摘要：为探索将高精度CFD分析引入高超声速飞行器气动外形优化设计的可行性,以6°飞行攻角、6马赫飞行速度下的最大升阻比为目标,引入CFD分析计算气动性能,使用Nelder-Mead可变多面体搜索方法对高超声速弧形翼导弹进行了气动外形优化.计算结果表明,在满足弹翼安全性的条件下,优化外形比初始外形的升阻比有明显提高(约9.22%),同时阻力系数、弹翼展长和弹翼面积均有不同程度的降低.计算结果充分证明了优化设计的有效性和采用CFD分析的必要性.依据该文结果提出一种前掠弧形翼高超声速导弹气动布局方案.

摘要：基于表面等离激元(SPP)的表面波等离子体(SWP)源,具有高密度、低温度及高产率等优异性能,其应用在电子器件微纳加工、材料改性等领域.但由于SPP激励SWP放电的电离过程难于用理论分析和实验测量描述,因而SWP源均匀稳定产生的电离发展过程一直未研究清晰.本文以SWP放电的数值模拟为研究手段,采用等离子体与电磁波相互作用的粒子模拟(PIC)方法,结合蒙特卡罗碰撞(MCC)方法处理碰撞效应的优势,研究气体压强影响电离过程的电磁能量耦合机理.模拟结果表明SWP的高效产生是SPP的局域增强电场致使,气体压强能够改变波模共振转换的出现时刻而影响了SWP的电离发展过程.本文的研究成果展示了SPP维持SWP放电的电离过程,可为下一代米级SWP源的参数优化提供设计建议.

摘要：从抗撞性角度观察车辆设计,薄壁构件具有良好的吸能性能,为了深入探讨车辆吸能元件抗撞的性能,应用LS-DYNA对不同正多边形截面薄壁管进行计算机数值模拟,旨在获得工程抗撞设计中对某些抗撞部位具有借鉴性的吸能元件。采用斐波那契(Fibonacci)搜索对正多边形截面薄壁管吸能最大对应的最佳边数的搜索求解,得在正多边形截面薄壁管冲击压缩相同长度时,正十一边形截面薄壁管的吸能最大。

摘要：提出了一种面向结构形变重构的两步序列应变传感器布局方法。该方法基于应变-位移转换关系,建立了信息冗余度准则和重构精度准则。在该方法中,第一步依据列主元QR分解,确定初始传感器位置集合;第二步以重构误差最小为目标,以信息冗余度为约束逐个增加传感器位置到初始传感器位置集合。该方法应用于某相控阵天线实验平台,通过四种评价准则评估布局效果。结果表明所提方法不仅提高了重构精度而且降低了传感器信息冗余度。

摘要：为了实现对压电智能结构此类复杂机电耦合系统的主动振动控制仿真,建立了智能结构的机电耦合动力学有限元模型,并推导和简化了模型的动力学方程与压电传感方程,建立了系统的状态空间模型,设计了模糊逻辑控制器。基于模糊逻辑理论,划分了两种不同级别的模糊集合,确定了模糊集合语言变量值,设计了4种不同的模糊控制规则,并采用重心法作为逆模糊化方法。分别模拟了智能结构的自由振动、在脉冲干扰下的振动以及在谐波干扰下的振动,比较了模糊控制器、PID控制器、LQR控制器在3种不同类型的振动方式下对智能结构的振动控制效果。

摘要：为实现采煤机在煤岩截割过程中滚筒载荷受力的测试与分析,现场建立等比例大型采煤机力学特性分析研究实验平台,采用等效结构惰轮轴传感器测试方法,针对滚筒式采煤机在煤岩截割过程中采煤机滚筒载荷变化进行实时动态在线监测,采用无线信号发射装置实现测试数据的实时传输。现场截割实验结果表明,在采煤机截割煤岩过程中,滚筒x,y,z三向上的载荷峰值差分别为29.941,17.459和7.371kN,载荷变化显著,测试结果符合现场实际工况,为实现采煤机煤岩动态识别以及自动调高控制提供了重要的理论和数值依据。

摘要：以CFD计算为分析工具,在6马赫飞行速度、0°飞行攻角和30km飞行高度的设计条件下,综合分析了23种源自不同锥体流场所获乘波体的性能.分析结果表明,基本锥体的截面形状及截面宽高比均对乘波体性能有较大影响;当基本锥体的宽高比变化时,相应乘波体几何参数和升力系数的变化基本与之呈正比关系,而阻力系数及升阻比则出现极值.此外,我们发现在此飞行状态下,综合考虑乘波体底部阻力及计算误差等因素,当基本锥体为椭圆锥,且截面椭圆宽高比在1.5～1.618时,所获得的乘波体具有最大的升阻比;而当截面椭圆宽高比约为1:1.5时,所获得乘波体阻力最小.依据所得的计算结果,对于乘波飞行器的实际设计给出了相应的建议.

摘要：近年来,辊道输送线中锥齿轮频频发生失效,且锥齿轮的质量直接影响辊道输送线的质量。本文结合有限元技术,构建了实际传输线中一对传动锥齿轮的数值仿真模型,对其传动过程中的应力特性进行了分析。根据齿轮应力分布情况,并结合危险点的应力特点,可判定实际工况中齿轮的强度条件符合实际工程要求。同时,结合名义应力法,对齿轮模型中的主从动齿轮疲劳寿命进行分析,估算齿轮实际工作的使用寿命,可为锥齿轮的设计、使用及后续优化提供了理论依据和参考。

摘要：为提高掘进机的截割效率和运行可靠性,降低截割能耗、载荷波动率及截割产尘量,以纵轴式掘进机截齿个数、截线间距、截割转速、摆动速度以及周向分布角为设计变量,采用掘进机的截割比能耗、载荷波动率、截割单位产尘量最小为优化目标,将可靠性灵敏度融入不完全概率信息的截割头可靠性鲁棒设计中,利用随机摄动法和Edgeworth级数方法对掘进机截割头参数进行可靠性优化,采用混合粒子群算法进行模拟可靠性运算,研究结果表明:该方法解决了不完全概率信息的掘进机截割头鲁棒设计问题,在不降低掘进机截割效率和可靠性条件下,截割头的载荷波动率下降31.8%和比能耗降低4.0%,单位产尘量降低14.2%.

摘要：通过推导不同边界条件的圆柱状夹层多孔材料散热指标,研究了一种特殊结构的圆柱状夹层多孔材料主动散热问题。这种圆柱夹层材料的每一层胞体个数相同,胞体尺寸随着外径的增大而增大,从而保持每一层胞体的相对密度相同。通过计算两种不同换热边界条件下圆柱夹层多孔材料的散热性能,比较并分析了与夹层材料层数相对应的最大散热效率和最优相对密度等指标,并最终得到这些工况下的最优质量。通过分析得到,无论哪种边界条件,正六边形胞体的夹层结构散热性能优于其他构型。同时当为达到某一限定散热效率值时,正六边形胞体结构的质量最小,正六边形构型的多孔材料具有明显的综合性能优势。