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2015年, 第32卷, 第5期 刊出日期:2015-10-25
  
本期栏目: 名家综述  航空宇航工程  机械与材料工程  信息科学与工程  能源与环境工程 
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    名家综述
  • 名家综述
    艾延廷 周海仑 孙丹 王志 张凤玲 田晶
    2015, 32(5): 1-25.
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    针对航空发动机整机振动问题的复杂性和多样性,以整机振动的振源分析为出发点,总结国内外关于转子系统故障、气流激振、轴承故障、齿轮故障和结构局部共振等引起的整机振动的研究情况,结合航空发动机整机结构动力学、支承动刚度和连接结构刚度动力学设计的国内外研究情况,从整机振动振动的装配工艺参数分析、转子不同心度控制和转子不平衡量控制等几个方面,总结航空发动机整机振动的控制方法。然后,在分析航空发动机整机振动测试方法和标准的基础上,分析了航空发动机转子动力学特性和机匣支承振动特性测试技术。最后,整理分析了航空发动机整机振动常用的故障诊断方法和常见整机振动故障的特征,为航空发动机整机振动抑制与设计技术提供参考。

  • 航空宇航工程
  • 航空宇航工程
    郭小鹏
    2015, 32(5): 26-31.
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    为了找出热弯曲对转子振动的影响,本文考虑热弯曲,从试验角度研究了转子振动故障特征。首先,在考虑温度场载荷工况下建立三维实体有限元模型。然后,在热弯曲变形和初始变形的条件下进行了某型发动机高压转子振动响应分析,并对在不同停车时间间隔下启动过程中的高压转子振动情况进行了统计分析。结果显示:该型发动机高压转子临界转速范围为54.0%~56.1%N2,在停车后25分钟内再启动时热弯曲对高压转子影响最大,然而当300分钟以后再启动时热弯曲对高压转子影响很小。热启动应该尽量避开停车30分钟这一时间段,或者在这一时间段冷运转后再启动以减小热弯曲对瞬态振动的影响。本研究为转子系统的优化设计提供了一定的理论基础和试验数据。

  • 航空宇航工程
    赵海洋 邱福生
    2015, 32(5): 32-36.
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    副翼是飞机机翼的重要组成部分,其周围气体流动对飞机翻转起着重要作用。本文对ANSYS的多场求解器MFS和MFX数据的交换方式进行了研究和对比分析,并介绍了实现流固耦合分析的多种方式。本文采用有限元软件ANSYS-Workbench 的双向流固耦合分析系统对飞机副翼转动过程中的气体流动进行分析。通过分析得到了不同时刻下副翼转动气动特性,有效避免副翼反效和提高副翼效率,为提高飞机的操纵性能提供依据,使飞机的安全驾驶得到保障。
  • 航空宇航工程
    张彩霞 沙云东
    2015, 32(5): 37-42.
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    本文对冲击载荷作用下薄壁板的结构振动和声辐射特性进行研究,并通过部分敷设约束阻尼的方式来减小振动和噪声辐射。对一四边简支的矩形板施加同峰值的三角和半周期正弦形的冲击载荷,通过对时域振动速度、振动速度功率谱密度和声辐射功率级的求解,研究两种载荷对结构振动和噪声辐射的影响。然后在板表面中心位置部分敷设约束阻尼并逐渐增加敷设面积,研究敷设面积大小对减振降噪的影响。结果表明,同峰值的半周期正弦形冲击载荷使结构产生更大的振动及噪声辐射。敷设约束阻尼面积越大结构声辐射功率级越小,但面积逐渐增大,噪声的衰减率却逐渐变小。

  • 航空宇航工程
    王鹏 赵荣奂 衷洪杰 刘国政 尚金奎
    2015, 32(5): 43-47.
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    飞行器表面的摩擦阻力测量一直是空气动力学领域的研究难点,在风洞试验中有多种摩擦力测量方法,但多为单点式摩擦力测量。试验中采用荧光油流摩擦力场测量技术在低速开口式风洞中对平板翼型和RAE2822二元翼型的上表面摩擦力分布情况进行了测量。试验结果表明:该测量技术可以测得模型表面的摩擦力信息,所得平板流场层流部分的摩擦力信息与布拉修斯(Blasius)层流解趋势一致,并得到二元翼型三维摩擦力信息及某一沿流向剖面的τ-x曲线。

  • 航空宇航工程
    韩涛 徐荣章 包飞
    2015, 32(5): 48-53.
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    对侧边受到简支约束和固支约束的复合材料工型加筋板进行轴压试验和数值模拟,研究侧边约束对加筋板屈曲及后屈曲特性的影响,并进一步探讨分析结构破坏机理。轴压试验中使用影像云纹实时监测加筋板失稳模态,数值模拟基于ABAQUS使用Hashin层内失效准则和界面单元模拟脱粘建立有限元模型。计算结果与试验结果相吻合。研究表明不同侧边约束下加筋板具有相似的失稳模态和破坏模式,尽管侧边固支加筋板失稳载荷高于侧边简支加筋板,但其承载能力并无明显提高;加筋板结构承载主要由筋条决定,而筋条蒙皮大面积脱粘发生在结构失效之后。
  • 机械与材料工程
  • 机械与材料工程
    王玲 董恩国 武大伟
    2015, 32(5): 54-58.
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    典型型材拉弯过程中因存在回弹而不利于模具的设计制造,通过经验法给出拉弯回弹值并进行修模后所拉弯成形的零件不符合制造技术要求,需要反复试验且有很大的不确定性,存在制造风险。本文用有限元仿真技术对钛合金型材拉弯成形过程进行模拟分析,从而对拉弯轨迹进行优化,改变了经验为主的设计模式。通过试验验证,提升了设计效率与可靠性,缩短模具设计制造周期,在成形加工工艺中起到很好的推动作用。
  • 机械与材料工程
    刘红军 滕汝英
    2015, 32(5): 59-62.
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    基于制造特征的自动识别方法对MBD模型信息的有效提取将为三维数控加工的工艺规划、数控代码的生成,以及装夹的分析起到重要的基础信息准备的作用,是全三维数字化、集成化和自动化制造所要解决的首要问题。在CATIA环境下,采用CAA二次开发技术,针对航空结构件中的框类零件,在MBD三维实体模型中利用其拓扑结构的特点得到属性邻接图,在此基础上采用基于规则的方法在线、面的层次上自动组合识别出其中的制造特征,并分别提取特征的几何信息和非几何信息,为零件的快速编程提供准确全面的制造信息。

  • 机械与材料工程
    台春雷 单丹丹
    2015, 32(5): 63-67.
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    介绍了某型号飞机翼身结合精加工流程,阐明了钛合金与铝合金层叠结构交点孔在铰孔精加工过程中亟待解决的两项问题:(1)孔径超差;(2)铝合金孔壁划伤。针对这两项问题,对抛光工艺、精加工装配工装、专用铰刀结构参数、切削加工参数、铰孔精加工工艺流程等影响因素进行了深入研究,并通过理论分析和试验验证,着重对专用铰刀切削刃前角、后角、螺旋角、容削槽等结构参数和每齿进给量、切削速度等切削加工参数进行了优化。极大地提高了加工质量和效率,避免了孔径超差和铝合金孔壁划伤现象的发生,满足了加工精度要求。

  • 信息科学与工程
  • 信息科学与工程
    王艺霖 孙延鹏 屈乐乐
    2015, 32(5): 68-73.
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    摘要:针对传统压缩感知频率步进探地雷达成像算法存在计算量大和对噪声和重建正则化参数敏感的问题,本文提出一种基于稀疏贝叶斯学习的贝叶斯压缩感知成像算法。该成像算法的核心通过稀疏贝叶斯线性回归模型中相关向量机的学习来实现对探测场景反射系数的重构。仿真结果表明,相比其他的经典算法,所提成像算法能够更好地利用了探测场景的统计先验信息,能够更好地兼顾重构精度和计算效率。

  • 信息科学与工程
    李忠海 李建伟 关新宇
    2015, 32(5): 74-79.
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    本文详细介绍了一种基于图像的消防水炮自动控制系统设计。该消防水炮控制系统采用TQ2440 ARM处理器作为核心控制器,通过火焰识别算法、水炮定位算法实现消防水炮的自动火灾识别和定位喷水,并可以根据实际应用场场景来设置安全等级。系统结构设计简单、性能可靠,大为降低了火灾现场对消防人员的安全威胁,具有很强的实用价值。
  • 信息科学与工程
    苏龙 于春和
    2015, 32(5): 80-85.
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    广义旁瓣抵消器(GSC)算法是目前广泛使用的一种麦克风阵列语音增强方法,但在自适应抵消模块中不可避免的存在语音抵消,且对非相干噪声的消噪能力很弱。本文针对GSC消噪能力弱,存在残留背景噪声的问题,提出了一种基于改进GSC与谱减法的麦克风语音增强方法。该方法改进了广义旁瓣抵消器结构中的自适应算法,将固定步长值变为可调步长值,避免了固定步长选择过大或过小,带来的语音抵消问题或语音消噪不足的问题。后续与谱减法相结合,去除残留噪声获得更加纯净的语音。实验仿真表明,该方法可有效的抑制残留背景噪声的影响,提高语音的性噪比及可懂度。
  • 信息科学与工程
    黄俊 谭子浓 项松 王吉
    2015, 32(5): 86-90.
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    摘要:随着国家低空开放的逐步实行,通用航空产业发展的社会效益、经济效益和国防效益日益突出。本文应用产业集群方法,研究了我国通用航空产业发展的现状,并通过与美国的对比,找出我国通用航空产业发展存在的差距。分析和调研造成差距的影响因素,对我国通用航空产业未来发展路径进行描述,并提出了我国通用航空产业发展相关政策和建议。
  • 能源与环境工程
  • 能源与环境工程
    贾凯 杨天华 胡克萌 孙洋 开兴平 李延吉
    2015, 32(5): 91-96.
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    以稻秆和稻秆混聚乙烯为研究对象,经水洗后通过浸渍法对稻秆添加钾,采用上吸式固定床反应器,重点研究了钾含量对稻秆和稻秆混聚乙烯(聚乙烯占40%)水蒸气气化的影响。结果表明:温度为850℃,水蒸气流量为2.0g/min,稻秆中钾含量从2×10-4mol/g升高至8×10-4mol/g时,反应5min内,两种燃料的H2和CO2产量都相应提高,CO含量降低,但总产气量增加;反应25min后,稻秆的总产气量、产氢气量增加率分别为18.28%和4.08%,稻秆混聚乙烯时的总产气量、产氢气量增加率分别为28.76%和25.15%。