摘要：超声速降落伞作为提供气动阻力和稳定性的重要气动减速系统,其设计好坏直接影响着探测器着陆任务的成败。适应不同气动性能需求的降落伞结构参数通常是相互矛盾的,为了解决火星降落伞在外形设计时的结构参数矛盾,以及设计周期长、计算误差大的问题,本文提出了一种面向探测器-降落伞双体模型的融合代理优化策略。融合代理模型集成了插值型代理模型和回归型代理模型的优点,能够在相同样本的条件下具备更高的气动力系数预测精度。通过采用融合代理模型替代长耗时的计算流体力学(CFD)计算过程,能够缩短设计周期,提高设计效率。结合多目标遗传算法对探测器-盘缝带伞双体模型进行了优化设计,结果表明,采用融合代理优化策略能够平衡伞体的阻力性能及稳定性能,在满足结构及气动约束的前提下提升盘缝带伞的综合减速能力,具有良好的实用性和可行性。文章的研究结果可为未来新一代火星探测用超声速降落伞的设计研制提供一定的理论参考和技术储备。

摘要：在小扰动条件下,提出应用偏导数法在复数域内求解可压缩气体润滑的动态Reynolds方程,以计算任意磁盘表面形状的磁盘-磁头气膜润滑的动态刚度和阻尼系数。以圆柱形和立方形比特图案化介质(BPM)磁盘为研究对象,研究了磁单元尺寸参数对气膜动态系数的影响,并比较了两种BPM对应的动态性能。数值结果表明,与光滑磁盘相比,图案化介质磁盘对应的气膜润滑动态刚度系数和阻尼系数大大减小,且随磁单元高度增大,动态系数逐渐减小。相比圆柱形BPM,立方形BPM对应的气膜具有较大动态刚度和阻尼系数,计算结果可为图案化介质磁盘的设计提供重要的理论依据。

摘要：建立了可倾瓦推力轴承的热弹流润滑(TEHD)模型,应用Newton-Raphson迭代法求解,研究了弹性变形、热变形和载荷对油膜静动态特性的影响。结果表明:弹性变形会减弱油膜动压效应,而热变形会增强油膜动压效应;随外载荷增大热变形对轴承静动态特性的影响逐渐减弱而弹性变形的影响更加显著,重载条件下弹性变形的影响更为敏感。考虑轴承材料抗压性能和抗高温性能对可倾瓦推力轴承静动态特性的影响,对优化推力轴承设计、保证其稳定性和安全性具有重要意义。

摘要：建立了外滚道含局部缺陷的成对角接触球轴承(DACBBs)准静态力学模型,并考虑了缺陷深度、周向宽度以及轴承的时变特性。在此基础上,对纯径向和联合载荷两种工况下局部缺陷的尺寸和位置对DACBBs内部接触载荷的影响进行了系统研究。结果表明:接触载荷对缺陷非常敏感,当左右列轴承分别或共同含局部缺陷时,轴承两列的载荷分布有较大差异。含缺陷的那列轴承载荷分布会产生局部突变现象,突变的幅值和宽度随缺陷尺寸的增大而增大,而不含缺陷的另一列轴承突变很小。另外,成对轴承应视为整体进行研究分析,不同安装方式下,缺陷产生的影响也有较大差异。当前研究对揭示DACBBs的失效机制、可靠性分析以及设计具有重要意义。

摘要：现行民航飞机离港时,需由牵引车推出泊位后再依靠飞机自身发动机动力进入跑道。为使机场更安全高效运行,人们正在探索一种全新的飞机滑出模式——牵引滑出,其无需发动机动力、即从飞机推出直至跑道端等待起飞均依靠地面的外部动力移动,由飞行员控制牵引车牵引的离港作业方式。其有助于实现高效、绿色、经济的机场运营目标。前起落架作为承载飞机重量和实现地面牵引滑行的关键组件,其动力学特性直接决定着飞机的高速牵引滑行安全,也影响着结构的后续飞行安全及全生命使用周期,故针对新一代牵引滑出方式的飞机前起落架力学行为开展研究十分必要。以某型民航飞机前起落架为研究对象,考虑减震支柱及牵引车轮胎的缓冲性能,研究了承受满载、高速牵引滑行时的前起落架的动特性、动响应行为,并给出了跑道随机不平度激励对前起落架随机响应的影响,获得了不同承载、不同牵引速度下前起落架动力学响应特性。结果表明,在前起落架满载高速牵引滑行中,牵引载荷在阻力臂的变形及振动响应中起主导作用。本文的研究结果可为新型牵引方式下前起落架的设计以及现役飞机的安全运行保障提供重要参考。

摘要：弹性超材料可以实现减振降噪、波导、隐身等弹性波操控功能,具有广阔的工程应用前景。本文引入固液相变材料作为散射体对比研究了散射体固液两种形态下的带隙特性和隔振性能,利用数值方法计算单胞的能带结构和动态有效质量,研究了影响超材料带隙特性的因素,并通过试验验证了两种形态超材料的隔振性能。结果表明:液态散射体超材料可产生局域共振带隙实现低频段隔振,固态散射体超材料可产生Bragg带隙实现宽频段隔振;同时,改变外界条件对两种设计形态的带隙均起到很好的调控作用。由此,超材料散射体两种设计状态的转变实现了带隙类型的转变和隔振频段的调节,可为适应热环境下的相变散射体超材料构型设计和隔振特性调控提供参考依据。

摘要：为了研究重型燃气轮机组合转子热场引起的盘间接触应力分布变化,建立了组合转子的1/12循环对称有限元模型。对组合转子的冷态预紧、升速工况及其应用于燃气-蒸汽联合循环发电机组的一个典型工作循环,分别进行了结构分析和热-结构耦合分析,得到了冷态、稳态、启停、盘车工况下各盘间接触应力分布的变化规律。结果表明:稳态温度场引起的盘间接触应力均值最大降幅为15%,冷启动过程中关键接触界面的接触应力均值最大增幅为33%,且接触应力分布不均匀性变化最大。从盘间接触应力均值和接触应力分布均匀性来说,热载荷是组合转子结构完整性的不利因素,在设计盘间接触界面及拉杆预紧力的安全裕度时应充分考虑。

摘要：随着对燃油效率和先进气动、结构的关注,复合材料在飞行器结构设计中得到越来越多的应用.在复合材料气动弹性剪裁设计过程中,为了满足气动弹性要求,需要反复对复合材料结构参数进行修改,不可避免地需要重新构建气动弹性剪裁模型,气动弹性剪裁模型重建和气动弹性性能评估过程会耗费大量时间和人力,尤其在跨音速区域,这些都大大增加了飞行器设计的时间和人工成本.为了发展更高效复合材料机翼气动弹性剪裁方法,本文从提高气动弹性性能评估过程效率入手,基于结构动力重分析法提出了一种面向跨音速气动弹性剪裁的颤振时域自动化预估方法.采用改进Agard 445.6复合材料机翼为模型对本文所提出方法的有效性和精度进行了验证.仿真结果表明本文所提出的自动化气动弹性性能预估方法可以以较高的精度对气动弹性剪裁过程所必须的结构气动弹性响应进行预估,尤其可以避免大量的人工手动修改气动弹性模型的过程,这大大提高了跨音速复合材料机翼气动弹性剪裁自动化程度和设计效率.

摘要：为实现宽带低频减振,论文将力振子和串联负电容的压电分流振子分别置于基体上下两侧,设计了混合弹性超材料梁.基于传递矩阵法建立了理论模型,用于计算混合弹性超材料梁的频散关系和动态有效参数,通过有限元法进行了验证.分别采用理论方法和数值方法研究了电路元件参数对混合弹性超材料梁的带隙和振动衰减特性的调节机理,通过与单振子超材料的带隙对比,分析了两种振子间的相互影响.结果表明:电路元件参数主要影响压电分流振子产生的带隙的位置、宽度及带隙内的振动衰减程度;两种振子的带隙重叠区域不一定为通带;两种振子会因为负动态有效刚度范围靠近而相互影响.该研究将为此类超材料的设计提供参考依据.

摘要：目前关于燃气涡轮叶片冷却的实验研究多数是在常温常压进口气流和低壁温条件下进行的,而实际燃气涡轮叶片的冷却气流为来自于压气机的高温高压空气,且涡轮叶片壁面热载(定义为加热壁面壁温与冷却气流进口温度之比)很高。为了掌握热载与进口气流条件对于涡轮叶片尾缘内部冷却通道的冷却效果的影响,在考虑空气物性随温度变化的情况下,采用数值模拟方法进行了相关的计算和分析。计算选取了两种进口气流条件(常温常压、高温高压),热载为1.1~1.9,进口气流雷诺数为5×103~1×105。计算结果表明,进口气流雷诺数一定的情况下,随着热载的增大,通道内换热能力降低,流动阻力系数增大;与常温常压进口气流条件相比,高温高压进口气流条件导致通道努塞尔数降低,并且努塞尔数在高热载条件下的降低更为显著;在进口气流雷诺数为6×104的条件下,高温高压进口气流、热载为1.9的条件下通道的努塞尔数比与常温常压进口气流条件、热载为1.1条件下通道的努塞尔数降低了15.8%,且随着进口气流雷诺数的增加,通道换热的削弱程度进一步增大。本文的研究表明,涡轮叶片的冷却设计必须考虑叶片冷却的实际条件,并对实验数据结果进行合理修正。