摘要：通过部件法建立的民用航空发动机非线性气动热力模型具有结构复杂、参数强耦合的特点,难以直接用于控制规律设计。针对民用航空发动机控制规律设计难度大、工作量繁重且只能用于标称点线性化模型的问题,提出一种面向控制规律设计的民用航空发动机建模方法。根据航空发动机控制功能进行结构简化,利用转子动力学建模和燃烧反应动力学建模建立微分形式的航空发动机控制标准型模型。该模型建立了航空发动机全包线内控制所需参数的对应关系,非线性控制方法能够直接用于航空发动机控制规律设计,在一定程度上简化控制规律设计的工作量与难度。以DGEN380型航空发动机为例建立控制标准型模型,通过试验验证模型精度,且给出控制规律设计实例。面向控制规律设计的民用航空发动机建模方法达到了预期目标。

摘要：航路飞行阶段的导航台选择是区域导航(area navigation,RNAV)运行的主要环节。在RNAV选台过程中通常会遇到换台频繁或台站跳变问题。根据测距机(distance measure equipment,DME)/DME导航方式提出了实际导航性能(actual navigation performance,ANP)的计算方法,并通过设定ANP阈值结合最小ANP值的方法设计航路飞行阶段DME台站选择算法。对京沪航线及其周围的DME台站数据进行了仿真实验,结果表明,该选台算法在满足导航精度要求的情况下有效避免了换台频繁和台站跳变问题。

摘要：由于复合材料力学性能分散度较大、加工精度较低,复合材料薄壁吸能结构具有难以忽略的不确定性。为此,建立了考虑参数不确定性的复合材料薄壁吸能结构优化设计方法,旨在设计阶段识别参数的不确定性,并设计出具有最优吸能特性的薄壁吸能结构;首先,根据使用条件获取设计参数的范围,并利用中心组合实验设计确定设计参数的试验矩阵;然后,计算试验矩阵中每组设计参数吸能特性指标的平均值和标准差;接下来,分别确定不同复合材料薄壁结构设计参数组合与吸能特性指标的均值及标准差之间的响应面方程;最后,结合响应面方程和设计要求将其代入到优化后的数学表达式中,采用序列二次规划算法进行优化求解。以T700/3234复合材料薄壁圆管为研究对象,在规定特征尺寸范围内,分别对规定峰值载荷求比吸能最大,以及对规定峰值载荷求比吸能标准差最小问题,进行了优化求解,验证了所提方法的实用性。

摘要：针对纤维增强复合材料层合试验样件,对[90]_(16)和[0]_(16)试验样件分别进行拉伸、压缩试验,对[±45]_(4s)试验样件进行剪切试验,分析其破坏模式,通过SEM扫描电镜观察试验样件断口微观形貌,揭示其细观破坏机理。针对纤维增强复合材料层合薄壁结构,对[±45/0/0/90/0]_s圆管、[0/90]_(3s)圆管、[0/90]_(3s)方管和[±45]_(3s)方管进行准静态轴向压溃试验,分析其宏观破坏模式及吸能特性。结果表明:宏观破坏模式是多种细观破坏机理共同作用的结果,包含纤维断裂、基体变形与开裂、层间与层内裂纹扩展等;[±45/0/0/90/0]s圆管为横向剪切破坏模式,比吸能最大;[0/90]_(3s)圆管为层束弯曲失效模式,比吸能次之;[0/90]_(3s)方管为层束弯曲失效模式,比吸能第三大;[±45]_(3s)方管为局部屈曲失效模式,比吸能最小。不同铺层方式复合材料层合薄壁圆管和方管压溃破坏失效模式差异较大,比吸能差距也较大,通过合理设计可以改变复合材料层合薄壁结构破坏模式,改进其吸能特性。

摘要：针对姿态测量系统的可靠性问题,提出了一种冗余配置方式的微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)陀螺仪故障检测方法。首先,基于三轴MEMS陀螺仪研究了冗余配置的形式,给出了相应的故障评价函数,并给出了最优配置角度的计算方法;其次,根据冗余配置建立陀螺仪故障检测数学模型,设计了MEMS陀螺仪硬故障检测方法,并进一步证明了陀螺仪的软故障和陀螺仪输出噪声的相关性,通过最大似然估计给出了软故障检测判决函数;最后,利用自主构建的故障检测硬件平台进行了实验验证,成功实现了对发生硬故障及软故障陀螺仪敏感轴的检测。该方法将MEMS陀螺仪的冗余配置扩展到了敏感轴水平,提高了MEMS陀螺仪的数据利用率,增加了系统可靠性。

摘要：为了降低因登机桥桥手调度问题而引起的机场运行秩序被破坏、登机桥桥手工作效率低下以及工作负载不平衡事件发生的可能性,该文通过改进自适应遗传算法结合登机桥桥手调度原则对调度问题进行建模求解。首先设计了有针对性的适应度函数。同时为了克服传统遗传算法无法直接应用于该问题以及改进算法性能,该文改进了算法的执行流程,最终通过改进后的算法对问题进行优化计算。通过算法计算得到了满意的调度结果,并且与基本遗传算法、传统改进自适应遗传算法以及模拟退火遗传算法进行比较,发现性能得到大幅度提升。算法不仅避免了未改进之前的早熟问题,同时加快了收敛速度以及人工调度带来的隐患,同时克服了传统遗传算法无法直接适用于登机桥桥手调度的问题,为机场地勤部门对于桥手调度问题提供了工具和方法,具有重要实际意义与工程应用价值。

摘要：为研究不同质量和不同速度下明胶鸟弹的数值建模方法,开展明胶鸟弹撞击力传感器试验。试验过程中明胶鸟弹呈现类似流体状破碎和前端破裂后残余部分回弹的两种失效模式;在数值建模中,对破碎呈流体状的明胶鸟弹选用SPH方法离散及状态方程本构模型,对前端破裂后残余部分回弹的明胶鸟弹选用拉格朗日方法离散及含失效的弹塑性本构模型,并依据试验结果分别对其本构参数进行反演,计算结果与试验结果吻合度较高,验证了该建模方法的合理性;对本构参数适用性进行验证,结果表明,在该设计的明胶鸟弹质量和撞击速度范围内,对于含失效的弹塑性本构模型,不同质量的明胶鸟弹需要不同的本构参数进行建模;对于状态方程本构模型,不同质量与不同速度的明胶鸟弹,需要不同的本构参数进行建模。

摘要：拓扑优化和增材制造分别是先进的结构设计技术和制造技术,将拓扑优化与增材制造融合能产生显著的协同效益。增材制造存在一些独特的制造约束,研究考虑结构自支撑约束的拓扑优化算法,可以降低材料和时间成本。基于SIMP方法框架,建立显式约束函数模型表征结构的自支撑特性,并发展了相应的拓扑优化流程,通过结构渐进演化实现自支撑。研究了相应的灵敏度分析方法,可实现并行计算。提出一个指向性灵敏度过滤算子促进支撑结构演化。采用3个数值算例进行分析,验证了指向性灵敏度过滤的有效性,所有拓扑优化结果均实现了结构自支撑。与典型方法相比,优化结果的可制造性更好。

摘要：为了突破传统Mo/8YSZ双层热障涂层高温易剥落的技术瓶颈,利用ANSYS有限元软件建立等离子喷涂Mo/8YSZ功能梯度热障涂层的数值模型,考虑材料热物性参数随温度的变化情况,研究基体、黏结层及陶瓷层的厚度参数对涂层残余应力的影响。结果表明:随着基体厚度的增加,喷涂构件的最大径向残余拉应力和最大径向残余压应力均减小;随着黏结层、过渡层和陶瓷层厚度的增加,最大径向残余拉应力增大,最大径向残余压应力减小;残余压应力为轴向的主要残余应力形式,随着基体厚度的增加,最大轴向残余压应力减小,随着黏结层或过渡层厚度的增加,最大轴向残余压应力增大,然而陶瓷层厚度的变化对最大轴向残余压应力的影响并不明显;改变黏结层厚度对基体与涂层界面残余压应力的影响更为明显;基体的厚度在一定范围内对基体与涂层界面残余应力有影响,当基体厚度增加至12 mm时,随着基体厚度的增加,径向残余应力变化不明显;随着基体厚度的增加,应力突变点及应力形式的转变点逐渐过渡到基体与涂层交界边缘的上方区域,随着黏结层、过渡层或陶瓷层厚度的增加,应力突变点及应力形式的转变点逐渐过渡到基体与涂层交界中心的下方区域。通过设计功能梯度热障涂层,并调控热障涂层系统的结构参数,可进一步减小喷涂构件的残余应力和应力突变情况,提升基体与涂层的结合强度。

摘要：分布式任务决策是提高单一飞行员驾驶(SPO)模式分布式协同飞行组织架构多智能体系统自主性的关键。以多智能体协作执行复杂任务为背景,首先构建了一种考虑任务载荷资源需求、智能体资源空间限制以及执行窗口等多约束条件的SPO模式分布式多智能体联盟任务分配决策模型;其次,对Q-估值网络函数逼近器进行了设计,提出了基于深度Q网络(DQN)的联盟任务分配方法,选择有效智能体生成最优联盟任务分配结果的最佳执行路径,使联盟中各智能体能够以更加自适应的方式实现调度优化;最后通过数值仿真,验证了DQN方法求解复杂约束条件下SPO模式多智能体联盟任务分配问题的有效性和快速性。