利用两种改进后的Hopkinson杆实验分别测得多孔金属材料冲击端和支撑端的应力．实验结果及高速摄影表明，随着撞击速度的增加，试件两端的应力均匀性变差，分别对应着泡沫材料的3种变形模式：准静态模式、过渡模式、冲击模式．实验得出在冲击模式下，冲击端与支撑端的应力与试件的厚度无关，但是与试件的密度有关．在多孔金属的高应变率实验中，变形模式对SHPB实验有很大的影响，轴向惯性（波动）效应会导致试件两端的应力不均匀，此时利用SHPB得出的实验结果将会是应变率效应和惯性效应的耦合，不能真实反映材料的动态力学性能（应变率效应）．

针对振动时效的实际情况和材料动态力学行为的特点 对以往研究中一些未加深入研究的基本问题作振动力学分析。对构件共振时的屈服极限、剪切变形以及转动惯量和子结构的作用进行考察 以期为振动时效机理和工艺基础研究提供部分理论上的支持。实际观察分析认为 在动态情况下 材料拉伸屈服极限大于静态下的屈服极限 1～ 2倍。若想使残余应力与有限的动应力叠加达到动态屈服极限成为不可能 而在动态情况下剪切屈服极限较低 所以在振动时 应力松弛是由于残余应力、剪切应力和拉压应力的剪切应力分量共同作用的结果。

系统地研究了Ｎｉ基合金自动送粉激光熔覆工艺参数对熔覆层几何形貌的影响。重点讨论了一一些参数和如激光作用能量密度、作用时间、送粉速率、扫描速度等对熔覆层宏观质量的影响规律。利用金相法检测了熔履层的几何参数。为解释工艺参数对熔覆层宏观质量的影响提出了送粉不各种各样科班经的概念，并利用检测的熔覆层宏观参数计算了覆盖率。覆盖率随扫描速度增加而减小，随送粉速率的增加而增。在本试验条件下，研究结果表明，随激光

近年地下结构震害频发，针对目前地下结构抗震研究中实际存在的多尺度动力问题，提出了地下结构多尺度动力分析方法，该方法不需要任何附加的过滤和阻尼就能有效地消除高频波的虚假反射．以桥域耦合理论为基础，引入拉格朗日乘子将不同尺度区域之间的约束关系，通过能量势函数隐含到动力方程中，推导出不同尺度域的动力控制方程；基于中心差分法，提出了用于地下结构多尺度分析的动力显式算法，以求解所建立的多尺度动力耦合体系．以实际工程为应用实例，通过与传统的位移耦合方法的对比分析，说明了该多尺度方法用于地下结构动力分析的可行性以及对消除高频波虚假反射的有效性．

激波-激波干扰流场预测是超声速乃至高超声速流动中最具挑战性的问题之一.特别地,第Ⅳ类激波干扰由于其在壁面驻点附近产生极高的热载荷而备受关注.本文针对圆柱诱导的弓形激波和入射斜激波的干扰问题,分别基于量热完全气体模型和考虑振动激发的热完全气体模型,数值求解有黏二维可压缩NS方程,分析了高温气体效应对激波干扰流场结构,以及第Ⅳ类激波干扰流场状态参数的影响.接着,本文基于一种具有广义可分离特性的遗传算法(多层分块算法),给出能够预测不同气体模型下第Ⅳ类激波干扰流场三波点的坐标位置、超声速射流的几何形状等特征性几何结构的数学模型,进一步获得高温气体效应对激波干扰类型转变准则影响的定量化评估.激波干扰类型转变准则面上的多组临界工况的激波干扰流场结构以及壁面压力和壁面热流分布的对比结果表明,...

变体飞行器的气动弹性力学建模是当前先进飞行器设计的研究热点和难点.然而传统的气动弹性动力学建模方法对于具有结构参变特性的变体飞行器气动弹性力学研究存在建模效率低、计算复杂等问题.本研究提出了一种基于流形切空间插值的可折叠式变体机翼参数化气动弹性建模方法.首先,该方法建立若干个典型折叠角下的折叠翼结构有限元模型,通过流形切空间插值方法建立折叠翼参数化结构动力学模型.其次,采用偶极子网格法得到参数化非定常气动力模型,进而建立气动和结构相互耦合的折叠翼参数化气动弹性模型.为了验证该参数化建模方法在折叠翼气动弹性分析中的准确性,本文以一小展弦比折叠翼为研究对象,从折叠翼自由振动时的参变模态特性、颤振边界预测两方面进行了算例验证,并与直接计算方法进行了对比,进一步验证了参数化气动弹性...

高维、非线性气动弹性系统的模型降阶是当前气动弹性力学与控制领域的研究热点之一.然而国内外现有的非线性模型降阶方法仍存在辨识算法复杂、精度有待提高等问题.本研究提出了一种基于非线性状态空间辨识的跨音速气动弹性模型降阶方法.首先,该方法基于非定常空气动力的单位脉冲响应数据,采用特征系统实现算法对非线性状态空间模型的线性动力学部分进行系统辨识.其次,引入状态和控制输入的非线性函数,采用优化算法对非线性函数的系数矩阵进行优化,进而得到考虑非线性效应的空气动力降阶模型.为了验证该降阶模型在预测跨音速气动弹性力学行为的精确性,本文以三维机翼为研究对象,分别从基于非线性降阶模型的气动力辨识、跨声速颤振边界计算和极限环振荡预测三方面进行了算例验证,并与现有的模型降阶方法进行了对比,进一步说明...

高焓条件气动力测量试验对高超声速飞行器气动外形设计和优化起决定性作用.通常采用脉冲风洞(如激波风洞)产生高温、高压驱动气体以模拟高超声速高焓试验气流.在脉冲风洞对高超飞行器模型进行测力试验时,测力天平输出信号结果无法摆脱惯性载荷的干扰影响,其导致的测力模型低频振动问题基本无法通过滤波彻底解决,尤其对试验时间只有几毫秒的情况,六分量测力天平的结构设计研究受到了极大挑战.因此,对实现短试验时间条件高性能测力的深入研究发现,天平动态校准凸显重要性和必要性.本研究提出一种新的基于人工智能深度学习技术的单矢量动态自校准方法和智能测力系统概念,并应用于目前激波风洞测力试验中.该动校方法的最主要特点之一是对整体测力系统的校准,而非仅仅针对天平,并且保证校准的测力系统即为风洞试验对象,确保校准与...

板壳结构在航空航天、高速列车、能量采集等诸多工程领域已经得到了广泛应用.将悬臂壁板倒置于轴向气流中并在壁板周围流场中设置刚性壁面可有效地调控壁板的失稳速度,是俘能器优化设计的重要措施之一.但针对刚性壁面作用下亚音速气流中倒置悬臂壁板的失稳机制仍需要开展深入研究.本文以受限亚音速气流中倒置的二维悬臂壁板为对象,以理论分析及风洞实验为手段,研究了单侧刚性壁面效应对倒置悬臂壁板静态失稳特性的影响规律.在理论分析中,首先应用镜像函数法来处理壁面约束条件,基于算子理论研究获得了以Possio积分方程为表征的壁板气动力,壁面效应实际表征为一包含移位Tricomi算子的复合算子;然后将壁板失稳方程的求解问题转化为定区间上的函数逼近问题;最后,依据Wererstrass定理并利用最小二乘法求解该最优函数,以获得系统的失稳临...

针对气动力矩严重影响低轨纳卫星姿态控制效果的问题,创新性地提出了利用质量矩技术将气动干扰转化为控制力矩的解决方法.由于气动力矩矢量垂直于大气来流速度方向,因而采用质量矩与磁力矩相结合的方式三轴全驱动控制卫星姿态,从而避免系统欠驱动.建立双执行机构控制方式的姿态动力学模型,并根据各干扰项的影响简化了控制方程.针对气动力不确定、星体参数误差、未知环境影响等复杂干扰,设计了针对理想控制力矩基于干扰观测器的滑模控制器.为减小滑块附加干扰力矩,研究了理想控制力矩的最优分配策略.最后,为双执行机构搭建了半物理仿真平台,结果表明:姿态机动过程中,与滑块加速度相关的附加惯性力矩远大于其他干扰项,最优力矩分配策略能够大幅减小快时变的附加干扰,优化效果明显;姿态保持过程中,干扰观测器能有效观测系统慢时变...