摘要：针对以几何和性能指标精确性为目标的复合材料结构相似颤振模型制造问题,基于复合材料层合板的弯扭耦合效应,提出一种在模型蒙皮内侧增加复合材料铺层,改变模型刚度分布,并辅以质量分布调整,从而实现颤振模型模态频率误差修正的方法。通过分析误差性质,结合具体制造工艺,将模态频率误差转化为刚度误差。以模型结构动力学有限元分析为基础,采用连续二次规划的优化策略,建立以模态频率误差反求新增铺层方式的误差修正方案的优化设计。对某大展弦比机翼的颤振模型主盒段进行数值分析,分别以弯曲频率误差和扭转频率误差的修正为例,证明该误差修正方法的有效性。同时该方法对以性能精确性为目标的高性能产品制造具有借鉴意义。

摘要：从微观能量角度分析了超磁致伸缩薄膜的磁致伸缩机理,建立了超磁致伸缩薄膜的非线性强磁—机械耦合模型。设计了简支梁式超磁致伸缩薄膜的驱动磁场并对其进行实验研究。通过Ansys有限元分析软件对简支梁式超磁致伸缩薄膜驱动模型进行了模拟分析,最终得到的薄膜的内部磁场分布结构及固有频率。结果表明,采用椭圆积分法得到薄膜内部磁场分布的数学模拟计算结果与有限元仿真结果基本一致。

摘要：重大装备形态和性能的精准预测与分析是实现其智能化和自主创新的关键技术之一。数字孪生作为连接物理世界和数字世界的纽带,可用于在数字世界中建立物理实体材料选择、结构设计、加工制造和运维管理的全生命周期真实镜像。面向重大装备几何形态和结构力学性能,通过分析当前建立数字孪生的需求与难点,提出机理模型与实测数据联合驱动的“算测融合”解决方案;综合考虑孪生模型的时效性与准确性要求,构建重大装备“形性一体化”的数字孪生框架。详细论述当前构建重大装备数字孪生所面临的“算不了”、“算不准”、“算不快”、“测不了”、“测不全”和“测不准”六个具体问题,并给出相关解决方案和关键技术。通过典型案例验证了所提框架与关键技术的可行性与有效性,为数字孪生在重大装备中的落地应用提供了理论和技术参考。最后,探讨了重大装备数字孪生的未来发展趋势和所面临的进一步挑战。

摘要：阵列复材管具有优异的性能,可应用于微波反射器夹层。阵列复材管端面磨削过程中易出现规律毛刺且形成过程不明确。研究以阵列复材管的复合材料管胞元为对象,考虑其宏观结构特征和端面磨削特点定义切出角度和砂轮轴线偏移角,并系统研究在砂轮倒角参数和工艺参数综合影响下,切削截面内砂轮与纤维相互作用关系,揭示毛刺的形成过程并建立毛刺长度预测模型。结果表明:砂轮轴线偏移角、砂轮倒角共同影响切削截面内的砂轮倒角,而切削截面内砂轮倒角与纤维方向角的大小关系、轴向磨削深度共同影响纤维率先发生断裂的位置,该位置与纤维方向角共同影响毛刺的长度。为获得更好的加工质量应优先选用较大倒角的砂轮、较小的砂轮轴线偏移角或使切出角度接近90°,当毛刺不可避免时,优先选用较小的轴向磨削深度。研究成果可为复合材料管端面磨削过程中刀具轨迹规划、刀具设计和工艺参数选择提供指导。

摘要：为研究低刚度胀圈型旋转密封环的接触状态和密封性能,以聚醚醚酮(PEEK)材料的无槽环和V形槽环两种密封环为研究对象,基于COMSOL有限元软件建立了旋转密封流固耦合模型,对密封状态进行了模拟分析,并在试验台上测试了密封环的摩擦转矩和漏率.仿真结果表明:在载荷作用下,密封环的变形显著影响密封面接触压力和流体压力分布.试验结果表明:由于槽区流体的静压承载作用,V形槽环的摩擦转矩比无槽环小40%左右,但由于端面开槽减小了局部径向密封宽度,V形槽环漏率比无槽环大10%左右.另外,两种环的摩擦转矩随转速增加均没有下降趋势,说明在试验条件下密封面动压减摩效果不显著.研究结果有助于进一步认识胀圈型旋转密封环的密封机理,指导新型密封环的设计.

摘要：杨庄煤矿45210工作面埋深大,顶板为复合顶板,受火成岩侵蚀,易发生突然冒顶等灾害。笔者采用数值模拟和现场观测分析方法,认为该巷道变形破坏机制为:因火成岩侵袭复合顶板倾斜煤巷,顶板煤岩层粘聚力和抗拉强度降低;巷道开挖卸荷后,在竖向应力作用下,顶板受拉破坏严重,顶板下沉量增加,引起煤帮受拉破坏,两帮移近量增加;集中应力区由巷道围岩表面向围岩深部不断转移,围岩塑性区由巷道表面向深处逐渐扩张,最终导致巷道的变形和破坏;提出了"强顶、固帮"的支护对策。现场试验表明,与原设计方案相比,新设计方案可有效控制巷道围岩变形,降低巷道变形量达50%以上,取得了良好的支护效果。

摘要：建立了考虑磨粒磨损的三维分子动力学仿真模型,将固体物理学中的爱因斯坦模型引入到金刚石磨粒原子的温度转换过程中,设计了分子动力学仿真程序.研究结果表明:在磨削的初期,磨粒有明显的磨损,但当磨损到一定阶段后,磨粒不再磨损,磨削开始进入稳定的切削状态.金刚石磨粒的磨损主要发生在磨粒的最底部,这与表面效应有密切关系.由于表面效应,磨粒底部表面原子配位不足,导致磨粒底部结构表面存在许多缺陷,使磨粒底部表面具有很高的活性,极不稳定,根据最小能量原理,它将自发地向最低能量状态变化,也就是通过塑性变形、非晶相变等变化释放能量,使磨粒的表面能减少,从而发生磨损.

摘要：由于当前监测方法不能实现主变过负荷特征量的精准提取,导致监测结果不理想以及低运行能耗偏高,为此提出风电无人值守变电所主变过负荷运行状态监测系统设计方法。系统硬件由电能计量模块、数据处理模块、监控终端模块构成,在此基础上设计系统软件,即通过阻性、容性以及感性对风电无人值守变电所负荷进行分类,通过Matlab小波分析对主变过负荷进行精准定位,以此提取负荷状态特征量。采用综合模糊评判对不同负荷特征量进行综合考量,设定不同参数的权重比获取量化的变电所主变过负荷运行状态监测结果。仿真实验结果表明,所提方法能够有效减少低运行能耗,获取更准确的监测结果,实际应用效果更好。

摘要：飞行器气动弹性风洞试验模型与支撑机构的一体化设计制造、风洞试验模型与支撑机构的气动弹性响应与复杂实验环境的精确感知以及风洞试验模型与支撑结构的高品质精准控制,是大型低温高雷诺数风洞、大型连续式跨声速风洞、大型低速风洞、大尺度高温高超声速风洞的共性关键技术,对于充分发挥风洞作用,有效服务未来新型飞行器研制具有极其重要的意义。涉及到复杂产品的材料结构功能一体化设计与制造、复杂刚柔混合体的非线性动力学、高动态多维物理信息的感知与分析以及空气动力学与飞行力学耦合控制等问题,是未来大型风洞试验亟待优先解决的若干关键共性技术之一。在大型风洞建造的同时,只有通过研究大型风洞气动弹性试验模型/支撑的制造、感知与控制的若干基础科学问题,解决若干大型风洞试验所需的共性关键技术,方能使大型风洞充分发挥其应有的科学与工程价值。

摘要：从运动学角度出发,根据硅片与抛光垫的运动关系,通过分析磨粒在硅片表面的运动轨迹,揭示了抛光垫和硅片的转速和转向以及抛光头摆动参数对硅片表面材料去除率和非均匀性的影响.分析结果表明:硅片与抛光垫转速相等转向相同时可获得最佳的材料去除非均匀性及材料去除率.研究结果为设计 CMP机床,选择 CMP的运动参数和进一步理解CMP的材料去除机理提供了理论依据.