首先介绍了舵面振荡问题产生的背景、适航的要求以及常规的振荡载荷分析方法;然后基于工程实践中的经验和研究,探讨了常规分析方法中存在的一些缺陷,提出了针对这些缺陷的解决途径,作为对常规分析方法的发展和完善。

为了在客机概念设计阶段对起降噪声进行预测,在客机总体分析框架下开发了一套噪声预测程序,其中各噪声源预测采用半经验预测方法,起降航迹性能计算采用质点模型,发动机性能计算采用部件级分析模型。基于该程序,预测了某一宽体客机飞机噪声水平,并研究了减推力起飞和大角度进近对降低飞机噪声的效果,结果表明客机减推力起飞可以有效地降低客机飞越噪声;大角度进近可以有效地降低客机进近噪声。

针对高压开关设备的隔离开关壳体在工程应用中存在强度不足的问题,1∶1建立隔离开关壳体的三维模型,利用ANSYS软件对隔离开关壳体进行结构应力分析,得到壳体的应力分布云图。通过等效应力线性化处理,对隔离开关壳体进行强度评定,同时对隔离开关壳体试件进行应力应变测试验证。结果表明,仿真分析结果与试验数据一致,隔离开关壳体满足使用要求。

在企业新产品开发过程中,可制造性设计是优化设计方案、提高效率和降低成本的重要手段。为了实现设计阶段可制造性审查的自动化,对3DDFM软件进行二次开发,根据企业自身制造水平和工艺要求建立了个性化的规则库,并通过建立的钣金机箱模型验证了二次开发的可行性和有效性,提高了分析效率和准确性,缩短了产品研发周期。

提出压缩空气缸内直喷发动机概念,建立了ADI计算模型和同等燃烧室的传统发动机模型。ADI发动机在常用的中低转速及负荷区域比传统气道进气构型的缸内循环工质的理论计算温度下降约200℃,提高了发动机热效率并降低了NOx原始排放水平,使NOx原始排放值降低超过50%。在排量为1.0 L的ADI发动机上实现了40%的热效率输出,使得开发小型化、高热效率、低排放的混动发动机成为可能。

针对机械臂系统存在时变、非线性和强耦合的特点,提出了基于人工神经网络的机械臂控制方法。该方法可以在机械臂运行过程中通过训练不断提升对环境和任务的适应能力,从而提升控制精度,使机械臂具备很强的容错性和信息综合能力。相关工作改进了神经网络方法的效率、稳定性和适用性。对机械臂轨迹跟踪问题的运动学和动力学模型进行分析,总结了基于神经网络控制方法的研究现状,并对基于强化学习和柔性臂模型的研究方向进行了展望。

提出一种基于分离式热管技术的PCS水池长期非能动冷却方案,以实现安全壳在超出设计基准的事故工况下非能动排热。通过数值模拟研究了冷却水箱内的瞬态启动特性,讨论了管束布置、进口流量、进口距离对水箱内传热与流动的影响。结果表明,水箱内始终保持明显的热分层,不同位置处的蒸发管传热能力最大相差34.2%。随着进口流量从3.3 kg/s增加到10.0 kg/s,每个模块可以带走的热量也由0.353 MW增加到0.532 MW,压降由40.36 Pa增加到342.48 Pa;进口效应对正对进口位置及中间位置的管束影响较大。管束布置方式对水箱内的传热与流动影响很小。综合蒸发管传热量与压降的影响,进口位置到水池顶部距离h应当选择0.5 m。

在外部随机激励干扰环境下,为及早发现机械齿轮中的潜在故障,通过模糊性判断,设计了一种机械齿轮折断故障诊断系统。系统分为硬、软件两部分。传感器与采集器是硬件部分的关键组件,为软件流程提供支持。在软件部分,根据随机噪声激励干扰环境中齿轮折断故障的特征选取时变参数,在优化加速度振动传感器后,利用模糊算法设计了模糊预测模型,在对模型实施动态优化、更新修整后,设计训练程序用于训练模型参数,设计监测程序实时监测机械齿轮运行状态,及时发出故障预警。仿真试验中,针对直列式六缸发动机的齿轮传动结构建立仿真模型,分别从有效性、适用性、稳定性以及自适应性4个方面,对系统进行了验证,发现所提系统能够精准预警不同种类齿轮样本的折断故障。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是人工关节的主要界面材料之一,销-盘磨损试验不仅可以定量模拟UHMWPE交叉剪切效应,有效揭示聚乙烯微观磨损机理,而且可为人工关节磨损的计算机仿真建模提供试验依据和输入参数。选用传统非交联UHMWPE和CoCrMo合金作为配副试样,在销-盘磨损试验机上完成90°交叉剪切磨损模拟,通过数值方法建立磨损与交叉剪切滑动距离的函数关系式,并与文献结果对比,分析磨损表面的微观形貌及机理。结果表明,UHMWPE单位周期的磨损深度可表示为90°交叉剪切滑动距离的指数衰减函数,与文献结果一致;微观磨损机理以黏着为主,疲劳和磨粒磨损共同作用。

针对空间扫描驱动机构高可靠性、长寿命等要求,设计了一种采用电功率和电信号无线传输的驱动机构。首先,为了解决空间扫描驱动机构需无线传输大功率带来的热设计问题,提出了机电热一体化结构设计方案,电功率与电信号无线传输部分采用外转式轴系内表面布热管的散热形式。然后,对比分析了电功率和电信号无线传输装置内转式和外转式两种形式的温度场,结果表明驱动机构最高温度点在电功率无线传输的内轴上,采用外转式内轴布热管热设计形式,温度能有效降低20%,控制在85℃以下。