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航空工程进展
中国航空学会 西北工业大学
航空工程进展

中国航空学会 西北工业大学

姜澄宇

季刊

1674-8190

hangkong2010@nwpu.edu.cn

029-88492422

710072

西北工业大学143信箱

航空工程进展/Journal Advances in Aeronautical Science and EngineeringCSCDCSTPCD北大核心
查看更多>>办刊宗旨是反映我国航空科技与工程领域的最新成果，沟通国内外学术交流渠道，促进航空科学理论和实践的发展及其在国民经济各部门中的移植和应用，为我国的现代化建设服务。主要读者对象主要为从事航空工程领域的研究技术人员、高等院校师生和其它行业的研究技术人员等。
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    基于健康监测的飞机结构寿命预测技术

    张彦军王斌团宁宇雷晓欣...
    1-14页
    查看更多>>摘要：飞机结构健康监测技术在飞机的结构设计、飞行及维护过程中发挥着重要作用,该技术可用于结构健康状况预判、辅助维修与维护决策.本文首先介绍了当前结构健康监测的概念及其适用范围,讨论了结构健康监测相关规范要求,以F-35和A400M为例分析了国外飞机结构健康监测技术的典型工程案例,并给出了典型飞机单机跟踪和寿命控制、某老龄飞机载荷谱实测及寿命预测,总结了基于裂纹的监测方法研究及限制其应用的主要因素.在此基础上,提出了飞机结构健康监测系统设计的主要思路,给出了寿命预计的基本流程,阐述了其中控制点选择、飞行参数筛选、载荷/应变方程构建、损伤计算及寿命评估、结果输出及方程验证等主要环节.最后,对航空领域未来开展结构健康监测智能化研究进行了展望.

    结构健康监测单机跟踪(监测)寿命预测疲劳载荷谱

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    螺旋桨发动机安装系统动力学设计技术综述

    陈永辉陈春兰燕群徐健...
    15-22页
    查看更多>>摘要：随着螺旋桨发动机安装系统国产化研制进程的加快,需要开展相关的安装系统技术研究,而动力学设计是其中的重要组成部分.本文对比分析了不同结构形式安装系统的动态性能特点,进一步从军民用标准规范和工程实践经验出发,归纳了安装系统动力学设计的技术要求,梳理了安装系统动力学设计技术的发展历程和国内外现状,指出国内外差距主要体现在设计理念、关键技术和应用实践经验等方面.在此基础上,展望了螺旋桨发动机安装系统动力学设计技术的发展趋势,为当前及未来螺旋桨发动机安装系统的设计技术研究提供了参考.

    航空发动机安装系统动力学螺旋颤振设计技术

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    增材制造损坏替换件拓扑优化设计方法

    尤熙雯高彤张卫红
    23-29,50页
    查看更多>>摘要：应急保障和战时抢修是增材制造技术发展的重要方向之一,也给面向增材制造的结构优化设计提出了新的挑战.为了实现异种材料原位替换件的构型设计,提出增材制造损坏替换件拓扑优化设计方法,并以机用散热风扇为例开展应用研究.通过分析散热风扇服役环境和战时抢修需求,在变密度方法框架下建立结构总质量和转动惯量控制在原件数据附近小范围以内、以结构整体柔顺度最小化为目标的拓扑优化问题列式,并完成灵敏度分析公式推导.从拓扑优化结果及其重构模型的仿真数据可知:散热风扇替换件拓扑优化结果收敛性好、满足所有设计要求,重构方案满足增材制造工艺性要求,验证了本文设计方法的有效性.

    拓扑优化增材制造损坏结构替换件应急保障

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    飞翼无人机外形与进排气几何一体化参数化建模

    方欣瑞余雄庆
    30-37页
    查看更多>>摘要：飞翼布局是无人作战飞机的优先布局方案,其特点是机体与发动机进排气系统高度融合.针对飞翼式无人作战飞机概念方案快速几何建模需求,提出一种飞翼机体外形和进排气几何外形的一体化参数化建模方法.基于类函数/形函数方法,建立飞翼机体和进排气几何外形的参数化数学模型;确定关联的外形参数和关联控制规则,实现飞翼外形参数与进排气几何外形的匹配;将所建立的模型与CATIA二次开发方法相结合,实现飞翼式无人机概念方案三维几何模型的自动生成.结果表明:针对不同的进排气方案,本文方法能自动调节飞翼外形,匹配进排气系统的几何外形,有效地提高了飞翼式无人作战飞机概念设计的效率.

    飞翼概念设计参数化建模机体和推进系统一体化无人机

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    考虑配平特性的超声速客机低声爆气动布局优化研究

    郝璇张青青苏诚刘芳...
    38-50页
    查看更多>>摘要：降低声爆水平是下一代超声速运输机研制需要解决的关键问题之一.低声爆优化通常使飞行器布局向着机翼后掠角增大、机翼沿机身方向分布范围增大的趋势发展,给飞行器的配平和低速特性带来不利影响.以某超声速客机基本构型为研究对象,建立基于类别/形状函数的翼身组合体参数化建模方法;基于超声速线化理论分析外形几何参数对声爆水平的影响.在此基础上,分别针对机身轮廓、机翼平面形状以及扭转角分布对该构型进行低声爆优化和俯仰力矩特性优化,并采用CFD方法对优化结果进行校核.结果表明:与基准构型相比,在不显著增加俯仰力矩的基础上,优化构型的阻力降低了19 cts,近场过压显著降低,地面声爆响度降低5.1 PLdB.

    低声爆优化超声速客机超声速线化理论几何参数化配平特性计算流体力学

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    时变可靠性分析的高效近似最大可能轨迹法

    邹南征龚春林张云伟马梦颖...
    51-60页
    查看更多>>摘要：现有的时变可靠性分析方法在处理飞行器复杂时变可靠性分析问题时,具有求解效率过低的缺点.在基于近似最大可能轨迹的时变可靠性分析方法的基础上,根据时间离散所得串联系统瞬时可靠度最小的组件决定整个系统可靠度的特点,在最大可能轨迹自适应建模过程中同时考虑轨迹模型的预测误差和预估值增加样本,提出时变可靠性分析的高效近似最大可能轨迹法;采用解析算例验证最大可能轨迹法的有效性,并将该可靠性分析方法应用于水动力涡轮叶片和航天飞机机翼的时变可靠性分析.结果表明:在精度相近的情况下,所提方法对极限状态函数调用次数不高于基于时间离散的可靠性分析方法的3%.

    时变可靠性时间离散最大可能轨迹Kriging模型自适应采样

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    冲偏出跑道事件风险影响指标分析

    齐心歌毕晟张楠汪磊...
    61-68页
    查看更多>>摘要：目前对冲偏出跑道风险的研究多基于事故统计数据,较少从飞行数据及飞行操作特征的角度进行分析.基于飞行数据,对冲偏出跑道事件开展风险分析,将飞行数据分为飞行状态、操作指令、信息3类,以此研究飞机在起飞滑跑、着陆、着陆滑跑3个阶段的状况及风险影响指标;通过数据所反映的操作特征,结合标准操作程序,推导出飞机偏离正常数据、与标准操作不相符的操作,得到影响正常飞行的风险因素;基于行为安全2-4模型,建立冲偏出跑道风险评价指标体系,对实际案例的事故致因机理进行研究,着重分析操作特征及人为因素,并提出冲偏出跑道风险防控措施.结果表明:从操作类、数据类以及环境类3个维度建立风险影响指标体系,可以降低指标因素对冲偏出跑道事件的影响;从人、机、环、管方面提出改进措施,可有效降低冲偏出跑道事件发生的概率.

    冲偏出跑道飞行数据风险影响指标操作特征

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    超声速变马赫数风洞流场参数线性变化验证

    黄开诱田立丰杨瑞丁浩...
    69-78页
    查看更多>>摘要：旋转喷管型面使超声速变马赫数风洞在单次运行过程中可连续调节实验区的马赫数,便于研究飞行器机动过程、进气道起动过程中的气动问题.在控制喷管型面旋转过程中,流场参数能否线性变化是衡量超声速变马赫数风洞性能的一个重要指标.分析变马赫数风洞实验区流场参数的线性变化规律,利用弹簧光顺的动网格技术建立数值仿真模型,验证喷管位于马赫数3.041～3.215范围所对应的位置时,实验区流场参数是否满足线性变化规律.结果表明:通过对喷管型面旋转的控制实现了风洞实验区流场参数的线性变化,动态计算结果与预期实验区流场参数线性变化规律吻合良好;在不同加速度的流场参数线性变化过程中,各时刻实验区的平均参数与预期参数之间的偏差均小于0.13%.

    超声速变马赫数动网格技术线性变化

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    基于失效概率的涡轮后机匣全局灵敏度分析

    邸昊源李洪双
    79-88,96页
    查看更多>>摘要：涡轮后机匣作为航空发动机安全的关键部件,具有工况复杂、不确定性因素多的缺点.为了探究输入随机变量的不确定性对涡轮后机匣结构失效概率的影响,建立参数化有限元模型进行确定性分析.考虑材料性能、几何参数及外部载荷的不确定性,对涡轮后机匣两种典型失效模式建立极限状态函数;通过构造自适应Kriging代理模型并结合重要抽样方法评估涡轮后机匣结构失效概率,利用基于失效概率的全局灵敏度方法对涡轮后机匣结构可靠度的不确定性来源进行分析,对各输入随机变量重要性进行排序,构建一种涡轮后机匣全局灵敏度分析框架.结果表明:涡轮后机匣在两种失效模式以及系统失效模式下,发动机推力以及线性膨胀系数对结构失效概率影响最为显著,应对其重点考虑;内外机匣长度以及材料弹性模量对涡轮后机匣结构失效概率影响较小,可对其适当忽略.

    涡轮后机匣全局灵敏度分析自适应Kriging重要抽样马尔科夫链

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    高度修正实现刚度等效的梁结构有限元建模方法

    袁强飞
    89-96页
    查看更多>>摘要：民用飞机中对于梁结构的有限元建模,一般采用刚度等效方法将梁建成杆单元与剪切板单元的组合形式,这种有限元简化方法仅能保证截面刚度与真实截面刚度近似等效,但有限元中的截面面积与实际面积却相差较大,致使有限元分析的结果不能准确反映结构严重部位的应力情况.针对传统刚度等效有限元建模方法的不足,提出一种采用高度修正的刚度等效有限元建模方法;将该方法的计算结果与传统建模方法的计算结果、理论计算结果、试验测量结果进行对比.结果表明:本文提出的高度修正的有限元建模方法比传统杆板系建模方法更准确,与试验结果更接近;将该方法用于民用飞机结构有限元建模,能够对真实结构进行更准确地模拟,分析结果也更精确.

    民用飞机梁结构刚度等效应力挠度有限元

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