摘要：在工程问题中,尽管积累了大量的实验、仿真和设计经验,传统的设计方法仍然面临着知识利用率不高的挑战。为了有效利用知识信息来加速装备的设计与开发,一种基于知识挖掘的高维模型表示(High dimensional model representation,HDMR)优化方法被提出。首先,引入了一种改进的多元模型筛选策略,以提高HDMR子项的构建效率和预测精度。之后,提出了一种基于知识挖掘的优化策略。该策略使用全局代理模型替代真实函数,以最优样本为中心点构建HDMR子项,并在每个子项代表的维度上分别寻找局部最优点,并通过置信度对比挖掘全局潜在较优点,以加速算法寻优。最终,利用该方法开展翼身融合水下翔机(Blended-wing-body underwater glider,BWBUG)外形优化设计。在满足体积约束的条件下,将滑翔机的升阻比提升了5.04%,优于无知识辅助下升阻比提升2.93%的优化结果,验证了所提方法中知识挖掘的作用。

摘要：为准确预测螺栓连接结合面的真实接触状态,提出了考虑宏微观几何形貌的螺栓连接结合面接触性能模型。通过小波分解方法,解决了实测螺栓连接结合面粗糙表面提取与重构的问题。采用两粗糙表面接触等效、数据驱动建模、宏微观变网格划分等技术,构建了考虑微观形貌与宏观几何尺寸耦合的螺栓连接结合面跨尺度模型,实现了结合面接触性能的准确计算。通过压力薄膜传感器测量被连接件结合面的压力分布,验证了计算模型的正确性,并以此为基础系统分析了被连接件厚度、螺栓预紧力以及螺栓规格尺寸对结合面接触性能的影响。计算结果表明:螺栓连接结合面真实压力分布具有非连续性,结合面压力最大值并非在被连接件孔径边缘处,而是在孔径与螺栓头外径之间;结合面真实接触面积远小于名义接触面积;结合面真实压力分布范围随着被连接件厚度、螺栓预紧力、螺栓规格尺寸的增加而增加,厚度和预紧力的影响呈现明显的非线性,螺栓尺寸的影响呈现一定的线性规律,且斜率为0.37。研究结果可为刚度、阻尼、密封等机械装备装配性能的可靠评估提供支撑。

摘要：针对混流装配线工序加工资源需求多样、工艺复杂、装配工期长等问题,采用Petri网和改进遗传算法对该问题进行优化求解。建立混流装配线赋时库所Petri网(timed place Petri net, TPPN)调度模型,基于模型激发序列,采用基于工序的编码方式进行染色体编码;采用精英保留策略选择优异个体,改进遗传算法的交叉、变异操作,用改进后的遗传算法求解混流装配线调度问题。通过对比案例及实例数据计算结果验证了方案的有效性。

摘要：目的为了提高电解机械复合抛光时电解液更新交换能力,提高电解机械复合抛光TB2钛合金的表面质量,探究流场对表面质量的影响。方法提出了复合非浸没流场电解机械复合抛光模式,电解液通过送液装置从抛光间隙侧向和内喷液阴极径向供给到抛光区域。设计了径向内喷液工具阴极,借助计算流体力学软件,模拟工具阴极出液口处流场分布,优选工具阴极出液口分布方案;设计溶解特性试验,通过表面形貌分析,优选NaCl^(-)乙二醇电解液浓度;提出通过设置抬刀距离控制黏性层厚度的方法,探究抬刀距离对抛光后表面质量的影响;通过表面形貌、粗糙度分析,探究复合非浸没流场流速对表面质量的影响。结果采用五行两列的出液口分布方案后,流场更加均匀;电解液选择1mol/L NaCl^(-)乙二醇溶液;侧向冲液流速对电解抛光黏性层影响很大,当侧向冲液入口流速为0.8 m/s时,电解预处理表面粗糙度Ra最低为0.158μm,表面质量不均匀;当设置抬刀距离为+100μm、侧向冲液电解机械复合加工时,获得最低表面粗糙度Ra为38nm的平滑表面,表面存在局部缺陷;在此基础上,进一步补充径向内喷液,在径向内喷液入口流速为0.1 m/s时,表面粗糙度Ra降到25.7 nm,表面质量更均匀。结论侧向冲液+径向内喷液的复合流场分布均匀,有助于获得高质量的TB2钛合金电解机械复合抛光表面。

摘要：激光聚变研究中,冲击波调控技术是实现靶丸压缩过程的熵增调谐,保证高性能内爆的关键实验技术.本文在十万焦耳激光装置上首次实现了0.375 mm半径小尺度内爆靶丸下双台阶辐射驱动的高精度冲击波调控实验测量.针对小靶丸下任意反射面速度干涉仪(VISAR)诊断有效反射区域不足的问题,通过建立的球形反射面VISAR图像光强的理论计算方法,提出了利用锁孔(keyhole)锥反射效应提升VISAR诊断空间区域的实验技术路线,使得小靶丸尺度下有效VISAR数据区域提升了近3倍.在实验中首次获得了整形内爆实验条件下低温液氘靶的冲击波测量实验数据,实现了高精度冲击波调控实验测量.实验发现,小时空尺度内爆设计条件下,由于反射冲击波的作用,激光参数的较小偏差都会对冲击波追赶后的传输行为产生显著影响,揭示了我国当前小靶丸尺度下高性能整形内爆物理过程中冲击波传输的多因素敏感性,以及冲击波调控实验对于内爆设计验证的重要性.本文提出的小靶丸冲击波调控实验技术,不仅为我国十万焦耳激光装置上整形脉冲下熵增调谐实验的开展提供了技术基础,也对基于球汇聚压缩的超高压物理研究具有重要意义.

摘要：柔性聚合物材料作为航天器表面用关键材料,易受到空间环境的协同损伤,在其表面制备防护涂层是实现长期服役的重要技术。但由于常用防护涂层与基体间的性能差异,涂层易因应力出现开裂和剥落,因此应力分析对于材料的设计和优化非常重要。对于涂层应力的分析方法,主要可以分为基于试验测量以及基于数值仿真的有限元分析方法两类。梳理目前常见的试验测量方法,分析有损法和无损法试验测量的应用,整理归纳基于数值仿真的有限元分析方法的原理以及相关应用,比较不同方法的优缺点,总结其局限性以及应用前景。不同应力测试分析方法在材料的服役寿命和失效形式预测中发挥了重要作用,但传统的机械有损测量方法难对应力情况进行实时监测,近年来发展起来的无损法也存在一定的应用局限性,有限元模拟具有实时、全面的应力测量优点,但是与实际涂层模型具有一定的差距。基于目前试验方法与有限元仿真各自的局限性,提出将有限元仿真与试验表征结合成为进一步指导涂层设计的有效方法,有望有效预测涂层失效机制,优化涂层材料制备工艺,开发具有低应力结构的涂层材料,为聚合物表面用关键涂层材料的轻量化发展和长期可靠服役提供技术支撑。

摘要：数字孪生技术应用于航空航天领域是当前和未来的重要发展趋势,采取虚实结合方式模拟航空航天结构在不同工作状态下的行为和性能演化,可为结构的优化设计、高效率制造和低成本维护提供全方位的支持。综述了数字孪生在航空航天结构全生命周期管理中的应用现状,总结了航空航天结构数字孪生存在的问题、挑战和发展趋势。

摘要：为了解决传统Barker码脉冲压缩技术受脉冲功率放大器额定参数(占空比,最大脉冲宽度等)限制而导致的脉冲压缩效果下降、检测速度降低等问题,提出一种基于Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波电磁超声换能器(EMAT)。建立了基于tone-burst信号激励-Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波EMAT检测过程的有限元模型,分析了永磁体的配置形式、阵元序列长度、激励信号周期数、曲折线圈匝数等因素对脉冲压缩后的主旁瓣比和主瓣宽度的影响,并进行了实验验证。结果表明:曲折线圈匝数为4和Barker码序列长度为13位的多阵元EMAT在配置3对外置永磁体后,其信噪比(SNR)可提高9.8 dB。综合考虑检测回波的空间分辨率和SNR,多阵元Lamb波EMAT最佳参数为:曲折线圈匝数为10、激励信号周期数为11、Barker序列为13位,并配置3对外置永磁体。

摘要：提出一种置信度模型,量化判别三元组的准确度。该模型包含3个方面:知识表示中的实体强度关联计算;语义识别中的长尾特征计算;实体环境结构评估的置信度计算。最终目标是利用置信度检测知识图中存在的长尾噪声。在真实世界数据集FB15K上,实验验证了噪音数据集构造的合理性。长尾噪音检测实验中,验证了该模型的优越性。在阈值实验中,其噪音识别准确率稳定在90%以上。实验结果表明,与其它模型相比,该模型取得了显著且一致的改进。

摘要：风扇转子带冠可有效抑制弯掠叶片振动,但随着转子进口马赫数的不断提高,带冠结构对风扇流场及气动性能产生显著影响。本文基于叶尖风扇构型,选取某高负荷两级风扇为研究对象,结合单通道三维数值模拟,在设计转速工况下,分析了第2级转子带冠后对风扇工作特性的影响机理及规律,并探索了转子叶片积叠线和冠体型线优化对带冠转子性能的改善效果。计算结果表明:带冠转子所引起的进口相对马赫数变化,会引起叶顶端区流动恶化,出现大面积分离区域,导致风扇的稳定工作压比、效率和裕度都显著降低;带冠转子采用周向正弯的积叠线分布以及局部弯曲的冠体型线后,在设计转速各工况下有效抑制了叶顶端区分离流动,带冠转子工作性能相比于改进前得到明显改善,压比升高5.0%,效率提高1.6%,裕度提升5.3%。