穿纤维微穿孔板吸声系数的有限元仿真

为拓宽微穿孔板的吸声频带,该文用有限元算法建立了典型微穿孔板和穿入不同数量金属纤维的微穿孔板模型,研究了两种微穿孔板的吸声系数、声阻抗和微孔内法向质点速度的空间分布,并进行了试验验证。有限元仿真和试验数据表明:穿入金属纤维可以拓宽微穿孔板的吸声频带,吸声系数也随纤维根数的增加而下降;吸声系数仿真结果与试验结果趋势一致,仿真模型可以有效模拟穿入纤维前后微穿孔板的吸声特性;穿入金属纤维导致黏滞效应引起的低质点速度区域增大,声阻增加,引起吸声系数的降低,而声抗变化不大。研究发现,有限元仿真方法适用于结构相对复杂的微穿孔结构的声学建模,能直观地体现微孔复杂结构的影响,值得继续深入研究和工程应用。     

民用飞机客舱窗对机身扭转刚度的影响

在民用飞机的设计阶段,需要对整机进行模态分析,而如何准确地得到机身、机翼等主要结构部件的刚度数据就显得尤为重要.工程上一般采用闭室结构的刚度计算方法计算各截面刚度,并在此基础上对某些特殊截面的刚度进行修正.为了能让修正后的结果更加接近实际情况,有必要对客舱窗、登机门以及货舱门等局部开口对截面刚度的影响进行研究.本文借助有限元软件PATRAN/NASTRAN,对机身有限元模型进行加载,根据变形结果反推截面的扭转刚度,并将此得到的扭转刚度与闭室结构的计算结果进行比较.通过比较发现,客舱窗对机身扭转刚度有较明显的影响,为工程计算中的修正提供了参考.     

SiO2纳米粒子对溶胶凝胶涂层性能的影响

在高强钢表面制备了防护性溶胶凝胶涂层,并研究了不同浓度二氧化硅纳米粒子的加入对于涂层形貌、耐蚀性和硬度的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDS)观察了涂层的微观结构和成分;采用显微硬度计测试了涂层的硬度;采用电化学方法研究了二氧化硅纳米粒子的浓度对于涂层耐蚀性能的影响;采用傅里叶红外光谱研究涂层的化学结构,进而探讨了二氧化硅纳米粒子对于涂层的强化机理。结果显示涂层加入二氧化硅纳米粒子的最佳浓度为500 mg.L-1,此条件下的涂层表面均匀致密,有较高的硬度并且在3.5%NaCl溶液中体现出较好的耐蚀作用。纳米粒子在溶胶中反应形成活性羟基基团并与硅烷发生反应生成空间网状结构,从而强化涂层。     

基于Huth方法的民机气动弹性改进建模方法

使用高仿真精度和高计算效率的有限元模型进行飞机颤振边界预测具有重要意义．本文提出了基于Huth紧固件柔度计算方法的民机气动弹性模型的改进建模方法，计及了固定前缘的刚度及其与机翼盒段之间的弹性效应，建立了全机气动弹性模型并进行了固有特性和颤振特性分析．分析结果与全机地面共振试验、风洞试验结果的偏差均在±1 %以内，分析时长与现有模型基本保持不变，验证了改进建模方法的有效性．     

机翼上反角对纵向气动特性的影响研究

利用有限体积法离散求解雷诺平均 Navier-Stokes方程,计算了具有不同机翼上反角的翼身组合体构型;着重研究了机翼上反角对纵向升阻、俯仰力矩特性的影响规律;并通过展向压力分布的对比,首次从机理上对这种影响进行了探索解释,为气动布局机翼安装参数的设计提供了思路和参考.研究结果表明:由于上反角主要改变了弦向前50%部分的压力分布,所以机翼上反角越大,前缘上表面吸力峰与下表面正压力下降越多,激波向前移动越大、强度更弱,从而升力、阻力、升阻比均减小.本文在上反角小于9°范围内,上反角每增加1°,升力系数降低0.005,阻力系数降低0.0002,升阻比降低0.04,俯仰力矩导数降低0.001,典型剖面压力最小值降低1%,激波位置前移1.6%.     

基于三维结构光扫描技术的航空橡胶密封件平整度测试与分析

航空橡胶密封件是民用飞机舱门的关键部件,是维持舱门密封功能、舱内压力温度环境的重要结构,其成型或装配过程中带来的表面不平整会直接影响整机的密封效果,甚至会对整机的安全带来隐患。本文将三维结构光扫描技术应用于橡胶密封件的平整度测试中,且自主开发了适用于橡胶密封件平整度测试的参数化后处理程序,同时实现了滤波降噪、计算区域提取、平整度计算等多个功能,并通过对实际舱门密封件的形貌扫描实验,验证了三维形貌扫描技术和后处理程序在橡胶密封件平整度测试中的有效性。     

复合材料机身结构声学特性及影响参数分析

针对复合材料(以下简称"复材")结构进行声振分析,通过无限大障板理论和波动方程,分析复材平板和曲板结构的传声损失,并利用统计能量法分析壁板的隔声性能,与文献中的实验结果进行对比,验证建模的有效性。然后将复合材料机身结构等效成一个复材圆柱壳体结构,分析不同参数,包括压差、曲率半径、长度、铺层角度、纤维材料、加筋等对结构隔声性能的影响。最后与金属机身结构进行隔声性能对比,发现:在环频率与吻合效应频率之间,金属机身结构的传声损失明显大于复材机身结构,而在吻合效应频率以上频段,由于复材结构的吻合效应频率向低频移动,其传声损失好于金属机身结构。     

飞机机体表面声压及舱内降噪优化设计

本文以某型客机为研究对象,从飞行试验数据分析和声学建模两方面研究机体表面声压分布及其对舱内壁板近场辐射声压的影响。首先根据试飞数据分析了机体表面声压分布,然后利用统计能量法建立飞机客舱中后段的声学模型,以试飞数据作为声源输入,研究机体表面声压分布对客舱内部壁板附近声压分布的影响,并在此基础上提出优化设计方案,通过模型验证优化方案的有效性。试飞数据表明：机体表面声压在后应急门前方、靠近地板处最大;巡航速度升高,声压级较大区域的面积随之增加;巡航高度和发动机N1N2频率变化对机体表面声压级分布无明显影响。仿真数据表明：仅蒙皮结构无法有效降低客舱噪声;对声学降噪包进行优化能增加壁板隔声量,降低舱内声压。     

翼梢小翼高度影响综合研究

利用有限体积法离散求解雷诺平均Navier-Stokes方程以及气动和结构耦合计算了带2种不同类型翼梢小翼(融合式和鲨鳍式小翼)的翼身组合体构型.重点研究了小翼不同高度对飞机升阻比、机翼压力中心移动量、重量以及颤振特性的影响规律.研究结果表明,因小翼高度增加而带来的结构重量远远低于其有效载重的增量;因小翼高度增加而带来的颤振临界速度的降低在安全余量的范围内是可以调整的.因此,在设计小翼时与结构、重量和颤振的权衡中,建议高度的选择尽量优先满足纵向的升阻特性,以发挥其减阻潜力.     

复材结构刚度与隔声量的计算及参数优化

论文旨在满足结构刚度指标的前提下最大程度地提高复合材料(以下简称“复材”)结构的隔声性能。首先针对复材结构进行刚度分析，在铺层数和铺层比例不变的前提下，分析不同铺层构型对结构刚度的影响。然后利用统计能量分析法，确定铺层角度对结构隔声性能的影响，并与试验结果进行对比验证模型的有效性。最后以铺设在复材壁板上的隔音棉厚度和密度为两个优化参数，分析不同厚度和密度的隔音棉的插入损失，并进行参数最优化分析，寻找最佳组合方式。得出结论：不同铺设角度顺序对复材整体结构的弯曲刚度和吻合效应频率有影响，在相同尺寸和边界条件下，构型1屈曲稳定性承载能力较强，隔声效果最好，铺层方式最优；隔音棉密度对插入损失影响较小，而隔音棉厚度对插入损失影响较大。论文选取的隔音棉密度和厚度已经使壁板、隔音棉及内饰板的组合结构隔声量达到了收敛状态，是最优化的组合设计。