摘要：设计并采用嵌锁组装工艺制备了碳纤维/树脂基复合材料方形蜂窝夹芯结构,开展了面外平压性能和三点弯曲性能试验研究,获得了夹芯结构在平压载荷作用下的破坏模式,分析了其损伤失效机制及吸能特性,讨论了在三点弯曲载荷作用下面板质量非对称性和槽口方向对夹芯梁的破坏模式及承载能力的影响。研究结果表明嵌锁式碳纤维/树脂基复合材料方形蜂窝夹芯结构在准静态压缩载荷下表现为从槽口附近纤维断裂到开槽侧肋板失稳断裂,再到未开槽侧肋板断裂和压溃的渐进式损伤破坏模式;压缩应力-应变曲线出现明显的二次应力平台,体现出夹芯结构优异的吸能特性;配置较厚的上面板及芯材长肋板槽口向上时,结构的承载能力和初始失效载荷更高。

摘要：连续纤维增韧碳化硅复合材料(CMC-SiC)热结构部件已广泛应用于航天、航空、航发领域,该部件通常采用组合装配集成制造技术研制,发展新型高性能CMC-SiC紧固件制备技术是推动部件制造技术的关键之一。本文从组装集成制造技术需求特点出发,阐述了CMC-SiC紧固件的类别、制备技术和微结构特点,分析了CMC-SiC复合材料对CMC-SiC紧固件力学性能的制约关系,总结了CMC-SiC机械连接剪切行为、钉载分配和拉伸行为的研究现状,揭示了CMC-SiC紧固件静态力学性能及其失效机制。进一步分析了CMCSiC紧固件振动松弛机制及其防松措施,探讨了氧化损伤对CMC-SiC紧固件性能的影响。据此,从预制体结构设计、制备工艺和紧固件结构角度,提出了CMC-SiC紧固件性能优化途径,最后展望了CMC紧固件制备技术及其连接性能的发展。

摘要：采用嵌锁组装工艺制备了碳纤维/树脂基复合材料方形蜂窝夹芯梁,实验研究了低速冲击载荷下简支和固支夹芯梁的动态响应及失效机理,获得了不同冲击速度下夹芯梁的失效模式,分析了其损伤演化过程和失效机理,探讨了冲击速度、边界条件、面板质量分布以及槽口方向等因素对夹芯梁破坏模式及承载能力的影响。研究结果表明,芯材长肋板槽口方向对夹芯梁的失效模式有较大影响,槽口向上的芯材跨中部分产生了挤压变形,而槽口向下的芯材跨中部分槽口在拉伸作用下出现了沿槽口开裂失效,继而引起面板脱粘和肋板断裂;同等质量下,较厚的上面板设计可以提高夹芯梁的抗冲击能力,冲击速度越大,夹芯梁的峰值载荷和承载能力越高;固支边界使得夹芯梁的后失效行为呈现出明显的强化效应,在夹芯梁跨中部分发生初始失效后出现了后继的固支端芯材和面板断裂失效模式。

摘要：针对平纹陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMCs)非线性面内剪切行为,提出了一种预测其剪切应力-应变响应的解析模型。该模型将材料简化为纤维束与束外等效基体2个部分,假设等效基体剪切强度服从Weibull分布,定义基体剪切裂纹饱和间距与当前间距的比值为损伤率,认为基体剪切模量随着损伤率的增加呈指数衰减。考虑基体开裂与界面脱黏对剪切性能的影响,分析了模型参数对剪切应力-应变曲线的影响规律。通过与平纹C/SiC和SiC/SiC复合材料面剪试验曲线的对比,验证了模型的准确性。该模型可用于CMCs的剪切行为分析与设计。

摘要：针对电液位置同步伺服系统中存在非线性摩擦、外部干扰力等扰动问题,设计一种基于输入-输出反馈线性化的滑模控制系统。建立阀控非对称缸电液位置伺服系统的非线性模型,采用反馈线性化理论对系统中的非线性因素进行线性化,结合滑模变结构控制方法为线性化后的系统模型设计控制器,利用Lyapunov函数证明了控制系统的稳定性。仿真研究表明:基于输入-输出反馈线性化滑模控制方法与交叉耦合策略相结合的复合控制方法相比于传统PID控制算法,能有效提高系统的位置跟踪精度与同步控制精度,并且响应时间更短,抗干扰能力更强,在持续扰动的作用下仍然具有良好的控制性能。

摘要：为提高飞行器机载精密仪器的性能,设计了一种基于被动散热与主动控温的温控系统。该系统采用热管和辐射涂层作为被动散热装置将仪器内热量传出,再利用半导体制冷器和保温层进行第一级控温,并利用电加热装置进行第二级控温,最后设计控制逻辑进行控温。搭建了验证实验台,测试了不同工况下温控系统的温控精度。结果表明,在不同环境温度和温控系统设定温度工况下,该温控系统的温控精度均在±0.1℃以内。

摘要：针对多脉冲导弹非连续助推的特点,基于hp自适应伪谱法研究了多约束多阶段的弹道优化设计问题。结合多脉冲导弹的工作过程,给出了弹道的分段准则,在考虑过载、动压及终端弹道参数等约束条件下,建立了运动学模型以及多约束多阶段全弹道优化模型。为解决Radau伪谱法处理复杂优化问题时存在的局限性,提出了一种基于hp自适应伪谱法的求解策略,对其最大射程的弹道进行了优化设计,并与传统的最大升阻比方案所得的结果进行了比较分析。仿真结果表明,该方法能有效解决多脉冲导弹弹道优化问题,射程比最大升阻比方案提高了7.8%,研究结果可为多脉冲导弹的弹道总体设计提供参考。

摘要：高速无人机是典型的复杂非线性、参数不确定性系统,且各控制通道之间存在强耦合作用,这对飞行控制系统设计提出了严峻挑战。针对其非线性特性和耦合特性,采用精确反馈线性化理论将无人机动力学模型解耦为3个独立的子系统,即滚转、俯仰和偏航通道;应用模型参考自适应控制方法分别设计每个通道的姿态控制器。研究表明,上述线性化方法能够实现三通道解耦,所设计控制系统满足飞行控制性能要求,且对气动参数摄动和外部干扰具有较强的鲁棒性。

摘要：推导了球铰临界角理论公式,并以平面四连杆机构作为应用实例分析研究了机构输出误差规律,结果表明连杆弹性变形和球铰间隙是连杆长度误差的主要因素;连杆最大摆角误差与球铰间隙、连杆压力载荷和球铰摩擦系数正相关。在此基础上提出了一种应用聚四氟乙烯复合材料作为球铰涂层的设计方案并制造了涂层球铰,球铰摩擦转矩测量实验证明了球铰涂层的减摩作用。

摘要：针对无人机自主着陆过程中的视觉算法加速问题,采用Zynq平台搭建图像处理系统,研究基于Xilinx的高级综合工具HLS设计二维傅里叶变换以及二维傅里叶反变换的新方法,并将封装生成的二维傅里叶变换IP核加入到图像处理系统中,完成摄像头捕捉图像到显示器实时显示处理后图像的过程。实验结果表明,采用软件硬化的方法相较于纯软件实现可以提升20倍的处理速度。