摘要：以船舶结构优化设计为背景,针对目前结构安全余量过高导致加筋板板筋刚度过匹配现状,提出板筋刚度匹配临界刚度的概念,推导了板筋刚度比关系式。以T型复合材料筋材为对象,建立优化模型,基于Isight软件平台对设计变量进行灵敏度分析,简化设计变量。采用多岛遗传算法对筋材开展多变量优化设计,结合工程实际在筋材优化结果基础上确定设计方案,并开展复合材料加筋板力学性能试验研究,验证了多变量优化设计方法的可行性。研究表明:利用提出的加筋板板筋刚度比关系式,可以指导板筋刚度匹配设计;对T型复合材料筋材进行优化设计时,提升腹板高度对优化目标影响最明显;在等刚度约束前提下,提出的T型筋材优化设计方案能够较好地实现优化目标,同时保证了较优的经济性。

摘要：以声呐导流罩壳板优化设计为背景,为解决复合材料壳板强度刚度与透声性能冲突,根据导流罩壳板透声性能指标要求,结合材料声管试验数据,提出表层碳纤维增强的浮力芯材夹层平板方案。通过层合板弯曲理论与数值仿真相结合,推导出夹层板结构弯曲刚度系数,并且进一步探讨夹层板表层与芯材对整体弯曲刚度的贡献率;探讨透声型夹层板刚度变化规律,分析表层与芯材对夹层板整体弯曲刚度的影响;同时开展夹层板弯曲刚度试验,验证数值计算结果的合理性。研究结果表明:对于碳纤维增强透声型浮力材料夹层板,表层碳纤维材料对整体弯曲刚度贡献率可达70%以上;夹层板在各参数变化过程中存在刚度优化效率最优点,可用于指导工程设计。

摘要：阐明了超高压共轨系统的工作原理,通过AMESim软件建立了电控增压器的仿真模型,利用试验验证了模型准确性,而后在进行参数灵敏度分析的基础上选取了对电控增压器性能影响较为明显的结构参数,并基于数值仿真结合正交设计法优化的方法,以电控增压器增压能力、响应速度以及经济性为目标,对其开展了优化匹配,得到了各结构参数对电控增压器性能的影响权重和最佳参数组合.仿真结果表明:出油孔直径是对电控增压器性能影响权重最大的参数,阀芯位移和阀芯质量次之.最后,基于优化匹配结果试制了电控增压器,并利用超高压共轨系统试验台架开展了电控增压器参数优化前、后性能对比试验.试验结果表明:相比于原参数方案,参数优化后的电控增压器增压能力、响应速度以及经济性均得到提升,其最大增压压力提高了6.9%,,复位时间减少了41.7%,,平均燃油泄漏率降低了30.8%,.

摘要：提出了新的微通道正六边形热沉分别在无回流、边缘回流和中心回流3种回流方式下4种通道结构的设计原型,基于热-流-力-应变的多物理场耦合计算,研究了回流方式、微通道分支数和微通道分布演化对正六边形热沉的最大热阻和基于耗散的当量热阻的影响,并进行了热应力和形变分析.数值计算结果表明:以最大热阻最小化和当量热阻最小化为目标, 3种回流方式中的中心回流式为最佳回流方式,中心回流式六分支微通道正六边形热沉按上层微通道沿六边形内切圆半径分布、下层微通道沿六边形外接圆半径分布为最优构形,可使传热性能最优,且最大热应力为0.28 GPa,比硅的屈服强度小1个数量级以上,最大形变为1.4μm.所得结果可为实际微通道热沉提供多学科设计的理论支撑.

摘要：利用自行设计的超高压共轨系统喷雾试验平台,开展了超高压共轨系统喷雾特性的试验研究.从油束形态、喷雾贯穿距以及喷雾锥角方面出发,系统定量地分析了喷油压力和喷油规律对船用柴油机喷雾特性的影响,为进一步改善船用柴油机性能提供了理论依据.结果表明：通过控制超高压共轨系统中电控增压器电磁阀和喷油器电磁阀的开启时间,可以实现变压力和变喷油速率喷射;随着喷油压力的升高,油束周围的破碎蒸发现象、喷雾贯穿距以及喷雾锥角均逐渐增大,但当喷油压力超过200 MPa后,其对喷雾贯穿距和喷雾锥角的影响越来越小;随着喷油规律由矩形变化到靴形,油束周围的破碎蒸发现象、喷雾贯穿距以及喷雾锥角均逐渐减小,且喷油压力为150 MPa的矩形喷油规律的喷雾贯穿距大于喷油压力为200 MPa的靴形喷油规律的喷雾贯穿距,这进一步表明了喷射初期的压力是决定喷雾贯穿距的最主要因素.

摘要：为提高目标价格合同在装备采购领域的应用效果,基于军方和承制单位期望效用,应用委托-代理理论建立了按完工效果直接给予报酬合同、按固定份额分成合同、按约定公式分成合同等三类目标价格合同模式的激励模型,并采用规划方法给出了模型最优解,实现了军方和承制单位在不同合同条件下的效用度量和测算,为实践中军方设计既吸引承制单位参与又扩大自身效用的目标价格合同提供了参考,同时也为推进目标价格合同在装备采购领域的适用奠定了基础。

摘要：[目的]针对复合材料上层建筑总纵强度问题,采用有限元分析法开展复合材料上层建筑总纵弯曲特性与设计要求分析。[方法]首先,分析不同长度、不同上层建筑材料等效弹性模量下简化船体模型纵向应变沿高度方向的分布规律,并利用二次函数对纵向应变分布进行非线性拟合;然后,基于拟合的结果提出复合材料上层建筑设计要求,并在结构形式与材料属性两方面对设计要求进行阐述;最后,根据弯矩有效度概念,在国军标的基础上提出不同长度、不同材料下上层建筑完全参与总纵弯曲的判定方法。[结果]分析结果表明,常见的树脂基纤维增强复合材料能够满足上层建筑结构的总纵强度要求;超过0.3倍船长的复合材料上层建筑结构应当计入剖面强度和刚度校核。[结论]所做研究可为未来我国复合材料上层建筑结构的水面舰船设计提供一定的参考价值。

摘要：针对常规高压共轨系统在喷射过程内喷油压力较低、无法灵活实现喷油速率改变等问题,提出并设计了立足国内加工能力和技术工艺的面向可调喷油速率的超高压共轨系统。在介绍其工作原理的基础上,基于AMEsim软件建立了系统的仿真模型,并利用试验验证了模型的准确性;通过模型研究了系统的压力特性和喷油控制特性,同时分析了电控增压器的关键结构参数对系统性能的影响规律。结果表明:面向可调喷油速率的超高压共轨系统可以将燃油压力放大至超高压状态,并且通过改变系统内电控增压器和喷油器各自电磁阀的控制信号作用时间,能够实现灵活可控的喷油速率曲线形状。相比于控制室容积和阀芯质量,出油孔直径和阀芯位移对系统性能的影响较大,随着出油孔直径和阀芯位移的增加,增压室压力和喷油速率峰值增大,而燃油泄漏率先上升后下降。

摘要：针对通过变换热力学理论设计的热超材料难以制备的问题,将细观力学的中性夹杂思想引入对热流传递路径的控制中,设计出圆柱形热幻像器件,并讨论了幻觉材料的导热系数与半径之间的关系。数值仿真和实验结果表明:通过在原始目标A外涂覆一层设计的幻觉材料,就可以使得探测器从外部探测出幻像目标B的热特征,从而达到很好的干扰作用。该研究为利用热超材料实现目标隐身提供了一种新的可行方法,同时也大大降低了材料的制备难度。

摘要：对于航行体水下垂向破冰过程,航行体典型部段受荷载特征存在很大不确定性。因此,基于ALE流固耦合算法,运用LS-DYNA软件对航行体部段壳体厚度、材料屈服强度两个参数下部段的力学响应进行了求解分析。结果表明:航行体Ⅰ-Ⅱ级部段在破冰过程中所受应力大于Ⅱ-Ⅲ级所受应力,这与部段后端相连部段的惯性力有关;部段的t/D(壳体厚度与航行体外径之比)由0.009增加至0.012,Ⅱ-Ⅲ级部段应力由362.9 MPa下降至323.4 MPa,Ⅰ-Ⅱ级部段应力由326.4 MPa下降至222.3 MPa,Ⅱ-Ⅲ级部段应力下降趋势较Ⅰ-Ⅱ级部段更加明显;使用钛合金材料的两个部段结构强度均满足设计要求,使用碳纤维材料的Ⅰ-Ⅱ级、Ⅱ-Ⅲ级部段所受应力分别超过了其许用应力7.4%、21.2%,使用镁合金材料的Ⅰ-Ⅱ级应力超过材料屈服极限29.7%、Ⅱ-Ⅲ级超过屈服极限3.2%。