复材-金属混合结构的螺栓连接柔度分析是混合结构内力分布求解和连接强度设计的基础。首先梳理了常用的机械连接柔度预测公式;然后利用这些公式对3种单钉单剪连接构型的柔度进行预测,并与试验结果进行对比。结果显示,Huth公式和Grumman公式的预测精度比Boeing公式和Liu-Mao公式高,更适合复材-金属混合连接柔度快速预测。预测结果同时也表明,上述两个公式对金属板厚度小于3 mm的复材-金属板混合连接的预测误差均不超过20%。为了进一步减小混合连接的预测误差,建立了精细有限元模型,模型考虑了金属材料的塑性,选取合理的螺栓预紧力和摩擦系数,获得了与试验结果非常接近的载荷-变形曲线,使该类薄、厚材料混合连接的柔度预测误差减小至0.61%。

针对传统PI控制策略下电机驱动珩磨恒速进给系统波动大、精度低的问题,提出一种新型的控制方法——滑模内模控制。基于进给系统结构,将对油石的恒速进给控制转换为对电机的恒转速控制,并对其系统进行仿真建模与实验验证。结果表明,基于滑模内模的控制方法比基于传统PI的控制方法响应速度快,转速波动和误差均较小,且没有超调量。传统PI控制策略下的转速和误差响应随着反向负载的增大变得不稳定,需要较长时间才能恢复,因此选用滑模内模控制策略更能满足珩磨恒速进给控制系统的要求。

基于印制板层叠结构研究印制板表贴芯片传导散热方式,对常规印制板、金属基底印制板和嵌铜块印制板的热阻进行了分析,并通过三维建模开展了芯片热传导仿真,比较3种印制板结构对芯片传导散热优劣。基于仿真结果设计制作对表贴高热流密度芯片散热最优的嵌铜块印制板,搭建了芯片温度测试平台,通过温度测试结果验证了嵌铜块印制板在芯片传导散热上的有效性,为表贴高热流密度芯片印制板散热提供一种解决方案。

民机前缘缝翼收起后与固定翼形成的后台阶破坏了机翼的气动外形,影响飞机的气动特性。基于某超临界翼型,采用CFD数值模拟方法研究了缝翼后缘台阶对干净翼高速气动特性的影响,计算对象为光顺翼型机翼和带后台阶翼型机翼,计算来流马赫数为0.711。数值模拟结果表明后台阶的存在导致机翼升力减小、阻力增大,但仅对后台阶附近区域的压力分布产生明显影响。

拦阻索是拦阻系统中的关键部件,为便于拦阻索选型,研究了6V×24S+FC三角股钢丝绳和与之绳径相同的圆股钢丝绳的力学性能。通过参数化建模,建立了两种右同向捻的钢丝绳的三维模型,利用ABAQUS软件建立了两种钢丝绳的有限元模型,并基于有限元方法对两种钢丝绳的拉伸和扭转性能进行了对比分析,结果表明,三角股钢丝绳更适合作为拦阻索,为拦阻索的选型提供了依据。

研究空化冲击波效应对于功率超声加工具有重要意义。为揭示功率超声加工参数与冲击波压强之间的关系,考虑声压在空泡压缩过程中的作用,建立冲击波压强模型。通过试验与数值方法,对超声声压在功率超声加工中的作用以及功率超声加工参数对冲击波压强的影响进行分析。在此基础上,对空泡在被加工固体表面附近球形溃灭产生的冲击波进行分析,结果表明超声声压通过改变空泡的运动来影响冲击波压强的大小;冲击波压强最大值随着声压幅值的增加而增加,随着超声频率、润滑液表面张力系数的增加而减小;冲击波经过衰减后,作用于固体表面的压强仍然可以达到吉帕级以上。

针对传统起重机卷筒结构优化分析过程繁琐、重复性工作量大的问题,建立了起重机卷筒的APDL参数化模型。对该模型进行有限元分析,利用零阶优化算法对起重机卷筒壁厚进行优化。利用VS对ANSYS进行二次开发建立起重机卷筒优化设计系统,对起重机卷筒进行有限元分析及优化。结果表明,该系统可快速对起重机卷筒进行有限元分析优化,提高了工作效率,减轻了工作强度。

针对机械材料缺陷识别准确率低的问题,提出一种基于改进反卷积单激发多框探测器(DSSD)网络的机械材料缺陷识别方法。首先以Residual101为基础网络,通过减少反卷积层数量以提高检测速度,然后采用K-means聚类算法优化目标检测框的长宽比,提高对机械材料缺陷识别的准确率和检测速度。结果表明,通过改进DSSD网络可实现机械材料缺陷检测,且相较于DSSD网络和常用目标检测网络YOLO、SSD、Faster-RCNN,改进DSSD网络的缺陷识别平均准确率更高,平均检测时间更短,分别达到85.9%和0.141 s,具有一定的有效性和优越性。

复材机身自然网格有限元模型的建模方法较复杂,其中涉及的等效模量计算和一维单元属性计算耗时较多。为此设计了一种基于EXCEL的参数化建模方法,利用EXCEL表格中单元编号与单元属性参数的对应关系,使用VBA语言编制宏,实现了复材机身有限元模型属性的快速迭代更新,同时降低了建模过程中属性设置错误的概率,使得民用飞机初步设计阶段复材机身部段结构的快速迭代设计成为可能。

电气柜的虚拟装配离不开装配信息建模和装配信息提取技术,装配信息模型的合理性和准确性是实现电气柜虚拟装配的前提和基础。通过分析电气柜中零件的基本信息和装配信息,研究了电气柜数字模型拓扑层次结构,提出了物元-关系模型结构,建立了面向虚拟装配的电气柜物元-关系模型。最后,基于电气柜的物元-关系模型,以抽屉柜中的一层抽屉为例,实现了在装配模型中零件的调用、组装、替换,模型的可拓推理特性为后续装配和拆卸序列求解打下了基础。