摘要：无线能量传输系统暂态过程中的高阶非线性问题是负载测量和辨识的一个难点,在处理由于高阶非线性出现的拍频信号时,现有模拟包络检波方法存在信号易失真、电路灵活性差以及测量范围有限等问题。针对此,提出基于希尔伯特变换的数字包络检波方法。在希尔伯特变换的基础上,设计数字包络检波器,提取电压拍频信号的包络线,并通过仿真和实验对所提方法进行验证,结果表明:对于不同待测负载,该方法均能够准确提取电压拍频包络线,实现负载阻值1~2000Ω范围内误差小于5%的测量。该方法拓宽了基于暂态特征参数的非接触负载测量的范围,为无人机等飞行器电池内阻的测量提供了新思路。

摘要：为了降低Φ_(2)类逆变器中功率开关器件的电压应力并简化其谐振参数设计过程,提出了一种基于谐波配比优化的参数设计方法.首先对Φ_(2)类逆变器开关节点电压(vds)频谱进行了分析,以降低开关器件电压应力为导向推导了优化的谐波配比和目标vds.然后基于目标vds实现了对Φ_(2)类逆变器微分方程的退耦合求解,得到了各支路的电流并进行了完整的量化分析.进一步结合开关节点电压和开关电流的频谱特征,推导了Φ_(2)类逆变器谐振槽的阻抗幅度与相位约束,以此为依据提出了直接确定电路谐振参数的方法.最后搭建了27.12 MHz的原理样机,和传统设计方法相比,开关电压应力降低了10.2%,效率提升了7.2%.

摘要：根据环状支撑桁架结构组成特点描述了环状桁架单元,给出了变形假设条件,并基于梁模型得到了环状桁架等效多边形结构。计算了等效多边形单元及其对应外接圆环单元的动能和应变能,利用能量等效原理分别推导了等效多边形结构和其外接圆环结构的弹性模量与密度之间的关系表达式,从而计算得到了两者频率比表达式,综合利用有限元和理论方法对比了等效多边形结构和对应圆环结构的低阶振型和频率。研究结果表明,当单元数目大于30后,采用连续体降阶圆环模型简化等效多边形结构对环状支撑桁架结构进行动力学分析是合理的。

摘要：为了提高低温推进剂深度过冷技术成熟度,以充分利用其在降低过冷装置系统质量、延长贮存时间等方面的工程应用优势,针对液氧/液甲烷低温推进剂组合,以70 K/97 K为目标开展深度过冷方案对比与流程设计,并通过搭建中等规模液氧和液甲烷快速深度过冷加注实验系统进行可行性测试验证。结果表明:针对中大规模过冷装置系统,液氧系统采用常压液氮浴+负压液氮浴两级换热过冷方案(换热器均采用铝制板翅式换热芯),液甲烷系统采用常压列管式液氮浴式换热器过冷加注方案;为满足快速过冷加注需求,液氧/液甲烷系统均采用边过冷边加注的系统流程;在加注流量为1.0 L·s^(-1)左右的稳定测试阶段,液氧实验系统中入口温度约108 K的液氧经一级、二级换热器能够分别被冷却至约88 K及70 K以下,液甲烷实验系统也实现了97 K液甲烷的深度过冷与快速加注,成功验证了设计方案的可行性。研究工作能够为中国开展过冷低温推进剂的研究与工程应用提供理论与技术支持。

摘要：弹箭残骸舱段的准确定位和连续监测是实现弹箭残骸舱段回收的关键技术之一。根据弹箭残骸飞行轨迹的特点,基于多站到达时间差(time difference of arrival,TDOA)无源定位原理,设计了弹箭残骸舱段轨迹定位监测技术方案,根据多基站接收到弹箭残骸舱段主动辐射信号的时间差信息,采用Chan算法完成对弹箭残骸舱段位置信息的解算,实现对弹箭残骸轨迹的连续监测。采用火箭回收舱段飞行轨迹数据,对弹箭残骸轨迹监测技术方案的可行性进行了仿真验证,通过定位精度对比试验,分析了基站距离和基站构型对弹箭残骸舱段轨迹监测效果的影响,仿真计算结果表明:在正方形构型下,基站间距离越大,残骸舱段定位精度越高;在菱形、Y字型、正方形三种构型中,菱形构型定位精度最好。

摘要：针对空间桁架天线的结构特点,基于能量等效原理分别建立了不带底板和带底板的空间桁架结构的等效梁连续体模型。将胞元横截面上任意点的位移用横截面中心处的位移分量线性表示,求得胞元的应变能和动能;基于能量等效原理利用哈密顿原理建立桁架天线结构的等效连续体动力学方程,求解得到等效连续体模型的固有频率和振型表达式;利用有限元方法对桁架结构进行仿真分析,并将仿真结果与等效连续体模型计算结果进行对比分析。结果表明,等效模型结果具有较好的精度,从而验证了等效连续体梁模型的正确性。研究结果可为大型空间可展桁架结构的动力学设计提供论支撑。

摘要：针对面向现场装配的工艺信息完整准确表达与高效管理的应用需求,提出以三维装配过程模型为载体实现面向现场装配的产品装配工艺模型表达与管理方法。分析了面向现场装配的产品装配工艺信息变迁特点,明确了从产品预规划装配工艺信息向现场实际装配工艺信息的实例化映射规则;定义了三维装配过程模型与装配工艺信息数据集,并确定了工艺信息在该模型上的装配工艺基于模型定义(MBD)表达方案;利用装配工艺信息层级嵌套管理模式实现了对面向现场装配的产品装配工艺信息的有效管理,并构建了装配工艺管理器进行工艺信息的组织与存储。将上述方法集成于三维装配工艺设计系统中,并以创建某型减速器产品的三维装配工艺模型为例,验证了所提方法的有效性。

摘要：针对高超声速飞行器服役状态气动力热载荷环境复杂的问题,采用单向耦合方式对环境载荷进行解耦,对马赫数5~8的飞行工况下机翼气动力热载荷情况进行有限元分析.基于经典颤振理论得到临界颤振边界,并确定了机翼颤振失稳表现形式为一阶弯扭耦合.考虑到复材机翼结构刚度的可塑性,对典型服役工况下复材机翼进行气弹剪裁优化设计.以静强度和热颤振速度为约束,质量最小为优化目标,通过改变铺层材料层数、铺层角度及顺序的方式调整复合材料结构弯扭耦合刚度,以达到最佳的结构动力学特性和气弹效果.基于C/C++开源环境开发Aero-Opt软件,搭建自主工业化分析平台,并针对最恶劣气动加热条件下的复合材料机翼开展热气弹剪裁研究.优化后机翼的热颤振边界提高了22.4%,质量降低了15.76%.

摘要：为了有效设计小空间高热流密度电子元器件的传热结构,需要合理分布其散热通道。针对现有传热结构拓扑优化设计结果形态过于复杂、加工制造困难等局限,基于自然界叶脉分支系统的分层生长特征,提出一种层次生长树状分支散热通道的优化设计方法。主通道和次通道分别采用不同的生长控制策略,依次生长形成传热结构,由基于温度信息的空间殖民算法控制主通道的生长,由最小热阻原理控制次通道的生长。对典型的二维和三维散热通道设计问题展开研究,并与SIMP方法设计结果进行对比。研究结果表明,所得到的散热通道形态简单、清晰,无细小分支和灰度单元,具有较好的散热性能和可制造性。

摘要：基于航天器空间碎片被动防护需求,对一种新型填充式波纹夹层结构进行超高速撞击仿真研究,分析超高速撞击过程以及结构的穿孔破坏情况和所形成的碎片云的特性,并与相同面密度Whipple结构进行对比。其撞击现象与Whipple结构相似,但其碎片云的头部速度小于Whipple结构,而径向膨胀最大速度和膨胀半角均大于Whipple结构。随撞击初速从3 km/s^10 km/s不断增大,波纹夹层结构的撞击穿孔尺寸变大,形状也更不规则。此外,结构中的填充树脂对碎片撞击能量的吸收贡献最大,后面板所吸收的能量所占比重较大,而前面板和波纹板对碎片撞击能量的吸收贡献较小。研究结果对空间碎片防护结构的设计具有一定的参考意义。