【摘 要】
：
对航空铝合金2524-T3和7075-T62薄板分别进行了 4种不同冲击能量的低速冲击试验,并对冲击后薄板进行了静力拉伸、恒幅加载疲劳性能及块谱加载疲劳寿命试验,研究了冲击凹坑尺寸(或冲击能量)对静力性能、疲劳强度以及疲劳寿命的影响;根据断口形貌和试验观察,分析和讨论了冲击对疲劳特性和损伤机理的影响.为估算冲击后薄板谱载疲劳寿命,在试验基础上提出新的冲击后薄板疲劳性能S-N-Kt表征模型,采用新模型处理试验数据,得到的理论结果与试验数据吻合良好.基于Johnson-Cook本构方程,建立了冲击后铝合金薄板
【机 构】
：
上海飞机设计研究院机体集成部,上海 201210;北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京 100083
论文部分内容阅读
对航空铝合金2524-T3和7075-T62薄板分别进行了 4种不同冲击能量的低速冲击试验,并对冲击后薄板进行了静力拉伸、恒幅加载疲劳性能及块谱加载疲劳寿命试验,研究了冲击凹坑尺寸(或冲击能量)对静力性能、疲劳强度以及疲劳寿命的影响;根据断口形貌和试验观察,分析和讨论了冲击对疲劳特性和损伤机理的影响.为估算冲击后薄板谱载疲劳寿命,在试验基础上提出新的冲击后薄板疲劳性能S-N-Kt表征模型,采用新模型处理试验数据,得到的理论结果与试验数据吻合良好.基于Johnson-Cook本构方程,建立了冲击后铝合金薄板的非线性弹塑性有限元模型,模拟了冲击凹坑附近的残余应力和应力集中;利用冲击后薄板疲劳性能S-N-Kt模型,预测了冲击后的航空铝合金2524-T3和7075-T62薄板的块谱疲劳寿命,预测结果和试验数据吻合良好,精度可接受.
其他文献
采用直接数值模拟对来流马赫数2.9、24°压缩-膨胀折角构型中激波与湍流边界层干扰问题进行了研究.重点关注膨胀折角法向高度对激波干扰区以及下游平板边界层流动的影响.研究发现,当高度足够大时,激波干扰区内未受下游膨胀波的影响,此时的流动特征与传统的压缩折角干扰构型一致.高度较小时,脱体剪切层的再附过程受到下游膨胀波的加速影响,导致再附点向上游移动,分离泡发生剧烈收缩.对上、下游平板湍流边界层应用了平均摩阻分解技术,比较了湍流边界层在平衡和非平衡状态下的差异.分析发现,膨胀折角区域的高摩阻现象主要与摩阻分解后
通过改变机体结构气动外形,确保飞行器在不同飞行状态下持续获得最优气动效益,一直是航空领域的研究热点,而机翼变弯度(VCW)技术是其中一个重要研究方向.首先,分析总结了机翼变弯度技术所带来的综合收益,详细阐述了不同飞行器对机翼变弯度技术的具体需求;然后,分别从变弯度前缘和后缘回顾了过去数十年的发展历程,分析了当前面临的主要技术难点;最后,预测了未来发展趋势,并对机翼变弯度技术的未来研究方向提出了建议.
湿滑条件下飞机着陆安全性一直是航空安全领域的研究重点.采用数值模拟方法研究了机轮在湿滑道面上的滑跑过程,基于空客A320型飞机的机轮子模型,建立了具有不同胎面花纹特征的机轮模型,并对胎面花纹进行了精细化处理;采用光学扫描及三维重构的方法,构建了具有SMA-13沥青道面纹理特征的道面模型;结合Heinrich橡胶材料与粗糙道面的接触模型,建立了机轮橡胶与机场道面的接触模型,并实现了橡胶胎面与道面间的接触;运用欧拉-拉格朗日(CEL)算法实现了水膜与道面、机轮间的流固耦合模拟.基于提出的机轮滑水有限元模型,用
为了揭示空桶型旋转爆震燃烧室内爆震波的建立过程及工作特性,分别采用火花塞点火、垂直预爆震管点火和切向预爆震管点火,实验研究了不同点火方式下的爆震波起爆和稳定传播特性.喷注器采用环缝-喷孔对撞式设计,燃料和氧化剂分别为乙烯和富氧空气.结果表明,在空桶型旋转爆震燃烧室中,3种点火方式均可成功起爆并获得稳定传播的爆震波,点火方式对旋转爆震波的传播方向影响较小;与火花塞点火相比,垂直预爆震管点火和切向预爆震管点火均能拓宽旋转爆震燃烧室的稳定工作范围;在氧化剂供给流量和当量比相同的条件下,点火方式的改变并未影响旋转
为探究激波/边界层干扰表面摩阻统计特性,对马赫6柱-裙构型的激波/湍流边界层流场进行了直接数值模拟,推导了柱坐标形式的时均摩阻分解公式,将其与对流效应、流向不均匀性效应、分子黏性耗散效应、曲率效应和湍动能耗散关联起来,在此基础上对摩阻脉动和时均摩阻的统计特性进行了研究.概率密度分布结果表明干扰区内摩阻脉动概率密度明显偏离正态分布,摩阻脉动在该区域的间歇性较强,这与湍流脉动在激波干扰后存在显著内在可压缩性效应有关;谱功率密度结果表明摩阻脉动的能量在干扰前中频部分的能量占据主导,峰值对应频率约为0.14,干扰
在马赫数2.5来流条件下,开展了高频微秒脉冲放电控制压缩折角激波/边界层干扰非定常性的风洞实验,放电位于压缩折角上游沿流向布局的6对电极之间,所选取的放电频率为14 kHz,接近于来流边界层的特征频率.采用高速纹影成像技术记录流场的动态变化,并基于纹影图像灰度值的时间序列采用平均、均方根、本征正交分解、动态模态分解、傅里叶变换等方法进行处理,对比研究有/无控制情形下激波/边界层干扰的非定常特性.研究发现,对于无控情形的基准流场,流动的低频特性表现为分离激波的振荡及边界层大尺度涡经过激波的脱落行为,中、高频
低速飞机在阵风作用下容易产生非线性气动力,从而引发非线性气动弹性效应,对飞行安全造成威胁.针对此类问题的分析,经典面元法无法满足计算精度要求,计算流体力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)全阶耦合分析效率低下,因此需建立满足工程应用的高精度、高效率的飞行动力学仿真分析模型.针对以上问题提出了一种适用于工程的非线性气动力降阶模型(ROM)用以实现弹性飞机飞行动力学仿真,特别是低速飞机在遭遇大幅值阵风情况下的阵风响应仿真.以风洞试验飞翼飞机模型为对象,利用CFD方法获得了该模型的气动力数据,利用自回归移动平
综合采用流场观测和动态压力测量技术,对非对称超声速喷管分离流状态下喷管内激波结构和壁面动态压力进行了试验测量,通过壁面压力时频特性分析获得非对称喷管内不同流动分离模态的流动非定常特性.结果表明:在喷管落压比(NPR)为1.8～12.7范围内,喷管内流场结构由下偏向上偏转换;上壁面流动分离模态经历了受限激波分离(RSS)、末端振动状态和自由激波分离(FSS);下壁面流动分离模态主要为FSS;流动分离模态为RSS时,Schmucker分离预测标准不再适用.RSS和末端振动状态模态下,尽管分离间歇区壁面动态压力
针对飞机舱内的低频宽带噪声控制难题,提出了适用于飞机壁板隔声增强的层合声学超材料.该层合声学超材料由前、后2层不同构成参数的约束型薄膜声学超材料板,及其中间填充的多孔吸声材料复合而成.通过建立层合声学超材料的隔声计算有限元模型,分析各层约束型薄膜声学超材料,以及两者复合构成的层合声学超材料的隔声特性关系,着重研究层合声学超材料的负质量效应对其隔声特性的影响机理.基于四传声器法声阻抗管测试系统,测量层合声学超材料的法向入射隔声量,用以验证有限元模型的有效性.最后,在半消室开展大尺寸层合声学超材料的插入损失试
以典型三联旅客座椅为研究对象,建立了经试验验证的航空座椅有限元模型,研究了安全带固定点位置、安全带刚度和安全带形式等参数的变化对座椅系统动态响应的影响.在水平冲击下,安全带固定点位置对乘员运动轨迹和椅腿受载的影响显著,后左椅腿和前左椅腿Z向受载均随着安全带角度的增加而减小.安全带固定点位置对安全带载荷的影响较小.安全带刚度对乘员运动轨迹、安全带载荷和椅腿载荷的影响均显著.随安全带刚度增大,其自身承受的载荷增加,乘员前移距离和椅腿受载均减小;此外,与两点式安全带相比,Y型安全带对乘员的约束效果更好,可减小头