分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 为了研究飞机机械连接混合结构在运营环境极端温度下产生的热应力，在刚度法基础上考虑温度场引起的变形，推导了典型单搭接连接件由热应力引起的钉载计算理论公式。针对壁板等较为复杂的大尺寸结构热应力分析难题，以铝合金Z型长桁和复合材料蒙皮通过40个螺钉机械连接组成的多钉壁板为研究对象，基于梁-壳组合单元，建立了壁板结构2维仿真模型，获取了结构热应力和钉载分布规律。此外，通过开展低温环境试验，分析了结构中复合材料及金属在不同温度下由热应力引起的应变。结果表明，有限元分析和试验数据具有较好的一致性，通过平面建模方法可以有效减低多钉连接结构建模难度及计算量；多钉壁板的钉载分布规律为U型，最大载荷量级约为3 500 N,为后续结构强度分析提供依据。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 针对极端环境应力与飞机服役风险评估之间关系的复杂性和不确定性问题，采用事故树分析方法对服役飞机事故与极端环境应力相关性进行系统分析和探讨。首先基于极端环境应力导致飞机事故的相关数据库数据的统计分析，构建了飞机极端环境应力因素集及飞机极端环境应力事故树；然后根据极端环境应力作用机理分析及严酷度数学模型，计算极端环境应力导致飞机事故发生概率，评估极端环境应力直接相关严酷度，预测极端环境应力与飞机服役事故的关联度；最后总结形成了一种服役飞机极端环境应力事故分析方法。研究结果表明了积冰、雨、侧风、雾对服役飞机安全飞行影响极大，可为极端环境下飞机维保、签派及安全运营提供支持。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 为了研究环境温度对起落架缓冲性能的影响，以某型飞机起落架为研究对象，考虑温度对起落架动力学模型中空气弹簧力和油液阻尼力的影响，提出了一个包含温度效应的起落架动力学分析模型，并通过试验在一定温度范围内(-35℃～60℃)进行了验证。结合试验数据和仿真模型给出了空气多变指数、油液阻尼系数的设计指导值，并研究了温度对起落架缓冲性能的影响规律。结果表明：环境温度对起落架缓冲性能影响显著，表现为起落架落震动载荷的变化；同时发现缓冲器腔内气体较油液受温度影响更为敏感，低温状态时气压的变化以及油液物理状态的改变会使得缓冲器性能明显恶化，缓冲支柱行程变化率达到25%;对于可能工作在复杂环境下的起落架，设计阶段需要充分考虑温度对缓冲器内气压和油液的影响，确保飞机着陆安全。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 针对超大空间气候实验室温度控制负荷变化大、控制过程响应慢的特点，提出一种基于负荷变化的气候分区补偿温度控制方法。首先通过分析实验室空气温度调节工艺原理，进行实验室温度控制系统的动态特性分析；其次根据实验室温度场控制精度和均匀性要求，制定了实验室气流分区补偿和载冷剂双级温度控制策略；最后，计算实验室降雪试验工况的热负荷，设计了基于热负荷前馈的串级温度控制器。实际运行结果表明，该控制方法在升降温过程能快速跟踪期望温度曲线，升降温速率稳定维持在3℃/h,温度到达稳态时控制精度为2℃,可快速补偿试验区域负荷变化导致的温度突变，达到了气候试验温度控制要求。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 地面颤振模拟试验是一种颤振验证的全新试验技术,可作为当前颤振验证试验手段的有效补充。飞行器在实际飞行过程中,结构的动力学特性及承受的载荷是不断变化的,对于受气动加热影响的高超声速飞行器,这一时变特性则更加显著。本研究提出了基于代理模型的时变参数非定常气动力模型建模方法,建立了基于PID控制器的时变系统地面颤振试验方法,并通过标准试验件进行测试验证。试验结果表明,本研究提出的非定常气动力建模方法能够准确获得具有时变特性的气动力模型,建立的地面颤振试验方法能够有效应对颤振系统的时变特性获得准确的结构颤振边界数据。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 为研究航空铝合金AA7075-T6板材在复杂加载状态下的韧性断裂力学性能,设计4种包含不同应力状态的拉伸试验和液压胀形试验来获取材料的硬化特性和断裂参数。通过不同应变率和不同轧制方向的拉伸试验得到相应的应力-应变曲线,分别采用不同硬化模型和DF2016韧性断裂准则对其硬化行为和断裂特性进行表征。结果表明AA7075-T6狗棒试件在应变率为1 s-'和 10 s-时重复性较好,应变率为100 s时应力-应变曲线出现明显的抖动,但随着应变率的增加没有出现明显的应变率强化效应。而且对比7个轧制方向的应力-应变结果发现,不同角度的拉伸强度和断裂应变基本相同。因此在研究范围内AA7075-T6表现为一种各向同性且关于应变率不敏感的材料。采用Swift-Voce硬化模型的预测效果最好,DF2016韧性断裂准则可以准确预测AA7075-T6在剪切、单轴拉伸、平面应变拉伸和等轴拉伸等不同应力状态的断裂位置。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 飞机服役过程中,会经历地面滑行、空中机动等复杂的动态过程,飞机结构与系统在这些动态过程中将经受各类动态载荷的单独或联合作用,由此产生的结构动力学问题与飞机的服役安全和乘员的乘坐品质等直接相关,是航空工程中的关键技术难题。本研究梳理了军用飞机结构完整性大纲和结构强度规范,以及运输类飞机适航规章中的结构动力学相关要求,给出了结构动力学在航空装备研制流程中的相互关系,并从载荷、结构、响应和控制的角度,对航空结构动力学研究的主要问题进行了分类。从振动疲劳寿命预计与舒适性评估、振动主被动控制、复杂与极端环境结构动力学等几个重点方面,对航空结构动力学研究现状进行了综述,并结合未来航空装备研制的需求和振动新兴前沿技术的发展方向,对航空结构动力学的未来发展方向进行了展望。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 为研究复合材料层合板在高频噪声激励下的传声损失,首先基于一般层合板理论将层合板等效为单层各向异性板,进而基于SEA方法建立等效单层板传声损失模型,并计算模态密度、耦合损耗因子等重要输入参数,通过实验获取内损耗因子,最终计算其传声损失并和实验结果对比分析。研究结果表明:传声损失预测结果和实验值分布趋势基本一致,但由于SEA方法在低频段的局限性,以及刚度等效对层合板固有特性和辐射效率的影响,导致低频段(200 Hz~ 2 500 Hz)误差在3 dB以上;高频段(2500 H. ~10 000 Hz)预测结果和实验值吻合相对较好,二者之间的误差在3 dB以内;所建立的层合板二维等效SEA模型可以为复合材料层合板在降噪设计和优化过程中,快速而且准确地预测高频噪声激励下的传声特性提供一定的帮助。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 基于固有耗散理论和计算模型, 对FV520B钢的高周疲劳性能进行了较为系统的实验研究. 结果表明, 随着施加的交变应力幅的增大, FV520B钢的固有耗散也不断增大. 其变化规律的拐点对应于固有耗散产生机制的转变, 从单纯地由材料微结构的可逆运动(位错线在强钉扎点之间的摆动)引起, 到由材料微结构的可逆运动和不可逆运动(永久滑移的产生、强钉扎点的脱钉以及位错的增殖)共同引起. 并且, 固有耗散拐点的应力幅值就是导致材料疲劳损伤累积的临界应力幅值, 即疲劳极限. 另外, 实验还表明, FV520B钢在等幅交变应力下具有相对稳定的损伤演化速率, 且损伤演化速率由应力幅值决定, 与加载次序无关; 每一周加载造成的疲劳损伤也不受加载频率的影响. 当FV520B钢在疲劳过程中累积的与微结构不可逆演化相关的固有耗散部分达到一个临界值时, 材料即发生疲劳断裂, 且这个临界值是一个与加载历史无关的材料常数.
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