高了71.8%;线烧蚀率为0.0799mm·s-1,下降了17.2%。该结果将为更多新型填料在EPDM材料中应用提供支持。
基于云计算安全特性,从机密性、完整性、可信性、可用性和可审性(CIA)出发,对云计算系统安全风险进行风险分析,构建了资产、威胁和脆弱识别的安全评估基本流程。同时根据静态博弈理论研究了云计算系统攻击-防御过程,从参与者间的动态相互交互性和利益冲突方向分析了双方最佳防御/攻击概率,利用Matlab获得防御/攻击概率影响因子以及变化趋势。研究结果表明,防御最优概率随着系统损害函数增加而不断增大,随着恢复函数的增加而减小,攻击最佳概率随着防御正确率增加而减小,随着防御失策率的增加而上升。
铣削加工大直径内螺纹零件时,往往会由于选取不当的铣刀直径和切削参数,引起切削后工件表面形状误差较大、加工精度较低等问题。刀具直径与切削参数不同程度地影响着刀具轨迹,从而进一步影响着已加工表面的理论粗糙度。因此,研究刀具直径与切削参数对刀具轨迹的影响并进行理论分析具有重要意义。一方面,运用齐次坐标变换方法建立刀具轨迹矩阵方程,并根据不同的参考对象建立两种切削刃上一点轨迹的矩阵方程。另一方面,采用单因素试验法选取不同刀具直径与切削参数进行加工轨迹仿真。研究表明,随着铣刀直径、铣刀转速和铣刀齿数的增大,理论粗糙度降低,使已加工的刀具表面不断接近理想光滑表面。
针对运载火箭动力系统电磁阀极性测试的特点及需求,提出了基于无线传感网络技术(WirelessSensorNetworks,WSN)的运载火箭电磁阀极性测试系统设计方案,并完成试验验证。该系统将无线传感网络技术、微弱磁场检测技术、快速监视判读技术有机结合,具有小型化、便携式及无缆化的特点,提高了运载火箭动力系统电磁阀极性测试的准确度及测试覆盖性,对于后续无线测试技术在运载火箭测试中的应用具有重要的借鉴意义。
针对载人航天器月地返回再入过程对航天员造成损伤的问题,采用有限元方法开展探月飞船跳跃式返回过程中航天员胸部骨骼系统的生物力学仿真分析,对该过程中人体胸部骨骼及软组织可能受到的损伤做出预测。基于CT图像对人体胸部骨骼、韧带和椎间盘建立有限元模型,通过肋骨侧弯和胸部撞击实验验证了模型准确性,并在Ansys中计算各骨骼及软组织的受力情况,结合多种国际通用损伤判定标准对航天员胸部骨骼及软组织损伤情况进行分析和预测。结果表明:跳跃式返回过载条件下,航天员胸部骨骼及软组织严重以上损伤发生概率较小,但第1、4、5肋骨及胸2~3、胸3~4椎间盘相对其他部位应力较大,易损伤,应加强防护。研究结果可为航天员防护设备的改进以及航天员训练提供数据支撑。
针对传统测量复合材料构件装配产生的不相贴合区域形状时存在精度低、耗时长且内部区域难以测量等问题,提出了一种基于点云数据的装配间隙评估方法,该方法可实现对碳纤维复合材料构件(CFRP)装配间隙进行快速准确测量。通过对铝合金板件制造随机变形的方法来模拟CFRP构件装配间隙的复杂多样性,应用本文所提方法完成对复杂装配间隙的测量,验证了所提方法的可行性,最后通过快速成型技术对间隙模型进行输出,所得到的实体模型能够很好地对装配间隙进行填补,进一步验证了所提方法的有效性。
面向航空制造业大型零部件精确装配的重大需求,研究一种含铰接动平台姿态类并联机器人(4-PRS&HR())的精度提升问题?首先,基于零件-部件-整机的装配思路,从零件加工设计与部件装配工艺来保证物理样件具有一定的基础精度,并借助区间理论,预估几何误差源对物理样机末端姿态精度的影响程度,其次,在精度预估的基础上,简化基于激光跟踪仪的误差参数辨识模型,然后结合物理样机实际装配精度和其结构的特殊性对测点进行规划,随后针对4-PRS&H(R)并联机器人开展运动学标定实验,激光跟踪仪检测结果表明,该机器人在运动
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三维机织复合材料已在航空航天领域得到广泛应用,研究开孔C/C机织复合材料在拉伸和压缩状态下的损伤机理具有重要工程价值。建立开孔C/C三向正交机织复合材料试验件的镶嵌有限元模型,在孔周范围内按照材料的细观结构建立细观尺度有限元模型,采用基于细观力学的强度准则对其拉伸和压缩损伤演化过程进行模拟,并预测其极限拉伸、压缩载荷和拉伸、压缩强度。结果表明:在拉伸与压缩载荷下,由于缝线与纤维束接触区域的应力集中,使得开孔板经纱多处区域出现损伤起始,开孔板损伤区域均呈“X”形扩展。
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为了将瞬间液相扩散焊的液相形成过程与固相扩散焊复合,充分利用TLP及固相扩散焊的优点,需要研究接头界面处母材液化规律。选用DD407镍基单晶高温合金作为试验材料,中间层合金采用含B为3.5%的BNi9进行TLP连接,观察母材液化宽度和接头宽度在不同工艺参数下的变化。通过分析得到:母材液化区宽度随着加热温度升高及保温时间增长而增加,在焊接温度为1100℃,保温时间为5min,中间层厚度为150μm的情况下,母材液化的宽度达到65.8μm;中间层厚度对母材液化的影响程度相对较大,主要降熔元素B的总量增加;TLP连接过程中,母材液化的过程为降熔元素B不断向母材中扩散,导致母材液化宽度增加,但随着扩散的进行,B元素的含量逐渐降低引起等温凝固,从而在一定程度上影响了表面清理的效果。
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