切削颤振控制技术的研究现状

分析了研究中常用抑制切削颤振手段的抑制颤振机理和切削颤振在线监控技术的技术要点和研究现状.介绍了超高速切削、超声波振动切削等先进加工手段在抑制切削颤振方面的应用.指出切削颤振控制技术的可能发展方向是先进的在线监控技术与先进的加工技术相结合.     

基于粒子群算法的飞机鲁棒控制律设计

针对参数不确定飞机的颤振问题,采用粒子群算法优化鲁棒性能加权函数,用μ综合方法设计了飞机颤振抑制纵向控制律,并使用平衡截断法对所得到的控制器进行了降阶。仿真结果表明,采用μ综合方法设计的飞机颤振抑制纵向控制律具有较强的鲁棒性和指令跟踪能力。     

基于微型计算机的飞机模型颤振控制系统

介绍了一个飞机模型颤振实验的计算机控制系统,简述了系统的计算机硬件结构和软件设计原理.该系统解决了手动控制中存在的反应速度慢等问题.设计软件系统时充分利用了硬件系统资源,采用混合语言编程方式编写了控制系统程序.将该控制系统用于颤振抑制,并给出了实时颤振控制结果.     

飞机抑制操纵舵面颤振的方法研究

飞机操纵面颤振是飞机颤振领域里最复杂的部分,在所发生的颤振事故中,操纵面颤振最为常见,但进行操纵面颤振分析,在模型简化、气功力计算等方面存在一定难度。本文结合某型飞机的研制过程,针对某型飞机在地面试验过程中出现主操纵舵面方向舵与其方向舵机械备份作动器舵面发生颤振现象,通过比较仿真结果和试验结果,提出几种解决方案,来抑制消除方向舵的耦合振荡。     

静不安定飞机缩比模型跨声速颤振试验技术

全机缩比模型跨声速颤振试验是飞行器气弹设计验证工作的重要环节,借助该试验可研究跨声速区空气压缩性效应,并有效获得飞行器的跨声速颤振边界。通过总结、梳理多次部件级跨声速颤振试验研究经验,并基于某型翼身模态高度耦合的静不安定飞机全模试验研究,较全面地阐述了目前全模跨声速颤振模型设计、地面试验及风洞试验技术,可供工程应用借鉴。     

切削颤振过程的微机数字仿真

本文基于机床颤振的非线性理论模型,以微机数字仿真研究了金属切削过程的动态特性,得出了机床颤振的振幅稳定性、有限振幅不稳定性等一些不同于传统的线性理论的新结论.有实际意义的结论是:颤振振幅和切削用量有着密切的关系,因而合理调整切削用量能有效地抑制颤振的振幅.特别重要的发现是:抑制颤振并不一定要求以牺牲生产率为代价,有时增加切削负荷反而有利于抑制颤振.     

具有立方非线性机翼颤振的局部分岔

针对飞机飞行时机翼振动问题，研究了在不可压缩流中有立方非线性刚度二元机翼颤振系统的局部分岔，取空气速度和线性俯仰刚度系数作为分岔参数．采用后继函数法对降维后求得系统分岔点类别进行定性分析，结果表明3个分岔点都为稳定的焦点．对分岔点处中心流形约化方程进行化简得到霍普分岔的A规范形，研究了系统参数对极限环颤振的稳定性及幅值的影响，得到了机翼颤振系统在普适开折参数平面的分岔图．发现了抑制颤振振幅和临界颤振速度大小的系统敏感参数，提出了降低颤振幅值和避免不稳定极限环运动的措施。     

基于干扰观测器的二元机翼颤振抑制及阵风载荷减缓方法研究

针对大展弦比柔性飞机在飞行过程中面临的两类气动弹性问题:颤振抑制与阵风载荷减缓开展研究。首先,建立以飞行速度为时变参数的柔性二元机翼结构动力学模型。其次,提出了基于鲁棒预测控制方法的变参数柔性机翼颤振抑制;同时,引入干扰观测器对阵风扰动进行观测,以干扰估计作为抗干扰控制输入,实现阵风载荷减缓。然后,根据对偶原理,将控制器与观测器独立设计。运用极点配置方法,设计了离散系统干扰观测器。根据Lyapunov理论将变参数系统的鲁棒镇定与颤振抑制问题转换为极大/极小动态规划问题。通过线性矩阵不等式方法求解出相应的预测控制律,并证明了整个闭环系统的稳定性。最后,以某型柔性变参数二元机翼对象为例,进行仿真。结果表明,设计的鲁棒预测控制器可提高约20%的临界颤振速度,且阵风载荷减缓率达到90%。     

T尾结冰颤振特性研究

根据气动弹性稳定性适航要求条款(CCAR25.629),研究了运输类飞机T型尾翼在结冰不利条件下的颤振特性问题。针对某大型灭火/水上救援水陆两栖飞机T型尾翼设计了低速颤振风洞模型,进行了翼面前缘不同结冰状态的颤振数值分析和风洞试验,同时采用阻尼外推法处理试验数据得到临界颤振速度。数值分析和试验结果表明,T尾颤振速度随前缘结冰积聚重量增大而有所提高,颤振形态仍属于垂尾弯扭耦合。     

功率超声珩磨单颗磨粒再生型颤振建模

作为一种强烈动态自激振动,颤振在功率超声珩磨中极易发生且对零件加工质量和机床加工效率有广泛的消极影响.以切削颤振为基础,针对颤振中的再生型颤振,结合其在功率超声珩磨过程中的发生,以单颗磨粒作为研究对象,建立了功率超声珩磨单颗粒再生型颤振数学模型,并且确定了其运动方程.为抑制颤振的发生打下了坚实的基础,从而进一步提高被加工零件的表面质量,提高机床的加工效率.     

石墨烯的电子颤振

介绍了新型材料石墨烯的诸多优良性能和广阔的应用前景,总结了不同领域颤振现象的研究近况.指出了石墨烯电子颤振研究方法,分析了电子颤振的瞬态特性和稳态特性、用飞秒激光探测颤振的方案、颤振产生的机理,展望了石墨烯电子颤振的研究方向石墨烯与基底的自旋轨道耦合作用对电子颤振影响.     

翼挂副油箱对颤振特性影响分析

机翼下面加挂副油箱可增加飞机的航程和续航时间;但会导致机翼弯扭频率降低,致使机翼颤振临界速度下降。以某型运输机翼加挂副油箱为例,设计制造了缩比颤振模型;并建立了有限元模型。通过理论数值分析和模型风洞试验,研究了副油箱油量和悬挂系统刚度的变化对颤振特性的影响。研究表明加挂副油箱后机翼颤振速度明显下降,副油箱在25%燃油时颤振速度达到最低;而改变悬挂系统刚度对颤振速度没有影响。     

开口桥梁断面颤振及气动措施的数值与试验研究

针对典型开口桥梁断面颤振抑振措施进行了风洞试验和数值模拟研究.风洞试验结果表明,原型断面在较低风速即发生了颤振失稳现象.通过数值模拟方法进行了颤振模拟,与风洞试验得到了一致的颤振临界风速,并研究了其颤振机理,即高折减风速下断面下表面产生的旋涡脱落及其漂移与断面扭转位移相匹配,产生了与断面运动方向相同的气动扭矩,导致了颤振发散.数值模拟显示,下稳定板可以有效阻碍断面下表面旋涡的脱落和运动,使得气动力在断面运动周期内做功为负,抑制颤振发散.节段模型风洞试验和全桥模型风洞试验结果显示,下稳定板是开口桥梁断面颤振的有效气动抑振措施.     

数控凸轮轴磨床颤振稳定性研究

在凸轮轴磨床的磨削过程中,颤振现象严重影响凸轮轴表面的磨削质量.为了抑制凸轮轴磨削颤振的产生,基于再生颤振理论和随动磨削的特点,建立了凸轮轴和砂轮再生激励效应的动力学模型,绘制了稳定性极限图,同时研究了凸轮轴磨床的颤振稳定性.通过凸轮轴磨床的颤振实验,利用频域和时频域方法分析了凸轮轴磨床的振动特性.颤振实验结果和稳定性极限图预测结果一致,验证了凸轮轴磨床再生颤振动力学模型的正确性和预测颤振产生与优选加工参数的可行性.     

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。     

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。     

理论平板及其中央开槽颤振特性的CFD研究

基于任意拉格朗日-欧拉描述法及刚性模型和计算网格同步运动的动网格技术,数值模拟了作竖弯或扭转谐振动的平板绕流场.通过计算一个运动周期内作用在平板上的总功,分析了理论平板的颤振机理.研究表明仅有竖弯自由度或扭转自由度的平板不可能发生单自由度颤振.计算了中央开槽20%平板的颤振导数.通过对一设想的大跨度桥梁进行二自由度颤振分析,显示平板中央开槽能显著提高其颤振稳定性.最后从气动机理上解释了平板开槽能提高颤振稳定性的原因.     

在机械加工中用变速切削抑制再生颤振

再生颤振几乎在所有实际的切削加工及磨削加工中都存在,从能量平衡角度来看再生颤振产生的机理,分析变动主轴转速时的能量转换来预测抑制再生颤振的效果,通过变速切削试验来总结抑制再生颤振的因素及变速切削的优缺点,进而实际应用变速切削,得到良好的加工表面。     

基于虚拟质量的飞机颤振快速分析方法

针对研制初期,飞机结构设计参数存在严重不确定性,颤振设计工作难以快速有效推进的问题,开展了方案设计阶段飞机颤振快速分析方法研究.采用虚拟质量法,通过在原结构一定位置施加虚拟质量,建立可覆盖局部结构参数变化的统一模态振型,然后将此虚拟质量从质量矩阵中移除,以防止影响原结构的动力学特性,并采用虚拟质量模态振型对不同参数下的...     

全模颤振四绳支撑系统运动特性与稳定性

全模颤振风洞试验是飞行器气弹设计与验证的重要环节，其中的一个关键问题是设计满足固有频率和运动调整范围要求的模型支撑。该文以跨声速风洞试验为应用背景，基于绳系并联机构原理，提出一种四绳-三弹簧牵引的全模颤振支撑方式。根据运动学关系，建立该四绳-三弹簧系统的刚度表达式；基于虚功原理，推导了系统应满足稳定性的条件。通过刚度和气动导数矩阵分析，以及气动力作用下的模型位姿响应，证明了该支撑适用于静不稳定飞机模型。经过系统冲击响应及其频率影响因素研究表明：该支撑能满足全模颤振对支撑系统固有频率的要求；通过仿真计算和Adams软件模拟，验证了该支撑能通过控制绳长和操纵舵面调控，实现对飞机模型位姿的有效调整。研究结果可以为全模颤振试验模型支撑技术提供一种新的思路。