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2016年, 第33卷, 第4期 刊出日期:2016-08-25
  
本期栏目: 航空宇航工程  机械与材料工程  信息科学与工程  民用航空与安全工程  能源与环境工程 
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    航空宇航工程
  • 航空宇航工程
    刘大伟 黄俊 王英 姬金祖
    2016, 33(4): 1-8.
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    基于运动嵌套网格的欧拉方程建立了旋翼流场的数值模拟方法。以旋翼气动性能仿真结果作为输入,应用FARASSATE1A公式发展了适用于旋翼气动噪声的计算程序。通过与C-T旋翼的实验数据对比,验证了方法的有效性。在此基础上,通过改变旋翼桨叶翼型的厚度、弯度以及最大弯度位置研究了翼型参数对旋翼悬停气动噪声特性的影响。研究结果表明:翼型厚度是决定旋翼厚度噪声的关键因素,旋翼载荷噪声主要决定于旋翼桨叶表面压力分布。旋翼厚度噪声主要受翼型厚度变化影响,旋翼载荷噪声则主要受翼型最大弯度和最大弯度位置的影响。翼型参数变化不会明显改变旋翼气动噪声的方向特性。

  • 航空宇航工程
    张振 方勃 张业伟 段楠
    2016, 33(4): 9-12.
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    要保证卫星发射成功,卫星在发射过程中所承受的恶劣的动力学环境必须被改善,尽可能降低传递到卫星的振动的幅值以保证卫星及其元件的可靠性。为此,基于形状记忆合金(SMA)设计出了一种安装在适配器和卫星之间的隔振器。设计有无SMA隔振器状况下的整星隔振实验以检验SMA隔振器的隔振效果。对比两种状况下的振动幅值响应曲线发现,SMA隔振器能够有效的隔离振动,表现为低频隔振效果不明显,高频段隔振效果好。

  • 航空宇航工程
    夏锟 王克明 王帅
    2016, 33(4): 13-18.
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    对轴承不对中的故障转子系统进行了仿真分析和实验研究,得到了系统的振动特性;对比分析了健康转子与存在不同不对中量的故障转子间振动特性的差异。结果表明:当转速到达1/2倍一阶临界转速时,故障转子会发生2倍频共振;转子转速接近一阶临界转速时,转子的基频响应会很大,但系统的不对中振动特征并不明显。

  • 航空宇航工程
    董哲 徐让书 胡慧
    2016, 33(4): 19-24.
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    为分析航空发动机蜂窝式轴心通风器油气分离特性的影响因素,应用计算流体力学手段,采用雷诺应力模型(RSM)对某蜂窝式轴心通风器内流场进行数值模拟。比较相同工况下总压损失的计算值与实验值,保证模型的适用性。通过计算得到不同工况下蜂窝式轴心通风器的分离效率并进行分析。结果表明,数值分析得出的分离特性影响因素能够表征各因素对油气分离特性的影响规律,而各因素在影响分离效率的权重上相互耦合,且蜂窝结构油气分离效率很高。

  • 航空宇航工程
    贺丹 陈博 杨万里
    2016, 33(4): 25-29.
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    基于修正偶应力理论建立了仅含一个尺度参数且适用于各种边界条件的微尺度欧拉梁模型。基于哈密顿原理推导了微尺度欧拉梁的平衡微分方程,该方程与经典梁的平衡微分方程具有相似的形式,只是在弯曲刚度中多了一项与尺度效应有关的项,可直接用于分析和解释多尺度问题。文中提出了一种模量折算策略,从而利用经典梁单元即可完成对微细观尺度下的梁的弯曲、动力和稳定问题的求解。算例结果表明,在微细观尺度下梁结构将表现出比宏观状态下更强的抗弯刚度,即本文模型能捕捉到尺度效应。进一步的研究则指出,几何尺寸的大小是尺度效应的决定性因素。

  • 航空宇航工程
    刘翠红 王克明 夏锟 石峰
    2016, 33(4): 30-37.
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    根据转子在单盘激励和多盘激励下的不平衡响应分析方法,提出了一种通过控制单盘或多个盘的响应位移来分析不平衡的方法—位移激励法。对比分析转子在不平衡激励下各盘的响应幅值和将不平衡盘的响应幅值作为位移激励时各盘的响应,结果表明两种方法同转频时各盘响应是一致的。为了避免转子挠度过大而发生碰摩,根据转子不平衡响应与各盘上不平衡量的分布关系,利用控制转子各盘响应位移的方法分析转子的不平衡响应,得到转子系统在某个转速下工作时各盘允许的最大不平衡量。这是常见不平衡响应分析的逆向分析方法。

  • 航空宇航工程
    殷骏 方勃
    2016, 33(4): 38-42.
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    本文对整流罩进行宽频激励虚拟实验,测得整流罩的振动响应和声腔的声压响应。接着对整流罩建立统计能量模型。考虑到整流罩是多子结构系统,子系统间存在间接耦合的现象。本文根据虚拟实验的响应利用修正的功率入射法算出各子系统的内损耗因子、直接耦合损耗因子和间接耦合损耗因子,这样得到的结果更贴近实际。

  • 机械与材料工程
  • 机械与材料工程
    卢少微 袁朝俊 贾彩霞 马克明 王晓强
    2016, 33(4): 43-47.
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    摘要: 本文采用化学镀法制备钴镍合金(Co-Ni)包覆空心玻璃微珠轻质复合粉体。通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和矢量网络分析仪对样品的形貌、结构组成以及吸波性能进行表征,结果表明,空心玻璃微珠表面形成连续致密的钴镍合金包覆层,钴镍合金包覆空心玻璃微珠复合粉体(HGMs/Co-Ni) 在2~18 GHz 范围内的的介电损耗和磁损耗明显增强,反射损耗在C波段7.2GHz处达-27.25 dB,小于-10 dB的频宽为1.6 GHz。

  • 机械与材料工程
    王柏臣 蔡安宁 李俊杰 高禹
    2016, 33(4): 48-54.
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    摘要:使用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)作为偶联剂,将羧基化碳纳米管化学接枝于氧等离子体活化碳纤维表面,制备碳纳米管/碳纤维多尺度增强体,采用模压工艺制备碳纳米管/碳纤维/环氧树脂混杂多尺度复合材料。利用XPS、SEM、DMA、层间剪切强度(ILSS)等手段对碳纳米管/碳纤维/环氧树脂复合材料的结构和性能进行表征和测试。结果表明:HDI接枝液浓度对复合材料力学性能具有显著影响,与未处理碳纤维复合材料相比,表面化学接枝碳纳米管的碳纤维复合材料层间剪切强度提高了32.1%。

  • 信息科学与工程
  • 信息科学与工程
    林娜 李天啸
    2016, 33(4): 55-60.
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    本文应用双向A*算法对在城市环境中的无人机进行航路规划,对比传统的A*搜索算法,双向A*搜索算法提高了搜索的效率,大大缩短了航路规划的时间,同时针对双向A*算法现有的不足,对双向A*算法进行改进,提出了同步双向A*搜索算法思想,通过编程实现双向A*算法正向搜索和反向搜索同步进行,并且采用栅格法对无人机的飞行环境进行建模,在建模时充分考虑城市环境来确定栅格的大小。通过实验验证,同步双向A*算法可以快速为无人机规划出航路,且航路可飞,对比改进前的双向A*算法,同步双向A*算法的航路规划速度更快,效率更高。

  • 信息科学与工程
    曹栋
    2016, 33(4): 61-65.
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    本文提出了一种改进的A*算法,来对无人机编队飞行的航迹进行规划。首先,根据无人机在编队飞行时对油耗、航迹长短、编队队形以及目标威胁等约束条件来设计合适的评估函数。其次,采用对规划点前后段航迹的评估进行加权的方法对A*算法进行改进,从而在优化航迹与减少计算时间之间找到平衡点。同时,改进在Open表中插入与删除节点的方式,提高计算效率。最后,仿真结果表明,设计的A*算法可以快速、有效地为无人机编队飞行规划出合理的航迹。

  • 信息科学与工程
    贾彦荣 崔展博 吴倩倩 侯昌宇 李兴丽 高云红
    2016, 33(4): 66-72.
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    本文针对电路板集成度高、时序模块故障波动无序,幅度大,伪周期性等难以准确预测定位的问题,借助红外热成像仪应用于电路板故障诊断,提出了一种基于Bootstrap采样技术的粒子群优化(BPSO)小波回声状态网络(WD-ESN)模型,运用红外热像故障分析模式,对功能电路板进行动态分析,获取相关模块的热成像变化数据。利用WD解析出表征不同元器件变化区间,根据不同热量变化规律,建立相应的储备池网络预测模型,采用Bootstrap粒子群算法对WD-ESN网络的组合权值矩阵进行优化。分别采用三种不同算法和经过BPSO优化后的WD-ESN模型对某型航电产品功能电路进行分析,仿真结果表明,经过PSO优化后的WD-ESN模型能够更加准确预测温度变化趋势(误差低于15%),满足了高速、实时、准确的红外温度预测的要求

  • 信息科学与工程
    张维访 徐蕾
    2016, 33(4): 73-77.
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    为及时处理园区网可能发生的网络故障,提出了一种网络故障状态预测方法。首先利用采集的园区网网络运行数据样本做数据挖掘获得网络运行参数的ARMA预测函数,及网络故障预测的BP神经网络模型;做网络故障状态实时预测时,在园区网的关键监测点中利用SNMP协议采集网络运行参数,通过这些参数预测下面几个时段的网络运行参数,进而利用BP网络预测网络监测点的故障状态。实验结果表明,网络运行状态预测的准确率能够达到80%以上,可实现基本的网络故障状态预测。

  • 信息科学与工程
    王羊羊 陈刚 蔡东风 王裴岩
    2016, 33(4): 78-84.
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    领域知识库能够满足特定领域的自然语言处理系统对知识的需求,然而大部分领域知识库的构建方式为手工构建,效率较低。针对这一问题,本文分析了前人手工构建的2300余条航空术语描述信息及其在构建过程中总结的规则,在此基础上,总结了200余条核心词框架,核心词以外的其他词通过本文提出的一种规则与统计相结合的方法进行框架的自动填充,从而提高了构建术语语义知识库的自动化程度。在文章最后,对采用本文方法构建的术语描述信息进行了相似度计算,取得了较好的结果。

  • 民用航空与安全工程
  • 民用航空与安全工程
    李旭 晨曦 孟超
    2016, 33(4): 85-88.
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    机身球面框是民用飞机机身增压舱的端框,是飞机主要结构部件。球面框具有复杂的结构形式和装配要求,极大地增加了设计难度。在某型号飞机的概念设计阶段,基于先进的OptiStruct优化技术,对球面框初始构型进行了拓扑优化。参照优化后的密度云图,调整经向加筋的结构位置,给出三种满足强度要求和刚度要求的初始设计方案。使用MSC.Patran建立细节有限元模型模拟三种方案,计算每个球面框方案在增压载荷工况下的应力分布,为后续详细结构设计提供数据支持。

  • 能源与环境工程
  • 能源与环境工程
    盖少磊 赵欢 耿秀振 辛斌斌
    2016, 33(4): 89-96.
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    利用可再生能源将CO2和H2O转化为液体燃料可应用于零碳排放电厂,形成“可再生能源+CO2 + H2O ?液体燃料?电力+CO2 + H2O”的循环利用模式。CO2和H2O的转化主要有三条路径:CO+H2、CO2+H2以及CO2+H2O,其中CO和H2来自CO2和H2O的电解,液体产物为甲醇。为研究三条转化路径以及零碳排放电厂,利用Aspen Plus进行建模并做热力学分析。结果表明若CO2的转化率高于40%时,电催化转化CO2和H2O为合成甲醇的最佳路径;而若CO2的转化率低于40%时,则CO2和CO的催化加氢同为为最优路径。零碳排放电厂CO2的排放降低到62.5 kg/MW,仅占超临界燃煤机组排放量的7.29%。