基于Patran二次开发的星形药柱几何参数灵敏度分析

为了分析几何参数对星形药柱结构完整性的影响,在有限元软件MSC.Patran/Nastran平台上,用Patran的二次开发工具PCL(Patran Command Language)实现了星形药柱建模与分析的参数化。研究了星形药柱最大Von Mises应变随药型几何参数的变化规律并进行了灵敏度分析。结果表明,星形药柱肉厚、星角系数、星角数以及沟槽顶弧倒圆半径等对药柱结构完整性影响较大,药型设计时应重点关注这些参数。所提出的方法和相应结论可为固体发动机设计提供参考。     

参数化建模的螺栓法兰连接刚度分析

为分析几何参数对螺栓法兰连接刚度的影响,用MSC.Patran软件的二次开发工具PCL(Patran Command Language)建立了螺栓法兰连接的参数化模型。研究了螺栓法兰连接刚度随连接结构几何参数的变化规律并进行了灵敏度分析。经分析可知,连接结构刚度对开孔位置比例参数最敏感,其次是上法兰厚度。当上部段长度大于某一数值时,连接结构刚度对上部段长度参数不敏感,这一结论能为连接结构动力学简化建模提供一定理论参考。     

固体发动机药柱正交各向异性材料参数灵敏度分析

<正>交各向异性材料已在大型固体发动机上得到广泛应用。为了较大地降低发动机药柱的VonMises应变水平,极大地提高发动机的结构完整性能,以星形药柱为例,对固体发动机药柱推进剂和绝热层的弹性模量和泊松比等正交各向异性材料参数进行了灵敏度分析,得到了固体发动机药柱正交各向异性材料参数的灵敏度系数。分析方法与结论对固体发动机的优化设计具有指导作用。     

基于参数化建模的包带式星箭连接结构优化设计

采用MSC.Patran参数化建模和遗传算法进行包带式星箭连接结构优化设计。首先给出了包带连接结构二维轴对称模型优化设计过程中涉及的V形卡块刚度等效、包带预紧力模拟和载荷施加方法,以及强度和刚度约束条件、优化目标等内容;然后以某直径为3m的包带连接结构为例进行了优化设计,并分析了对接框内延伸段长度和端头高度对应力及变形的影响;最后建立三维有限元模型进行静力分析。结果表明（1）该方法适用于包带连接结构的优化设计;（2）增加对接框内延伸段长度和端头高度能够提高整体连接刚度;（3）三维有限元模型与轴对称模型计算结果一致,验证了轴对称模型分析方法的正确性,以及V形卡块等效和预紧力模拟方法的有效性。     

弹带挤进过程中膛线的应力分析

运用MSC．Patran软件及其二次开发语言建立了弹丸与火炮身管的参数化模型。利MSC．Dytran软件模拟某型火炮弹带挤进过程，分析挤进过程中弹带、身管和膛线的应力状态，重点分析膛线起始部易损伤的力学原因，为深入研究这一复杂过程提供了参考。     

固体发动机星形药柱的形状优化分析

为了极大地提高发动机的结构完整性能,利用MSC.Nastran软件的结构优化功能,对星形药柱发动机进行了形状优化分析.探讨了发动机形状优化中位移模式和辅助模型的建立方法,根据发动机的结构和受力特点,建立了星形药柱的平面应变模型,对星形药柱的控制参数进行了灵敏度分析,并在此基础上对星形药柱进行了形状优化.优化结果表明:增大星边夹角和顶弧倒角可有效地缓解应力应变的集中程度.     

S形回归模型重新参数化的探讨：兼评桂占吉《S形回归模型及其应用》

本文依据非线性回归模型的理论方法,对文[1]提供的四组医学数据进行重新计算,给出正确结果,指出文[1]中错误,并讨论了S形回归模型的重新参数化问题.     

含内聚空洞固体发动机药柱的寿命预估

为了对含内聚空洞固体导弹发动机的贮存寿命进行预估,采用加速老化试验,得到该推进剂最大延伸率随贮存时间的变化规律;应用三维粘弹性有限元分析方法,对含内聚空洞的发动机贮存一定时间后直接点火发射过程进行数值仿真,从中获得发动机药柱在点火增压和轴向过载联合作用下的最大Von Mises应变.将不同贮存期药柱的最大Von Mises应变值与推进剂的最大延伸率进行对比,利用结构完整性评估准则,给出了某发动机药柱不同贮存期间内聚空洞大小的允许值.该方法可为含内聚空洞固体发动机的判废提供定量参考.     

伞盘结构对大长径比发动机药柱结构完整性的影响

为了提高大长径比发动机药柱结构完整性水平,基于三维黏弹性有限元法,计算某大长径比固体发动机在温度和内压荷载联合作用下的结构响应;研究伞盘结构及其位置对药柱最大Von Mises应变的影响规律;讨论当伞盘位于药柱中部时,伞盘最大Von Mises应变随伞盘宽度、深度以及顶部圆弧半径比的变化规律。结果表明,伞盘位于药柱中部时可以有效地降低大长径比药柱的最大Von Mises应变,增加伞盘宽度、深度或选取合适的半径比均可降低伞盘结构的最大Von Mises应变。所得结论可为固体发动机设计提供参考。     

长贮过程中发动机HTPB推进剂老化机理分析

为揭示固体推进剂在长期贮存过程中的老化机理,解剖了自然贮存19年贴壁浇注的端羟基聚丁二烯橡胶推进剂装药发动机,沿着药柱径向不同位置进行了取样,并采用扫描电镜、能量色散X射线光谱仪、红外吸收光谱、交联密度等多种手段对这些样品进行了测试分析。研究发现：贴壁浇注发动机药柱不同位置推进剂的老化程度不尽相同,越靠近非金属壳体位置,推进剂的老化程度越严重。进一步深入分析表明：除了丁羟胶中双键的氧化断链和端羟基的缩合等影响推进剂老化,铝粉氧化产生的铝离子会催化丁羟胶双键与氯气或水发生加成反应生成■双键和仲醇,而铝离子迁移和分布的不均匀会引起药柱老化的不均匀性。研究结果对推进剂配方设计和防老化措施的研究具有重要意义。     

保形插值的样条函数方法

对于给定的任何型值数组,本文通过插入新结点构造了Ｃ１连续的保形插值二次和三次样条函数Ｓ（ｘ）,最后还讨论了单调保形的插值样条函数。     

基于气动-弹道一体化模型的飞行器外形优化设计

为提升飞行器气动外形优化设计效果,研究了新型飞行器在大空域、宽速域范围的气动适应性问题,提出一种基于气动-弹道一体化模型的外形优化设计方法。通过考虑气动和弹道的耦合作用,综合利用类型函数/形状函数转换技术、气动工程估算方法和Radau伪谱法,建立飞行器气动-弹道一体化模型。基于该模型,通过明确优化目标和约束条件,给出基于Kriging的气动外形优化方法,实现在多参数约束条件下的飞行器气动外形高效全局优化。以升力体构型飞行器为例,开展气动外形优化设计,结果表明该方法能较好地描述大空域、宽速域的气动和弹道特征,有效提升飞行器气动外形设计精度和水平,可为新型飞行器总体设计提供技术支撑。     

基于权值的NURBS曲线形状修改

针对基于控制顶点的NURBS曲线形状修改的不足,讨论了如何通过修改控制顶点的权值进行NURBS曲线的形状修改问题。NURBS曲线可以看作是高一维空间非有理B样条曲线的中心投影,该B样条的控制顶点为原NURBS曲线的带权控制顶点,并且这样的B样条曲线有无数多条。根据这个性质,以实例的方式通过特定自由参数确定B样条曲线,实现了基于权值的NURBS曲线形状修改。该方法不仅能够较好地确定新的带权控制顶点,还解决了修改后曲线在给定点的切矢问题,具有更好的灵活性。     

利用数形结合方法求解几类代数问题

数学研究的对象是现实世界的数量关系(数)和空间形式(形)。“数”和“形”常按照一定的条件相互转化。数形结合思想是数学的重要的思想方法之一,并蕴于数学基础知识和基本技能之中,在数学解题中应用十分广泛。其实质是将抽象的数学语言与直观图形结合起来,发挥“数”与“形”两种信息的转化及其优势互补与整合,使逻辑思维与形象思维完美统一起来。对于培养学生的创新意识和创造思维具有积极的促进作用。     

回归型支持向量机的机翼结冰冰型预测

飞机结冰严重威胁着飞行安全。针对机翼结冰冰型预测时不确定性因素较多、难以准确预测的问题,提出了一种基于回归型支持向量机的机翼结冰冰型预测方法。在建立冰型模型的基础上,利用回归型支持向量机(Support Vector Regression,SVR)获得冰型多项式系数,从而预测出相关飞行条件和大气条件下的冰型。仿真结果表明,该方法具有较好的预测能力,可以及时提供可靠的结冰信息,为保证结冰条件下的飞行安全提供了保障。     

基于接触的捞雷具夹紧爪接触面形状优化

介绍了在捞雷具夹紧爪设计过程中引入的基于接触的有限元形状优化设计方法.传统的机械设计方法仅考虑了零件的几何尺寸,而对其形状的设计却考虑不够,导致设计结果不理想.文中将基于接触的有限元形状优化方法应用于传统的机械设计过程.对捞雷具夹紧爪建立基于有限元分析的优化设计模型,使夹紧爪既能满足打捞鱼雷的要求,又得到了优化的形状.结构的特性与受力状况均得到改善.     

序列近似优化方法及其在火箭外形快速设计中的应用

针对序列近似优化方法在代理模型构造与采样策略等方面的不足,基于采样点局部密度,引入与局部密度成反比的样本点影响体积概念,通过优化总影响体积确定径向基函数最优核宽度,满足序列近似优化过程不同规模、非均匀样本条件下的函数近似需要;建立潜在可行域最大距离加点准则,并与潜在最优加点准则结合平衡算法的探索能力与开发能力;建立三步收敛判定准则;构建改进序列近似优化的算法流程。对于Golinski减速器的优化设计问题,算法在目标函数调用42次后便搜索到全局最优解,体现了其良好的全局寻优能力与搜索效率。以"天航二号"火箭为例,建立其外形优化问题数学模型,所提优化方法在调用原始计算模型165次之后便搜索到全局最优解,大大提高了设计效率,同时飞行试验也表明设计结果满足要求。     

粘弹性界面裂纹相似界面单元聚缩解

提出了粘弹性界面裂纹分析的相似界面单元聚缩解法。该方法在裂纹尖端附近划分相似界面单元,多层相似单元形成一个子结构;然后利用相似界面单元具有类似刚度矩阵的特点,将子结构内的大量自由度聚缩后再求解。作为算例,求解了双粘弹性材料和弹—粘弹性材料矩形板单边裂纹的拉伸问题。