起落架落震试验机轮瞬态冲击转速的测试方法

飞机起落架落震试验中,机轮触台时的瞬态转速变化的测试数据对起落架安全设计和强度研究有着重要的意义.本文针对机轮在高速旋转冲击下,震动强烈并且瞬态转速变化范围大的特点,设计了非接触式机轮转速测试系统.采用M/T转速测量方法,实现了机轮在触台全过程中瞬态转速的准确测量.     

考虑温度效应的起落架落震缓冲性能研究

为了研究环境温度对起落架缓冲性能的影响,以某型飞机起落架为研究对象,考虑温度对起落架动力学模型中空气弹簧力和油液阻尼力的影响,提出了一个包含温度效应的起落架动力学分析模型,并通过试验在一定温度范围内(-35℃～60℃)进行了验证。结合试验数据和仿真模型给出了空气多变指数、油液阻尼系数的设计指导值,并研究了温度对起落架缓冲性能的影响规律。结果表明：环境温度对起落架缓冲性能影响显著,表现为起落架落震动载荷的变化;同时发现缓冲器腔内气体较油液受温度影响更为敏感,低温状态时气压的变化以及油液物理状态的改变会使得缓冲器性能明显恶化,缓冲支柱行程变化率达到25%;对于可能工作在复杂环境下的起落架,设计阶段需要充分考虑温度对缓冲器内气压和油液的影响,确保飞机着陆安全。     

起落架落震试验中缓冲系统投放功量修正方法研究

起落架落震试验中,投放功量与测试功量的比对用于验证测试系统是否正常,传统的投放功量的计算忽略了起落架弹性支撑质量与非弹性支撑质量重心位移不一致,导致投放功量的计算有一定的误差。建立起落架二质量模型,指出传统计算方法的不足,改进了投放功量的计算方法,并对比了落震试验中几种不同重量级的起落架在改进算法前后测试误差的区别。结果表明:测试误差修正前后的差值约0.15%~1.28%,在小型起落架落震试验中差异较大。同时,考虑了投放锁开锁延迟以及导轮与立柱摩擦带来的下沉速度损耗,对某型起落架落震试验中的下沉速度实时监测,提出了一种试验中适用的监测、修正下沉速度的试验方法,对比了下沉速度修正前后测试误差的变化,试验证明这种方法有效减少了测试误差,误差计算精度提高了约4%。     

舰载机缩比落震动载荷预计及试验技术

舰载飞机全机落震试验是考核机体结构、起落架以及机载设备承受舰动态冲击载荷能力的整机级试验,但作为大型动态试验,其试验规模大、准备周期长,一般承制单位难以实施。本文提出了一种舰载机缩比落震动载荷预计及试验方法,该方法在保证动力学相似的前提下,将原型机按照等比原则进行缩放;同时,设计了一套全机落震试验方法,经过动力学相似理论的推导,可将缩比模型落震试验结果还原到原型机载荷。该方法以较低成本预测了原型机全机落震试验结果,经过原型机试验验证,满足试验预计精度,在一定程度上可对舰面动载荷进行提前预计与分析。     

不同含水量下原状黄土动强度和震陷的试验研究

对原状黄土进行动三轴试验,探讨了黄土的动强度和震陷随含水量的变化规律。试验结果表明,塑限含水量可作为黄土动强度和震陷的界限含水量,小于塑限的含水量变化对震陷临界动应力和动粘聚力的影响非常显著,大于塑限的含水量变化对其影响微弱,而动摩擦角不受含水量的影响。通过对震陷曲线的定量分析,说明有必要对黄土的震陷性进行分类。     

振动台虚拟试验的建模和仿真研究

本文阐述了电磁振动台虚拟试验仿真的必要性.借助 MSC.Patran/MSC.Nanstran,建立了电磁振动台的有限元分析模型,详细阐述了建模方法.在空载工作状态下,进行了电磁振动台的模态试验,利用试验结果对有限元模型进行了频率、振型修正.最后对电磁振动台分析模型进行频率响应分析,确定振动台的阻尼及主要特性参数.结果表明,仿真模型计算结果和试验结果一致,材料参数能够反映真实的材料特性,各项特性参数也满足国标要求.说明本文建立的振动台分析仿真模型是合理可靠的,可用于振动台虚拟试验.     

基于SHPB波传播系数法试验的衰减弥散修正研究

针对SHPB试验中的波传播衰减弥散问题,基于杆自由端撞击的波传播系数法试验原理,选取Φ100mm PA66尼龙杆为典型Hopkinson压杆,依据SHPB试验中获取试样应力-应变曲线的二波法,对原位测试试验中从加载试样传来的反射波弥散进行修正研究,获得入射杆反射波传播系数;同理,对透射杆获取透射波传播系数。根据修正后的实际反射波和透射波历程,获得试样的应力-应变曲线。通过比较分析,此方法合理可靠。     

基于砼SHPB试验数值分析的HJC模型参数研究

为了研究混凝土HJC本构模型的参数取值及其参数对混凝土动态性能的影响,本文基于HJC模型原始参数,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对混凝土SHPB试验进行了数值模拟,结果显示数值计算结果与试验结果存在一定的差异。据此根据模型中参数的物理意义确定出可能影响混凝土动态性能的关键参数,通过保持其他参数不变、改变关键参数的方法对混凝土SHPB试验进行数值分析,得到了各关键参数对混凝土动态性能的影响规律,并基于该分析结果对HJC模型的原始参数进行了修正。数值模拟结果表明,采用本文修正参数的计算结果与试验结果吻合良好,能较准确地反映混凝土的动态性能。     

基于结构代理模型与二级优化策略的航天结构模型修正研究Updating finite element dynamic models of aerospace structures based on the surrogate model and 2-level optimization strategy

随着我国航天事业的不断发展,航天结构形式越来越复杂,有限元结构模型往往存在各种假设和简化,因此与实际结构往往存在一定的误差,特别是部件的连接、边界条件的不确定以及材料性能（尤其是复合材料）与工艺的不确定性,都会对有限元模型的分析精度产生较大影响。本文基于初始有限元模型,通过试验设计构造结构代理模型,然后采用遗传优化算法与梯度优化算法的二级优化策略进行模型修正。另一方面,在每次模型修正迭代分析之前,自动进行置信值MAC（Modal Assurance Criterion）分析,使有限元分析模型与实验结果进行匹配,提高模型修正的正确性。分析表明该修正方法具有较高的分析精度,也能对结构参数进行识别。     

起落架结构参数对飞机机轮摆振的影响

建立了飞机机轮摆振运动方程,详细研究了起落架三个重要结构参数;稳定距、支柱刚度和减摆器传动系统扭转刚度对飞机机轮摆振的影响,考虑了各参数之间的耦合作用,严格区分“轮胎型”摆振和“结构型”摆振,并分别予以研究,所得结论为新机防摆设计和现役飞机防摆维护提供了理论依据。     

齿轮胶合的试验研究及其监测技术

目前，有关防止齿轮胶合的设计计算方法已经不少，然而都没有反映齿轮是怎样从正常运转状态骤然转入胶合的突发性，因而不能起到有效地防止胶合发生的作用。人们一般认为，对于同种“油－材料”组合，齿轮胶合温度是一个不随运转条件而变化的常数，针对这种情况，在可以动态加载的ＤＣＳ－１５０型齿轮试验台上进行了齿轮胶合的试验研究，并对齿面温度和磨损粒子进行了监测。结果表明，胶合的发生是以肉眼明显可见的齿面擦伤为先导；发生胶合时的齿面温度不是常数，转速、扭矩、运转方式和供油量等都对胶合的发生有重要影响，并以转速为主要影响因素；初期胶合发生后，齿面温升速率、磨损烈度指数、磨损粒子尺寸和试验台的噪声及振动等都明显增大，但齿轮仍然可以在增大扭矩的情况下继续工作。由此可见，监测初期胶合发生对于防止更加严重的胶合及至咬死具有至关重要的意义。铁谱分析表明，初期胶合发生时，磨损烈度指数在１．５×１０３－２．５×１０３的范围，磨损粒子的尺寸大多在６０－８０μｍ之间，因此，利用铁谱技术可以有效地监测齿轮初期胶合的发生。     

压缩剪切测试中载荷传递行为的数字光弹性研究

结合光弹性四步彩色相移法,提出改进的六步相移法来计算全场剪应力,对径压缩圆盘实验证实了该方法的正确性,并进一步研究了同质材料连接结构在压缩剪切测试中的层间剪切行为。实验结果表明:全场等色线条纹级数和剪应力连续分布且随载荷而增加;中线附近剪应力趋于零,而条纹级数为峰谷。在连接界面上的条纹级数和剪应力出现峰值,特别是在连接界面端部为最高,在最大载荷下可分别达3.5级和2.4MPa,是导致连接界面脱粘开裂的危险区域。连接结构通过层间剪应力进行应力传递,在连接界面上剪应力与外载基本保持平衡。     

Effect of Wettability on the Behavior of a Liquid Drop after Its Collision with a Solid Substrate

A mathematical model is developed for the behavior of a small-diameter liquid drop after its collision with a solid surface, where the action of viscous forces can be neglected. The model takes into account the effect of adhesion interaction between the liquid and the substrate. Depending on the Weber number and equilibrium limiting wetting angle, it is shown that three regimes of drop motion are possible: adhesion without rebound, adhesion after rebound, and separation at the end of rebound. Regions of existence of these regimes are determined.     

惯导系统火箭撬试验数据处理方法

惯导系统火箭橇试验技术在国内还属于一门新兴的试验技术,刚处于起步探索阶段。惯导系统火箭橇试验是验证惯导系统在复合环境下的误差模型、评定制导系统误差模型精度以及分离大过载条件下惯导系统误差系数的有效手段。主要探讨了惯导系统的误差模型,提出了基于火箭橇试验的动态条件下的误差分离和数据处理方案,并对火箭橇试验中数据处理方法进行了分析。这些研究为在我国进一步开展惯性装置火箭橇试验研究提供理论基础。     

小冲杆试验的有限元模拟中GTN模型参数的确定

GTN模型参数的选择一直是小冲杆模拟中一个至关重要的环节,其正确与否直接影响着模拟得到的载荷-位移曲线的正确性。以16MnR材料作为研究对象,结合拉伸试验与小冲杆试验的实验结果,逐步确定出有限元模拟中的GTN模型参数。本文重点介绍了参数fN,fc,ff的确定方法。结果发现,拟合的载荷位移曲线不具有唯一性。为了验证所用方法的正确性,增加了试样断后减薄率作为另一评判标准。这一做法后来证明是可行的。这说明载荷位移曲线不能作为判断GTN参数正确的唯一准则,而增加的断后减薄率作为另一判断标准,对此方法有很好的辅助作用。上述结果可为小冲杆实验的有限元模拟夯实基础。     

沉积物中甲烷水合物饱和度测定及其力学特性研究

在自主研制的实验装置上合成甲烷水合物,采用时域反射技术(TDR)实时监测甲烷水合物生成过程中饱和度的变化,并与系统的压力降法计算的饱和度进行了对比。结果表明TDR法简单易行,结果可靠。对含甲烷水合物沉积物进行了一系列不排水三轴压缩实验,结果表明,含甲烷水合物沉积物的抗剪强度随着有效围压的增加和水合物饱和度的增加而增大;粘聚力随着甲烷水合物饱和度的增加而明显增加,但内摩擦角变化并不显著。在此基础上,提出了抗剪强度与有效围压和水合物饱和度的关系模型。     

基于应变率阶跃测试的晶体铜压入应变率敏感性研究

纳米压入测试可以原位获取材料的诸多力学性能,包括弹性模量,硬度,屈服应力,应变率敏感指数等。本文利用应变率阶跃测试技术对多晶铜试样的应变率敏感性进行测试分析,硬度-位移曲线表明压头下方所存在的变形梯度对各阶跃应变率下的硬度值存在明显影响;采用基于晶体细观机制的塑性应变梯度理论对压入变形梯度效应予以修正,比较了修正与未修正数据所得的应变率敏感指数,在有效剔除压入变形梯度影响的基础上,应变率阶跃测试可实现单次压入下材料应变率敏感性的测试表征。     

薄膜非线性撕裂三种弯曲模型的解答及讨论

针对薄膜非线性撕裂的弯曲模型,引入了3种表征薄膜撕裂过程的双参数准则.这3种表征分别为:(1)界面断裂韧度和分离应力; (2)界面断裂韧度和薄膜的裂尖转角; (3)界面断裂韧度和薄膜在裂尖的临界Mises等效应变.从3种双参数准则入手,分析并给出了针对上述各准则的薄膜非线性撕裂问题的解答.通过分析和比较,建立弯曲模型解答与严格平面应变弹塑性分析解答之间的关联.