垂尾跨声速弹性载荷研究

研究了战斗机垂尾在跨声速范围的非线性气动弹性行为和弹性载荷特性。针对飞机垂尾,计算了飞机垂尾的颤振边界,通过CFD/CSD耦合时域内推进结构运动方程,得到弹性结构的响应历程,并记录每一时刻的气动载荷和结构惯性载荷,将气动载荷信息转换到CSD的结点上,加载到结构模型上进行瞬态响应分析,得到结构的动应力响应,计算给出了0°侧滑角时不同马赫数下的颤振边界和Ma=0.9、侧滑角2°和10°时的非定常气动载荷与非定常惯性载荷和弹性载荷的时域响应,分析了惯性载荷、气动载荷和弹性载荷对颤振的影响以及方向舵对垂尾颤振的影响。     

控制面偏转方式对前掠翼静气弹特性的影响

针对不同控制面偏转方式对弹性前掠翼静气弹特性的影响,基于计算流体力学/计算结构力学（CFD/CSD）松耦合静气动弹性数值计算方法,计算和分析了不同迎角、动压及马赫数条件下前、后缘控制面联合偏转对前掠翼模型的气动特性和弹性变形特性的影响。计算结果表明：控制面偏转对前掠翼飞机静气动弹性特性影响较大;当迎角变化,同向偏转方式的气动特性和弹性变形特性较好,α=4°时,弹性机翼的升阻特性较好;当动压变化时,反向偏转方式的气动特性和弹性特性占优,最大升阻比较同向偏转提高约7%,反向偏转方式气动特性较好,最大升阻比较同向偏转提高约7%;当马赫数变化时,弹性机翼条件下3种模型分别在Ma=0.7时升力系数达到最大值。计算结果可以为前掠翼飞机的实际应用提供参考。     

跨声速静气动弹性结构响应分析

采用动态网格生成和CVT数字插值技术构成了CFD/CSD耦合计算数据交换界面,结构运动方程采用有限元求解,气动载荷求解则用非定常N-S方程的双时间有限体积推进,外时间为物理时间,与结构运动方程同步迭代,松耦合求解了机翼受气动载荷作用的静气动弹性。最后得到了机翼在M∞ =0 8395,α=5 06°的CFD/CSD耦合计算的收敛值。详细分析了机翼受静气动弹性过程中结构响应和气动特性随时间变化的效应,初步研究结果表明:这种松耦合方法求解非线性气动弹性问题是可行的。     

倾斜翼面施加有限元载荷的一种方法

对于翼面弦平面与飞机对称平面有一定夹角的新型垂尾,该文提出了对于对称翼型,将结构气动载荷通过坐标变换转化为垂直于垂尾弦平面的载荷,并将气动载荷按等比例分配至上、下翼面,后将两组结构载荷分别转化为有限元的节点载荷,并在同一载荷工况下进行叠加计算。新的方法能保证气动点载荷重新分配后,有限元节点载荷的合力、压心与原始的气动数据一致。     

椭圆锥乘波体高超声速流场数值计算

采用三阶MUSCL型TVD格式,求解可压缩、雷诺平均拉维尔-斯托克斯方程,计算了椭圆锥演化的乘波体高超声速流动问题。在湍流粘性计算中,采用Spalart-A llmaras代数湍流模型,气流马赫数4、攻角为0°、侧滑角分别为0°和10,°雷诺数Re为2×106,通过计算,得到乘波体表面压强、马赫数等参数分布和流动图谱,计算的椭圆锥演化乘波体表面压力系数与实验数据进行了对比,两者有良好的一致性。数值结果表明,在非设计状态下,一定侧滑角引起的乘波体尾部出现局部高压区,文中的计算分析方法对此类乘波体外形的气动设计有一定的参考价值。     

非定常气动力状态空间模型及其在气动伺服弹性建模中的应用

研究了一种基于CFD／CSD耦合计算的气动伺服弹性系统建模的一般方法。该方法将气动伺服弹性系统看作气动、结构、控制三个相互耦合的环节，分别建立各个环节状态方程再组装成完整的气动伺服弹性系统模型。着重讨论了非定常气动力状态空间模型建立的系统辨识方法，并对非定常气动力脉冲响应计算进行了深入的探讨。通过将CFD／CSD耦合直接计算与状态方程计算的结果进行对比，表明该方法得到的模型精度好、效率高、易于使用、可扩展性好。     

弹性变形对双座电动飞机模型气动特性的影响

与常规飞机相比,电动飞机在气动布局方面采用了更大的展弦比,在气动力作用下弹性变形更加明显.针对双座电动飞机风洞试验模型,采用计算流体力学/计算固体力学(computational fluid dynamics/computational structural dynamics,CFD/CSD)流固耦合方法分别计算了机翼有无弹性变形的气动力特性,并与面元法和风洞试验结果进行比较.结果表明,受弹性变形影响后升力系数增加,阻力系数减小,相同升力系数下的升阻比几乎没有变化,弹性变形对俯仰力矩系数影响显著,变形后的纵向静安定裕度显著提高.采用面元法计算气动弹性变形的方法计算高效,升力系数误差在10％以内,能满足工程实际应用;CFD/CSD流固耦合计算与风洞试验结果更接近,升力线斜率较风洞试验低7％;变形后的纵向静安定性随迎角有增大趋势,与风洞试验结果一致;弹性变形对机翼扭矩影响较大.     

复合材料垂尾表面应变计粘贴技术

应变电测法是飞机飞行载荷测试最常用的方法之一。研究了纤维增强层合复合材料垂尾的飞行载荷应变电测方法。首先建立复合材料垂尾有限元模型,计算了在均布载荷下垂尾表面应变分布。然后根据有限元仿真应变分布结果,避开应力集中部位选取应变片粘贴位置,设计载荷测试电桥,利用载荷标定试验可测得垂尾的飞行载荷。最后对相同层数不同铺层顺序的垂尾模型进行计算,对应变片粘贴位置的表面应变进行细观分析和比较,分析了铺层顺序对表面应变的影响。计算结果表明,表层铺层角度对应变测试结果有较大影响,复合材料结构应变测试时应考虑结构的铺层顺序;而在载荷测试时,选取线性应变区则可不考虑该影响。     

整体叶盘结构叶片弹性变形规律及其对风扇气动性能的影响

以某先进三级风扇为例,通过三维计算及试验数据分析,对比研究了整体叶盘结构及盘榫结构的不同弹性特征;分析了整体叶盘结构叶片弹性变形角变化量随叶高、相对换算转速变化的特点;阐述了弹性变形角对风扇气动性能的影响;探讨了整体叶盘结构风扇叶片的气动设计方法。试验及三维计算结果表明,整体叶盘结构的弹性变形量小于盘榫结构叶片,弹性变形角随叶高及转速呈非线性变化;应用整体叶盘结构叶片气动设计方法后,在设计转速工作点流量相对增加了1.92%,效率相对提升了0.1%,风扇性能得到明显改善。     

复合材料垂尾应变测试技术研究

应变电测法是飞机飞行载荷测试最常用的方法之一,本文研究了纤维增强层合复合材料垂尾的飞行载荷应变电测方法。首先建立复合材料垂尾有限元模型,计算了在均布载荷下垂尾表面应变分布。然后根据有限元仿真应变分布结果,避开应力集中部位选取应变片粘贴位置,设计载荷测试电桥,利用载荷标定试验可测得垂尾的飞行载荷。最后对相同层数不同铺层顺序的垂尾模型进行计算,对应变片粘贴位置的表面应变进行细观分析和比较,分析了铺层顺序对表面应变的影响。计算结果表明,表层铺层角度对应变测试结果有较大影响,复合材料结构应变测试时应考虑结构的铺层顺序,而在载荷测试时选取线性应变区则可不考虑该影响。     

新型双向弹性连杆式振动筛的研究

介绍一种新型双向弹性连杆式振动筛的结构，原理和工作特点。     

拟弹性空间注记

给出了弹性拟对基和可单点扩展拟对基的定义,证明了空间X是弹性空间当且仅当X具有弹性拟对基,并证明了空间X是预可度量化空间当且仅当X具有可单点扩展拟对基。     

多孔介质的细观损伤本构模型

对于多孔介质损伤本构关系进行深入的研究 .介绍了多孔介质损伤本构关系与细观结构连接的原则和方法 ,提出了一个多孔介质非线性弹性损伤本构模型 .其次 ,在 Gurson理论已有工作的基础上 ,推出了一个规则多孔介质基体服从Drucker- Prager屈服准则的近似屈服面方程 ,进而得到了相关联的弹塑本构模型 .最后 ,以裂纹密度为细观损伤变量 ,修正裂纹密度细观损伤对屈服面中偏平面上 J2 的影响 ,推出了地基土弹塑性细观损伤本构模型 .图 1,参 1     

由已知弹性共轭曲面求其共轭的弹性共轭曲面

运用弹性共轭曲面原理基本理论，研究了已知一个弹性共轭曲面而求解另一个与之对应的弹性共轭曲面的求解方法．所提出方法对于内外齿轮啮合、齿数差异较大齿轮啮合等弹性共轭曲面问题的求解，有着重要的理论和实际意义．     

有限变形弹性体的广义虚功原理

通过建立广义能量原理和广义虚功原理,统一地导出了胡海昌 鹫津久一郎广义变分原理、ＨｅｌｌｉｇｅｒＲｅｉｓｓｎｅｒ 广义变分原理、戴天民全能量原理和胡成栋混合能量原理。广义虚功原理给出了现有变分原理的一种统一导出形式,并为发现新的变分原理创造了某种可能的新途径。     

变截面受压柱临界荷载的摄动解

采用摄动法研究了变截面受压柱的弹性屈曲，并给出了发生弹性失稳时临界荷载的一级近似解．     

建立弹性连杆机构动力学方程的一种新方法

本文采用凯恩(Kane)方法,结合有限元法来建立运动弹性动力学(简称KED)的数学模型。运用此法还建立了计及作用在构件上的各种外力因素的连杆机构的KED 数学模型,借助该模型可以进行考虑多种因素的连杆机构的KED 分析.     

含内裂纹的圆柱体弯曲应力强度因子的一种情形

本文对内部出现在任意位置的纵向穿透的直线裂纹,在力与裂纹平行时的弯曲问题,用复变函效方法进行了讨论,得到了位移分量、应力分量和应力强度因子用级数表示的表达式,给出了计算应力强度因子的近似式。附表中还列出了大量的应力强度因子之值。与精确值相比,近似式给出好的近似,在很大的范围内,其相对误差的绝对值远小于或小于1％,因而可用于实际工程计算。     

芯型弹性联轴器台架试验报告

本文是对芯型弹性联轴器进行台架试验的试验报告,通过在不同角向偏移、径向偏移值时联轴器的负载试验,反映了不同偏移对联轴器寿命的影响. 由试验得出的初步结论,反映了该联轴器性能并能据此正确确定联轴器的允许偏移值.本试验为机械电子工业部标准化研究所制订芯型弹性联轴器国家标准所确定的试验项目.     

电机—弹性连杆机构系统的动力学分析

为了提高机械的设计精度,优化机构的动力学响应,研究了电机－弹性连杆机构系统,对系统进行动力学建模,将整个系统分成电机和弹性连杆机构两个子系统,对各个子系统分别建模,再综合得到系统的动力学微分方程,对该方法求解,推导了一种适合于求解用精确分析方法得到的弹性连杆机构动力学方程的迭代振型叠加法,通过实例计算,研究了系统中弹性宫杆 动力学特性,得出一些有益的结论。