摘要：自动铺丝技术可以实现复杂曲率曲线铺放,可极大提高角度设计的自由度。本文以改善复合材料层合板动态特性为目的,对变角度层合板的减振性能进行了研究分析。首先对不同角度变化变角度层合板进行自由衰减试验,研究了纤维角度变化与变角度层合板阻尼比的关系。然后对含相应角度变角度夹层板进行随机试验,研究了层合板随机激励条件下的振动响应,并采用共振峰处传递函数(Transition function,TF)和拾振点加速度总均方根(Root mean square,RMS)两种指标评价减振效果。结果表明:层合板阻尼比在纤维变化角度为±时最大,纤维变化角度为±时最小。基于RMS减振评价指标,±夹层板较传统直线板减振性能提高27.13%;基于共振峰TF减振评价指标,纤维角度变化对不同共振峰减振效果规律差异明显。研究表明,变角度层合板减振性能明显优于传统直线层合板,相关实验结果将对变角度层合板减振设计及优化提供一定的参考意义。

摘要：国际上新型潜艇的尾操纵面设计,采用了将前部稳定翼和后部转动舵组合成完整翼型剖面的共翼型布局方式。为了研究这种共翼型舵与常规舵在水动力性能上的差异,运用模型试验和数值计算模拟方法,对共翼型舵和常规非共翼型舵的水动力和流场进行了对比研究与分析。结果表明:共翼型舵在小舵角工况时能够保持舵翼结合部流线的光顺,舵角5°时共翼型舵总升力比非共翼型舵总升力增加了65.3%;但在大舵角工况,共翼型舵叶背容易发生流动分离形成分离涡,导致升力性能变差,舵角25°时共翼型舵总升力比非共翼型舵总升力减小了9.2%。在小舵角时,共翼型舵尾流区的流场湍动能较低,流动稳定性更好。

摘要：铺放角是复合材料铺层设计的重要参数,在对铺层进行轨迹规划时采取不同的规划算法可能会导致轨迹角度偏离设计角度。本文从轨迹的方向性和可铺放性对固定角度法和测地线法进行了对比分析,在此基础上研究了复合材料自动铺丝轨迹的理论铺放角度偏差,提出了计算理论铺放角度偏差的几何算法,并基于Visual Studio 2010平台,应用CATIA二次开发技术实现了理论铺放角度偏差的计算。最后通过计算复合材料截锥壳45°测地线轨迹的铺放角度偏差验证了角度偏差算法的可行性、可靠性、实用性与高效性。

摘要：针对当前常规的吸波超材料大多数均基于稳定的单一的各向同性的介质基底进行的结构设计,对各向异性介质的超材料结构设计研究较少,提出了以各向异性介质为基底设计吸波超材料结构的理念,采用各向异性物质的独特性质,可实现多功能一体化。以复杂的芳纶纤维复合板作为介质基底,以铜膜为微结构层,设计多层吸波超材料结构,并通过刻蚀及热压复合工艺制得宽频吸波超材料,最终实现在7GHz^22GHz频段内的反射率小于-10dB,吸收率达到90%以上,在7.7GHz处,电磁强度最大达到5.5×10~4 V/m,磁场强度最大达到1.0×10~2 A/m,填补了各向异性多层介质的超材料设计的空白。

摘要：为了研究复杂海流环境条件下导流罩对水轮机非定常水动力特性的影响,提出了一种采用基于重叠网格的DFBI(动态流体固态相互作用)数值仿真方法,利用重叠网格解除物体与网格之间的拓扑结构约束.六自由度运动模型DFBI模拟刚体在流体作用下的被动运动,实现了对水轮机在动态来流作用下被动旋转的非定常水动力特性仿真模拟,针对不同来流条件下导流罩对水轮机水动力特性影响进行了对比分析.研究结果表明:采用基于重叠网格的DFBI数值仿真方法,可以精确地监测水轮机由于周围流场变化导致的加速和自适应转动等过程,实现对水轮机非定常水动力特性研究;在设计流速范围内,加装导流罩可以将水轮机周围流场的流速提高约1.35倍,水轮机的转速提高1.2倍,获能效率提高约35%;加装导流罩有助于提高水轮机的平均转速,将水轮机平均获能效率提高约30%.

摘要：为满足自动铺丝轨迹的满铺覆性要求,针对现阶段自动铺丝轨迹规划存在的不足,提出了不同的丝束增减算法。首先讨论纤维铺放方向的确定和中心轨迹数量的计算,设计不同铺放方向轨迹的生成算法。然后以丝束重叠系数为重要参数,对于纤维局部堆积和空缺问题提出单侧纤维裁剪算法和双侧纤维裁剪算法,并对裁剪后的重叠区域和间隙区域进行面积求解,使得纤维丝束均匀覆于芯模表面。最后基于CATIA CAA二次开发平台,将上述算法集成到纤维铺放CAD系统中,通过运动仿真系统验证算法的正确性。利用提出的丝束增减算法,实现了间隙/重叠区的均匀分布,尽量降低了富树脂区等相关缺陷的聚集对性能的不良影响。

摘要：航行体模型试验是获得其流体动力特性的重要手段,针对绕回转体通气空泡模型试验工况多、关键参数影响复杂的问题,通过开展绕回转体通气空泡模型试验的正交设计,减少了模型试验次数,节省试验经费,缩短试验周期,获得影响空泡特征参数的主要因素。研究成果能够指导后续试验研究工作,具有良好的工程应用价值。

摘要：对边界层内小孔气水多相流场下射流问题开展数值仿真及定常水洞试验研究,建立了适用于边界层内压差驱动下小孔向气腔射流多相流场问题研究的数值仿真计算模型,针对典型孔参数及气水流场条件,对比分析了仿真试验数据,验证了数值仿真模型的正确性及模型计算精度。结合流体质点受力及运动模型及平板边界层理论,分析了气水域压力场特征及水域流动规律对小孔射流过程的作用机理及影响规律,开展了孔参数对射流多相流场特征及射流量的影响研究。获得了小孔射流量估算方法,为航行体上防水装置设计提供数据支撑。

摘要：为提供工序建模时所需的特征MBD(model based definition)设计信息,提出了面向工序建模的设计信息提取算法。以MBD模型为唯一依据,获取模型中的设计信息,搜寻设计信息的依附元素所在特征,依据其关联的特征将其分类为独立标注、关联标注与形状尺寸,最后以特征为单位输出相关的设计信息。试验表明,该方法能有效获取工序建模所需的特征MBD设计信息。

摘要：采用圆形槽线谐振腔和扇形匹配微带线技术结合蝴蝶结辐射臂结构,设计一种工作频率带宽为一个倍频(2~4 GHz)新型宽带印刷偶极子天线。利用全波仿真软件,对天线的结构参数进行优化设计,并制做成实物。仿真和实测结果表明,天线各项指标符合设计要求,工作频带内电压驻波比小于1.8,增益大于6.8 dB。