气动弹性影响下高超声速飞行器动力学建模与分析

高超声速飞行器通常采用轻质材料和细长升力体设计,导致受控刚体运动频率与结构振动频率趋于接近,给飞行器制导控制系统设计带来了巨大挑战。基于假设模态下建立了考虑变截面效应的高超声速飞行器自由梁结构动力学模型,对比了横截面梁和变截面梁模态振型和频率;考虑变截面效应后,振型变化较大,同时二、三阶模态频率均变小。给出了耦合气动弹性和飞行动力学的高超声速飞行器运动方程。在典型工况下,对比分析了刚体、常截面梁和变截面梁高超声速飞行器的平衡和动态特征,结果说明:变截面梁在平衡状态下附加攻角更大,系统在平衡点处开环不稳定性更大,同时非最小相位行为基本不变。     

解非线性振动问题的摄动谐波平衡法

本文在谐波平衡法的基础上,引进摄动的思想,得出了用解析法解非线性振动问题的一个新的有效方法——摄动谐波平衡法。该方法无需对解的形式及谐波系数的量级预先有所了解,这是谐波平衡法所不能比拟的。另外,该方法使非线性振动问题的求解过程变得简单,只涉及解线性代数方程的运算,不必求解微分方程,这又比Lindstedt-Poincare方法、多尺度方法优越。     

长杆射弹侵彻三种混凝土靶的实验研究

为了研究钻地武器的侵彻性能,在57mm口径的气炮上发射长杆射弹对三种靶体进行模拟侵彻实验。靶体为水泥砂浆石靶、钢纤维混凝土靶和含单层密排刚玉球的钢纤维混凝土靶。实验结果表明,弹头形状对侵彻深度有明显影响;当长杆射弹和撞击速度都相同时,与侵彻钢纤维混凝土靶相比,含单层密排刚玉球的钢纤维混凝土靶中的侵彻深度大约降低了11%,而水泥砂浆石靶中的侵彻深度增加了12%。     

轻薄飞行舱结构的隔声模型与分析计算

对轻薄飞行舱结构的噪声隔离问题,提出了针对外形和构造较复杂的轻薄飞行舱结构的隔声模型和分析方法,并与模拟舱的隔声测量进行了比较,结果表明本文提出的隔声分析方法与计算模型是正确可行的,计算结果可作为评估飞行舱结构在隔声要求方面的依据     

运载器牵制释放结构动力响应数值模拟方法研究

将运载器牵制释放垂直发射的过程依次分为静态、牵制、释放三个阶段.利用MSC.Patran/Nastran的场功能和分组分析功能,将前一个阶段的计算结果场向后一个阶段的初始条件场传递,提出了一种分析运载器牵制释放全过程结构动力响应的分阶段计算新方法.解决了牵制释放过程中由于出现运载器-发射台分离面给结构动力响应计算带来的困难.采用该方法计算了几个运载器牵制释放的算例,分析了牵制阶段牵制力的变化、释放阶段运载器结构动力响应的特点、不同释放时间对结构动力响应的影响.算例表明:该方法实施简便、精度较高,还可拓展用于不同时刻释放、释放不同步、施加缓释力等条件下运载器结构动力响应的分析,为牵制释放系统的研制提供参考.     

捷联导引头视线转率估计的交互式多模型样条滤波算法

针对捷联导引头测量信息的弹目惯性视线转率估计,提出了一种基于交互式多模型算法的样条滤波方法(IMM-SF)。基于体视线和惯性视线的映射关系解算惯性视线角,将其作为虚拟观测量进行滤波,设置多个过程噪声模型,每个模型分别采用样条滤波器进行滤波,IMM-SF滤波器的估值结果为各滤波器估值的加权综合。该方法不必对目标的未知机动建模,应用更加方便,并且可在交互式多模型算法的框架下自适应地调整滤波器的噪声。Monte-Carlo仿真结果表明该方法可有效估计视线转率,并可提高估值精度。     

边界条件对复合材料层合板准静态压痕损伤的影响

在实际的服役过程中,飞机用复合材料层合板通过四边铆接的方式与飞机金属框架进行连接,其受力时的边界条件为四边固支。以实际应用背景为基础,分别从分层损伤扩展模式、接触力、凹坑深度、损伤宽度四个方面系统地比较了四边固支和四边简支两种边界条件下,复合材料层合板准静态压痕损伤的区别。结果表明以上四种变量在两种边界条件下均存在明显差异,可为基于实际应用的复合材料准静态压痕损伤研究提供实验依据。     

基于仿射近似的摄像机标定

针对直接基于透视投影模型的标定算法计算量大、结果不稳定的事实,提出一种基于仿射投影矩阵的标定算法。算法首先线性解算仿射投影矩阵,然后分解出部分参数。在假定主点坐标等于图像中心的前提下,解算出其余参数,再以重投影图像点残差和为目标函数,对所有参数进行优化,获得精确的摄像机模型参数,达到精确、快速、稳定的标定目的。大量的仿真和真实图像实验证明算法比传统算法更稳定。     

长期贮存的固体发动机药柱脱粘界面裂纹分析

为了分析长期贮存的固体导弹发动机药柱脱粘层界面裂纹在燃气内压和轴向过载联合作用下的扩展情况,建立了发动机药柱在包覆层与推进剂之间脱粘的三维有限元计算模型,并于脱粘界面的裂纹尖端设置三维奇异裂纹元,模拟脱粘界面裂纹扩展。在包覆层与推进剂之间设置不同深度脱粘,计算了在燃气内压和轴向过载联合作用下不同贮存期、不同深度的界面裂纹尖端的应力强度因子,得到了界面裂纹应力强度因子随贮存时间、脱粘深度的变化规律,对长期贮存的固体发动机脱粘界面裂纹的扩展进行了分析。     

多自治空间数据源的k邻近查询处理

多自治空间数据源的k邻近查询处理在空间信息领域具有广泛的应用。综合分析比较现有的查询处理算法,研究并提出了多自治空间数据源环境下k邻近查询处理框架及其实现算法。实验结果表明,所提出的算法能有效地减少k邻近查询处理系统的数据传输量,减少了系统响应时间。