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期刊信息/Journal information
西北工业大学学报
西北工业大学学报

胡沛泉

双月刊

1000-2758

xuebao@nwpu.edu.cn

029-88495455

710072

西安市友谊西路127号（西工大校园158号信箱）

西北工业大学学报/Journal Journal of Northwestern Polytechnical UniversityCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为综合性工业技术刊物。主要发表该校科研成果，包括航空航天、热能工程、电子工程、自动控制工程、金属材料及热处理、高分子材料、机械学与机械制造工程、检测技术与仪器、计算机应用与软件、信息系统工程、工业企业管理等方面的学术论文和技术报告。读者对象为航空航天、自动控制、机械、电子、计算机等领域的科研人员和理工科大专院校师生等。
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    活塞理论非线性项对壁板颤振特性的影响研究

    骆雨潇叶坤叶正寅
    577-587页
    查看更多>>摘要：目前,活塞理论非线性项对壁板颤振的影响规律尚未得到系统性总结.基于一、二、三阶活塞理论建立了超声速气流下的二维简支非线性壁板颤振的运动方程.应用李雅普诺夫间接法分析受热简支壁板的稳定性,基于数值分析法对壁板颤振方程进行数值求解,研究活塞理论非线性项对壁板颤振的影响规律.结果表明:①在小温升比下,一阶活塞理论下壁板响应仅表现为收敛运动和单周期极限环颤振,而高阶活塞理论下,壁板响应表现更为复杂,除了上述特征之外,还存在多周期极限环颤振和混沌运动等更加复杂的非线性动力学现象;②随着马赫数的增加,一阶活塞理论和高阶活塞理论下的壁板动态响应出现显著差异时所需的动压和温升比逐渐减小;③在高马赫数与较高动压下,二阶活塞理论和三阶活塞理论的计算结果出现显著差异,同时在高温升比下,也会出现相同的现象;④当壁板动态响应特征基本一致时,高阶活塞理论计算的位移响应峰值通常小于一阶活塞理论计算结果,最大误差可达到约16.66％.文中研究结果对于实际工程应用中在不同条件下如何选择适用的简支壁板颤振分析方法具有一定参考价值.

    活塞理论稳定性壁板颤振数值模拟

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    考虑运动副磨损的锁止系统可靠性响应面试验仿真

    李青松张锦叶贺尔铭张鹏程...
    588-596页
    查看更多>>摘要：锁止系统在武器挂载与投放过程中承受的集中载荷可能导致铰链和运动副产生机械磨损,进而影响武器挂架机构系统的功能可靠性,文中重点探讨运动副磨损演化对锁止系统可靠性的影响.构建了锁止系统的刚柔耦合多体动力学模型,以模拟挂架在不同承载工况下的动态行为.通过Archard磨损模型精确计算了主要运动副的磨损量,为后续可靠性分析提供数据支撑.采用响应面法设计了锁止系统可靠性分析的正交试验,并通过蒙特卡罗法模拟得到了锁止系统在设计寿命内的可靠性退化规律.研究结果表明运动副磨损对机构运动功能和精度影响显著,在设计寿命内机构的运动可靠度可维持在99％以上.然而,当使用时间超过设计寿命2倍时,可靠度显著下降至约85％,通过灵敏度分析得到了不同磨损位置对可靠性的影响程度.研究结果不仅为锁止系统的优化设计提供了科学依据,也为武器挂架锁止系统的可靠性评估和维护策略提供了新的视角和方法.

    锁止系统磨损可靠性响应面法灵敏度

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    超弹性Kirchhoff-Love板壳的相场断裂研究

    彭帆马维力马玉娥黄玮...
    597-605页
    查看更多>>摘要：板壳这类薄壁结构在诸多工程领域得到广泛应用,预测其断裂行为对工程结构的完整性设计和强度评估具有重要意义.超弹性板壳断裂行为的数值仿真需同时考虑复杂的运动学描述、超弹性本构关系、几何非线性和断裂损伤对弹性常数的退化,因此具有一定的挑战性.将Kirchhoff-Love(K-L)板壳理论与断裂相场法结合,采用T样条对位移场和相场的一、二阶偏导进行数值离散,满足了 K-L板壳理论对形函数C1连续的要求,建立了超弹性K-L板壳相场断裂模型的等几何分析数值格式,模拟了超弹性K-L板壳在均布载荷和位移加载下的断裂失效行为,研究了高斯曲率对超弹性K-L壳断裂性能的影响.数值模拟结果表明:所建立的数值格式可以有效地捕捉板壳在均布载荷下的复杂裂纹扩展路径,模拟得到的位移场可以有效地反映材料的裂纹分布情况;具有负高斯曲率的薄壳在承受内压作用时具有较好的断裂性能,可以承受更大的内压.

    超弹性板壳相场断裂等几何分析

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    含金属簇绒结构CFRP层合板雷击烧蚀防护性能模拟

    贾宝惠杨霄单泽众肖海建...
    606-615页
    查看更多>>摘要：簇绒技术具有灵活性高、经济性高等优点,研究发现金属簇绒结构能显著改善碳纤维复合材料的机械性能和电气性能.为探究含新型雷击防护金属簇绒结构CFRP(carbon fiber reinforced poly-mer)层合板在雷击过程中损伤特性,建立不同结构参数下含金属簇绒结构CFRP层合板电-热耦合模型,通过与实验结果对比分析发现,仿真模型的损伤样貌、损伤区域及损伤扩展趋势与实验相吻合,证明了模型的有效性.研究结果表明:含金属簇绒结构CFRP层合板的烧蚀表面积降低至基准件的8.06％;金属丝间距对高电势区域面积和区域形状有影响,金属丝间距对雷击烧蚀面积影响最大.

    雷击防护金属簇绒结构烧蚀损伤热电耦合

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    波浪环境下水下航行体高速倾斜出水流体动力与运动特性研究

    李润泽张庆辉汪超刘勇锋...
    616-624页
    查看更多>>摘要：针对水下航行体跨水空交界面过程,基于CFD方法,结合VOF与DFBI模型,建立了复杂构型航行体穿越波浪环境的高精度数值模拟模型,实现了波浪环境下复杂构型航行体出水过程模拟,完成了造波和跨介质过程的模拟精度验证,得到了航行体出水过程中的流体动力和运动特性,获得了波浪相位、运动方式等对航行体的受力和运动特性的影响规律,为跨介质无人航行体设计提供技术支撑.

    水下航行体出水波浪数值模拟流体动力

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    等离子喷涂Cr2O3/8YSZ复合涂层微观组织及抗热冲击性能研究

    袁湖川孙登月孟庆栋田招刚...
    625-633页
    查看更多>>摘要：为了探究Cr2O3/8YSZ复合涂层高温性能,利用等离子喷涂技术在Q235钢表面制备了 4种不同混合比例的Cr2O3/8YSZ复合涂层(8YSZ含量分别为50％,30％,20％,0％).通过热场发射扫描电镜对涂层的形貌进行SEM表征并对涂层的截面元素分布进行EDS线扫,采用X射线衍射仪分析复合涂层的物相组成,利用表面轮廓仪测量了复合涂层的表面粗糙度,使用全自动显微维氏硬度计对涂层的显微硬度进行测量,采用划痕仪对涂层的抗划伤性能进行对比,利用Gleeble-3800热物理实验模拟机对涂层的抗热冲击性能进行测试,并对热冲击之后的截面形貌进行观察分析.结果表明,当Cr2O3与8YSZ比例为7∶3时,由于8YSZ对垂直裂纹的偏转作用以及涂层内部存在的孔隙和裂纹对热应力的释放作用,该样本涂层具有较好的抗热冲击性能.

    等离子喷涂Cr2O38YSZ复合涂层抗热冲击性能

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    行星滚柱丝杠螺纹副动载荷分布计算方法研究

    许千斤马尚君吴林萍付晓军...
    634-642页
    查看更多>>摘要：为揭示行星滚柱丝杠在高速运转条件下的动载荷分布特性,基于螺旋曲面方程和变形协调关系,提出了滚柱-丝杠及滚柱-螺母螺纹在接触点处静态接触力计算方法,推导出承载后接触角计算公式.在此基础上,进一步考虑高速运转产生的惯性力作用,建立了行星滚柱丝杠螺纹牙动载荷分布模型.通过与行星滚柱丝杠有限元接触模型进行对比,两者误差在5％以内,验证了所建理论模型的正确性.分析了丝杠转速、轴向载荷、螺距及牙侧角等参数对动载荷分布的影响规律.结果表明:惯性力使滚柱产生靠近螺母远离丝杠的趋势,使得滚柱-丝杠侧动态接触力减小,滚柱-螺母侧动态接触力增大;动载荷分布不均程度与丝杠转速和螺距呈正相关,与牙侧角呈负相关,且轴向载荷大小对动载荷分布影响较大.

    行星滚柱丝杠螺纹副动载荷分布

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    悬臂梁式局域共振单元的弹性波带隙特性研究

    孙旭阳王中周景军王谦...
    643-651页
    查看更多>>摘要：提出了一种由通孔悬臂梁和质量块组成的新型声子晶体构型,并对包含该构型的二维周期阵列板的带隙特性进行了数值分析和实验验证.结果表明,所提出结构中存在多条弯曲波带隙,其形成机理是由于基体中弹性波与局域共振结构谐振特性发生耦合,且带隙的宽度与耦合强度相关,进一步研究发现模态有效质量占比是模态是否产生带隙的一个考量标准.同时,研究了局域共振单元的晶胞常数和几何参数对带隙的调控规律.基于以上研究,通过改进原始局域共振结构,得到了更加丰富的带隙特征,为宽频带隙的设计提供了一种可行的思路.通过仿真计算和实验得到了有限周期结构板的振动传递率,其衰减频段与带隙范围基本吻合,表明了该结构具有良好的低频减振性能,且结构简单,在减振降噪领域具有广阔的工程应用前景.

    超材料局域共振振动控制带隙机理

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    一种电动舵机的多余度传感器故障诊断方法

    崔玉伟李爱军孙杨
    652-661页
    查看更多>>摘要：为了解决电动舵机多余度位置传感器奇异故障模式的诊断难题,在传统基于多余度比较的故障诊断算法基础上,提出一种基于霍尔传感器解析模型的故障诊断方法.通过霍尔传感器完整的自监控设计及舵机位置传感器的解析模型设计,形成多余度位置传感器的非相似余度信号;采用基于滑动数据窗的假设检验方法,通过调整滑动数据窗口宽度,满足传感器故障检测的虚警率和漏报率指标要求,整体形成面向位置传感器的故障诊断算法.基于某飞行器管理系统的电动舵机,开展真实位置传感器2∶2奇异故障模式的算法验证,结果表明基于霍尔传感器模型的故障诊断算法,能够有效解决2∶2等奇异故障带来的诊断问题,大幅提升传感器信号的可用性,保证伺服闭环的控制精度和容错能力.

    电动舵机传感器故障诊断多余度比较解析模型

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    基于自抗扰控制的变体飞机机动控制研究

    李珂澄刘小雄李煜王悦文...
    662-672页
    查看更多>>摘要：针对变体飞机变体过程中的模型不确定性和机动过程中遇到的扰动等问题,提出一种基于自抗扰控制的变体飞机机动控制方法,用于消除模型不确定性和外界扰动的影响以及提高机动控制的快速性和准确性.建立变体飞机非线性运动模型并分析变体飞机变体过程对飞机影响机理;采用自抗扰控制技术设计角速度鲁棒控制律;在扰动影响下分析了自抗扰控制律的控制性能;在气动参数扰动下结合变体过程,选取上半滚倒转机动验证所设计控制律的性能.数值仿真结果表明,自抗扰控制器能够消除模型不确定性、外界扰动和不同通道间的强耦合作用,完成上半滚倒转机动的控制,具有较好的解耦效果和较强的抗扰动能力,并且通过变体可以有效地提高飞机的机动性能和操纵面的控制裕度.

    变体飞机自抗扰控制机动控制解耦控制

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