形状记忆合金自复位减振装置研制与验证

1

作者 麻越垠 李道奎 +4 位作者 聂旭涛 张伟 高鑫宇 陈万华 陈振华 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期105-115,共11页

为改善第二喉道中的可调中心体机构(简称中心体)在工作状态下的流致振动,根据形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)偏置双程驱动原理,设计制作一种能够满足中心体有限安装空间要求的SMA自复位减振装置;采用UMAT接口编制的SMA本构关系... 为改善第二喉道中的可调中心体机构(简称中心体)在工作状态下的流致振动,根据形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)偏置双程驱动原理,设计制作一种能够满足中心体有限安装空间要求的SMA自复位减振装置;采用UMAT接口编制的SMA本构关系子程序实现减振装置最大压紧力的数值分析,数值分析与静态调试试验结果误差约为2.58%;搭建地面减振试验平台,测试SMA自复位减振装置分离和闭合状态下的中心体零部件振动响应。减振试验结果显示:SMA自复位减振装置闭合后,中心体振动响应明显降低,在0~100 Hz频带内,均有明显的减振效果,低频至55 Hz范围内,减振率均大于50%。 展开更多

关键词 形状记忆合金 自复位减振装置 中心体机构 风洞 数值分析 减振试验

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基于响应面方法的叶栅摆动装置有限元模型修正 被引量：9

2

作者 麻越垠 陈万华 +2 位作者 王元兴 谢强 李远莉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第22期232-236,242,共6页

为提高叶栅摆动装置模态分析与模态试验的相关性,使用响应面方法对有限元模型多个参数进行优化,实现模型修正。首先使用有限元模型进行模态分析,提取整体模态;其次,采用移动传感器方法对大型装配体进行整体模态试验,通过模态判据准则检... 为提高叶栅摆动装置模态分析与模态试验的相关性,使用响应面方法对有限元模型多个参数进行优化,实现模型修正。首先使用有限元模型进行模态分析,提取整体模态;其次,采用移动传感器方法对大型装配体进行整体模态试验,通过模态判据准则检验模态试验结果、模态参与因子确定主要整体模态;再次,基于有限元模型误差分析,确定对主要部件分别采用不同材料修正参数,通过中心复合试验设计确定样本空间,使用多目标响应面方法对样本进行回归分析,在回归分析的响应面内对待修正参数进行非线性约束优化,得到最优解;最后,使用修正参数重新进行模态分析实现模型确认,并进行动力学计算,与实际测试结果对比。结果表明,修正后的模态分析与模态试验结果相关性提高,前三阶整体模态频率误差均值由9.71%减小至0.73%,振型相关性由0.74提升至0.89。 展开更多

关键词 模型修正 响应面方法 模态试验 模态分析 叶栅摆动装置

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风洞模型支撑系统振动主动控制试验研究 被引量：7

3

作者 麻越垠 陈万华 +1 位作者 王元兴 聂旭涛 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期232-236,共5页

风洞试验中,在非定常气动载荷激励下,模型支撑系统会出现振动,较大量级的振动会制约试验安全和测量精度。为解决风洞试验中模型支撑系统的振动问题,在模型支撑系统支杆尾部安装压电智能结构,配合PID和神经网络算法,实现对模型支撑系统... 风洞试验中,在非定常气动载荷激励下,模型支撑系统会出现振动,较大量级的振动会制约试验安全和测量精度。为解决风洞试验中模型支撑系统的振动问题,在模型支撑系统支杆尾部安装压电智能结构,配合PID和神经网络算法,实现对模型支撑系统振动的主动控制。为验证上述结构的振动主动控制效果,在某风洞中,使用LMS Test.Lab动态信号采集分析系统对安装压电智能结构的模型支撑系统开展模态试验和风洞试验研究。试验结果表明:(1)风洞试验中,模型支撑系统振动以一阶和二阶振动为主,随着风速增大,二阶加速度与一阶加速度振幅比增加;(2)PID算法可以实现试验各工况的振动控制,但控制效果不稳定;具有自适应性的神经网络算法在控制中不收敛,振动出现发散。(3)以振动加速度有效值为考察依据,对于一阶振型,PID算法减振幅度约为92.94%,神经网络算法减振幅度约为83.89%;对于二阶振型,PID算法减振幅度约为68.65%,神经网络算法不收敛,振动出现发散。 展开更多

关键词 模型支撑系统 振动主动控制 模态试验 风洞试验

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基于响应面法的低温风洞扩散段热力学模型修正 被引量：6

4

作者 麻越垠 聂旭涛 +2 位作者 陈万华 姚程伟 张伟 《实验流体力学》 CSCD 北大核心 2017年第4期71-78,共8页

低温风洞运行过程消耗大量液氮和电力,洞体结构产生附加热应力和热变形,建立可靠的低温风洞热力学模型对研究风洞运行安全性和经济性是必不可少的。以低温风洞扩散段为方法研究对象,建立有限元热力学模型,为提高热力学模型和实际模型的... 低温风洞运行过程消耗大量液氮和电力,洞体结构产生附加热应力和热变形,建立可靠的低温风洞热力学模型对研究风洞运行安全性和经济性是必不可少的。以低温风洞扩散段为方法研究对象,建立有限元热力学模型,为提高热力学模型和实际模型的相关性,使用响应面法对有限元热力学模型多个参数进行修正。通过对比分析温度、应力监测点试验数据和仿真数据的差别,确定驻室锥形体内表面对流换热系数为待修正参数;使用中心复合试验设计生成有限元热分析样本空间,以温度、应力监测点试验数据和仿真数据的残差均方和为考核指标,在样本空间内对残差均方和进行非线性回归分析,建立残差均方和的响应面模型;以所有监测点残差均方和总和为目标函数,在样本空间内进行多目标非线性优化分析,得到最优解;验证修正后的热力学模型,结果表明:(1)基于响应面法的热力学模型修正是可行的;(2)修正后的热力学模型分析数据与试验数据吻合性提高,并且适用于其它降温试验。 展开更多

关键词 热力学模型 响应面法 低温风洞 模型修正 对流换热系数 降温试验 试验验证

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风洞模型支撑机构有限元模型修正与确认 被引量：1

5

作者 麻越垠 郝鹏 +1 位作者 马斌 陈万华 《宇航总体技术》 2021年第5期51-59,共9页

风洞模型支撑机构有限元建模对预测风洞试验中的结构动力学响应至关重要。然而采用模态试验修正有限元模型需要多轮迭代优化,随着修正参数的增多,数值优化耗时将呈指数化增长。为解决上述问题,联合ABAQUS、MATLAB搭建iSIGHT结构有限元... 风洞模型支撑机构有限元建模对预测风洞试验中的结构动力学响应至关重要。然而采用模态试验修正有限元模型需要多轮迭代优化,随着修正参数的增多,数值优化耗时将呈指数化增长。为解决上述问题,联合ABAQUS、MATLAB搭建iSIGHT结构有限元模型修正平台,基于此平台开展某模型支撑机构有限元动力学模型修正,根据试验设计变量对响应的贡献量,筛选灵敏度较高的修正变量;构建前4阶频率差和振型相关性为多目标函数,使用近似建模得到修正变量和目标函数的响应面模型,采用多目标优化方法NSGA-II开展模型修正;修正后的模型前4阶频率差均在10%以内,振型相关性均大于0.8。对修正模型开展动力学响应确认,使用结构模态动力学响应与锤击试验响应作对比,结果显示,修正模型满足工程需求,可用作下一步复杂载荷作用下的结构动力学响应预测。 展开更多

关键词 有限元模型修正 近似建模 多目标优化 模型支撑机构 模型确认

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激光器引射式压力恢复系统过渡段的分析与结构改进

6

作者 麻越垠 王元兴 陈万华 《机械设计》 CSCD 北大核心 2014年第1期51-54,共4页

为研究过渡段振动情况,建立有限元分析模型,利用MSC.Patran/Nastran对过渡段进行静力学和模态分析,采用LMS Test.lab对过渡段进行试验研究。通过对比仿真和试验结果,分析过渡段竖直方向振动剧烈的影响因素,提出采用加强筋改进过渡段的... 为研究过渡段振动情况,建立有限元分析模型,利用MSC.Patran/Nastran对过渡段进行静力学和模态分析,采用LMS Test.lab对过渡段进行试验研究。通过对比仿真和试验结果,分析过渡段竖直方向振动剧烈的影响因素,提出采用加强筋改进过渡段的优化方案,并通过数值分析方法检验设计成果。研究结果表明:改进后的过渡段完全满足预定的改进目标。 展开更多

关键词 优化设计 有限元分析 振动测试 过渡段

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基于Virtual Lab的模态试验预试验方法研究 被引量：1

7

作者 麻越垠 陈万华 马斌 《机械》 2021年第6期70-74,共5页

为准确规划模态试验响应点和激励点的布置,根据响应点对模态向量的贡献量选取最佳响应组,以驱动点留数为研究对象,得到最佳激励点位置;以某风洞模型支撑系统支杆模态试验为例,对比两种响应点布置方案对最大非对角线MAC值的影响,预测各... 为准确规划模态试验响应点和激励点的布置,根据响应点对模态向量的贡献量选取最佳响应组,以驱动点留数为研究对象,得到最佳激励点位置;以某风洞模型支撑系统支杆模态试验为例,对比两种响应点布置方案对最大非对角线MAC值的影响,预测各响应点对MAC值的变化趋势的贡献量;计算各驱动点的留数,选取最佳激励点。最后,通过模态拟合和模态验证检验试验结果的可信度,进而验证了预试验的合理性。 展开更多

关键词 预试验 模态试验 模态置信准则(MAC) Virtual Lab

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高压气流管道瞬态冲击振动分析及抑振研究 被引量：3

8

作者 王元兴 聂旭涛 +2 位作者 麻越垠 张伟 鲍禄强 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期812-817,838,共7页

为了解决高压配气间管道系统工作时发生的剧烈振动问题,确保重大型号试验任务的顺利开展,采用多种数值模拟手段和试验测试手段相结合的方法,进行结构振动分析及抑振研究。首先,基于有限体积法构建主管道2及其出气管道的内流场流体动力... 为了解决高压配气间管道系统工作时发生的剧烈振动问题,确保重大型号试验任务的顺利开展,采用多种数值模拟手段和试验测试手段相结合的方法,进行结构振动分析及抑振研究。首先,基于有限体积法构建主管道2及其出气管道的内流场流体动力学数值模型,计算并提取动态气动载荷;其次,基于有限元方法建立包含主管道2及其出气管道在内的整个配气间里的管道系统的结构动力学数值模型,分析其结构模态特性;最后,综合以上2个数值模型,计算高压气流管道结构瞬态激励振动响应,并依据结果设计相应的抑振装置。该综合分析方法充分厘清了振动的基本诱因,抑振后的结构振动大大降低,完全具备了持续工作的能力。研究表明,该振动研究方法可用于指导高压高速流体管道结构设计或结构技改,也可用于指导空气动力试验装置的研制。 展开更多

关键词 高压 冲击 管道 瞬态 气流 数值模拟 结构模态 抑振装置

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盖斯林格联轴器与双质量飞轮扭转减振特性研究 被引量：1

9

作者 陈德民 史小飞 +1 位作者 马瑾 麻越垠 《车辆与动力技术》 2012年第2期5-8,共4页

针对军用车辆扭转减振的问题,简述盖斯林格联轴器和双质量飞轮两种扭转减振器的结构、功能和特点;分析它们对传动系统固有频率的影响;采用某轮式车辆传动系统参数,分别计算使用以上两种扭转减振器的传动系统的固有频率;利用ADAMS建模仿... 针对军用车辆扭转减振的问题,简述盖斯林格联轴器和双质量飞轮两种扭转减振器的结构、功能和特点;分析它们对传动系统固有频率的影响;采用某轮式车辆传动系统参数,分别计算使用以上两种扭转减振器的传动系统的固有频率;利用ADAMS建模仿真,对比它们的减振效果.结果表明:在降低传动系统固有频率和减振效果方面,双质量飞轮比盖斯林格联轴器更优. 展开更多

关键词 盖斯林格联轴器 双质量飞轮 扭转减振特性 仿真研究

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低温风洞观察窗设计与静力学分析

10

作者 赖欢 麻越垠 +1 位作者 张伟 宋远佳 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第11期4688-4694,共7页

低温风洞在航空航天领域具有重要的战略地位,而低温观察窗作为低温风洞的可视化观测设备,其作用是为风洞内部流场的可视化观测装置提供清晰、可靠的光路通道。以某型连续式跨声速低温风洞的观察窗为研究对象,基于风洞设计输入条件,对观... 低温风洞在航空航天领域具有重要的战略地位,而低温观察窗作为低温风洞的可视化观测设备,其作用是为风洞内部流场的可视化观测装置提供清晰、可靠的光路通道。以某型连续式跨声速低温风洞的观察窗为研究对象,基于风洞设计输入条件,对观察窗结构进行了理论设计,确定了观察窗座板、石英玻璃、有机玻璃、防护板等关键部件的结构尺寸参数。在此基础上,采用有限元数值计算方法对观察窗进行了静力学分析,结果表明:设计的观察窗结构具有足够的安全系数,满足低温风洞运行的强度要求,对中国大型低温风洞的观察窗设计建设具有重要的借鉴意义。 展开更多

关键词 低温风洞 观察窗 结构设计 静力学计算

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某高速自由射流风洞扩压器的振动控制研究

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作者 谢强 虞择斌 +1 位作者 孟德红 麻越垠 《机械工程师》 2019年第1期149-152,共4页

某高速自由射流风洞是一座为满足当前大尺度模型、宽迎角范围、大试验空间等特殊要求而建设的一座下吹-引射式暂冲型风洞。与连续式风洞相比,自由射流风洞受冲击更大,尤其是在风洞试验舱内扩压器开口射流处,由于气流脉动频率与结构固有... 某高速自由射流风洞是一座为满足当前大尺度模型、宽迎角范围、大试验空间等特殊要求而建设的一座下吹-引射式暂冲型风洞。与连续式风洞相比,自由射流风洞受冲击更大,尤其是在风洞试验舱内扩压器开口射流处,由于气流脉动频率与结构固有频率耦合所产生的振动对整个风洞的运行影响极大。文中采用数值计算方法,分别计算出试验工况下气流的脉动频率和扩压器的固有频率。分析研究二者的耦合情况,从目前工程领域振动控制的角度出发,提出五种削弱扩压器振动的方法。通过不同的方式来减少由气流脉动频率与结构频率耦合共振所带来的影响,从而降低整个风洞运行的风险性。 展开更多

关键词 自由射流 气流脉动 固有频率 耦合共振 振动控制

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基于响应面方法的多喷嘴引射器有限元模型修正 被引量：2

12

作者 杨毅晟 刘宗政 +3 位作者 麻越垠 闫喜强 王元兴 谢强 《机电工程》 CAS 2017年第12期1376-1381,共6页

针对某多喷嘴引射器在脉动载荷作用下的动力学响应预测问题,对其有限元模型进行了修正,减少了材料属性、边界条件等对计算结果的影响。首先开展了引射器有限元模态分析,获得了初始模态分析频率;采用了多点激励多点响应锤击法进行了模态... 针对某多喷嘴引射器在脉动载荷作用下的动力学响应预测问题,对其有限元模型进行了修正,减少了材料属性、边界条件等对计算结果的影响。首先开展了引射器有限元模态分析,获得了初始模态分析频率;采用了多点激励多点响应锤击法进行了模态试验,获取了试验模态频率;基于有限元模型进行了误差分析,确定了材料密度、弹性模量、质量点质量等修正参数,通过中心复合设计方法确定了样本空间,构建了多目标响应面并对待修正参数进行了约束优化,得到了修正参数的最优解;最后,使用修正后的参数进行了有限元分析,获得了修正后的模态分析频率,并通过动力响应计算进行了模型确认。研究结果表明:修正后模态分析频率与模态试验频率(前三阶)误差均值由修正前的8.01%减小到2.81%,该修正方法能够显著提高有限元模态分析精度。 展开更多

关键词 多喷嘴引射器 响应面 模态试验 模态分析 模型修正

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风洞模型支撑随机振动响应分析研究 被引量：2

13

作者 鲍禄强 马咏梅 +1 位作者 陈万华 麻越垠 《制造业自动化》 2015年第9期42-45,共4页

随着航空航天技术和空气动力学的发展,各种飞行器设计对风洞试验准确度要求越来越高,在风洞型号试验中,试验模型通过模型支撑装置运动实现其在风洞气流中的各种试验姿态。但由于风洞气流脉动影响,模型及其支撑装置会产生振动。振动过大... 随着航空航天技术和空气动力学的发展,各种飞行器设计对风洞试验准确度要求越来越高,在风洞型号试验中,试验模型通过模型支撑装置运动实现其在风洞气流中的各种试验姿态。但由于风洞气流脉动影响,模型及其支撑装置会产生振动。振动过大时,会使试验数据测量不准确,甚至会造成结构的破坏。而模型支撑装置振动的大小与其自身动态特性密切相关。利用ABAQUS有限元软件,采用随机振动分析原理,对模型支撑装置进行了动态响应分析,并结合测试数据对系统振动情况进行评估。 展开更多

关键词 风洞 模型支撑 ABAQUS 随机振动 响应分析

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基于柔顺机构的新型可变形机翼设计方法研究 被引量：1

14

作者 李政 麻越垠 +2 位作者 聂旭涛 梁珂 程潜 《宇航总体技术》 2023年第1期21-26,共6页

机翼翼型变体技术可以根据任务和环境自适应地改变机翼形状、厚度、弯度等重要参数,使飞机在不同飞行状态下都能取得较理想的气动特性。柔顺机构是实现机翼蒙皮光滑变形的驱动装置,相比传统液压机构具备质量特性好的优势。采用鱼骨型柔... 机翼翼型变体技术可以根据任务和环境自适应地改变机翼形状、厚度、弯度等重要参数,使飞机在不同飞行状态下都能取得较理想的气动特性。柔顺机构是实现机翼蒙皮光滑变形的驱动装置,相比传统液压机构具备质量特性好的优势。采用鱼骨型柔性钢架与四连杆机构实现了机翼前缘上下蒙皮向内收缩、前缘形状由钝变尖的弹性变形过程。通过设计“撞块”机构实现驱动行程的有效分解,解决了前缘尖端开口处蒙皮回收与机翼变形控制所需的驱动行程不一致的内在矛盾。变形后翼型与目标翼型误差最大位置不超过4 mm,变形过程中结构最大应力小于材料许用应力值。相比传统采用纯液压机构驱动的变形机翼设计方案,该基于柔顺机构的变体机翼结构减质14.1%。 展开更多

关键词 翼型变体 柔顺机构 目标翼型 鱼骨型钢架 变形误差

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基于等效热弹性应变能的智能变形蒙皮模拟分析及实验

15

作者 张伟 麻越垠 +2 位作者 蔡清青 高鑫宇 聂旭涛 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期43-54,共12页

为简化记忆合金建模,提出了一种等效模拟方法,将形状记忆合金相变能转化为弹性基体的热弹性应变能,并以温差形式表达。以形状记忆合金丝为对象,开展了该方法和Boyd-Lagoudas扩展模型的对比分析。基于Boyd-Lagoudas扩展模型编写的自定义... 为简化记忆合金建模,提出了一种等效模拟方法,将形状记忆合金相变能转化为弹性基体的热弹性应变能,并以温差形式表达。以形状记忆合金丝为对象,开展了该方法和Boyd-Lagoudas扩展模型的对比分析。基于Boyd-Lagoudas扩展模型编写的自定义物性子程序,除了常规的退孪马氏体和奥氏体,还考虑了孪晶马氏体以提高模拟分析的准确性。等效模型的最大误差为9.8%,验证了方法的有效性和准确性。针对不锈钢及单程记忆合金组成的主动变形蒙皮,等效方法计算的机翼弧高变化幅值为4.03 mm,和实验值3.81 mm吻合,降低了数值模拟难度和计算消耗,表明该方法有助于开展机翼模型的全尺寸模拟研究,并用于设计快速迭代。 展开更多

关键词 变形蒙皮 热弹性应变能 形状记忆合金 等效方法 有限元分析

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基于压力控制的常分离式双离合器膜片弹簧设计与仿真 被引量：1

16

作者 陈德民 麻越垠 +1 位作者 凌超 刘国强 《装甲兵工程学院学报》 2011年第4期30-34,共5页

为了保证干式双离合器在摩擦片磨损后仍能可靠传递扭矩,首先利用解析法对常分离式膜片弹簧载荷-变形特性进行理论分析,提出了基于压力控制的膜片弹簧磨损后压力保持方法,其次通过优化设计对膜片弹簧的结构参数进行了优化,并利用MSC.Patr... 为了保证干式双离合器在摩擦片磨损后仍能可靠传递扭矩,首先利用解析法对常分离式膜片弹簧载荷-变形特性进行理论分析,提出了基于压力控制的膜片弹簧磨损后压力保持方法,其次通过优化设计对膜片弹簧的结构参数进行了优化,并利用MSC.Patran/Marc软件对优化后常分离式离合器膜片弹簧工作过程进行了有限元接触仿真,最终得到了更符合实际工况的膜片弹簧载荷-变形特性曲线。结果表明：经过优化后的膜片弹簧,采用压力控制方法,摩擦片磨损后无需机械补偿,仍能保证扭矩的可靠传递。 展开更多

关键词 常分离式离合器 膜片弹簧 压力控制 磨损补偿 载荷变形特性

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军用车辆双质量飞轮设计与减振特性研究

17

作者 陈德民 许晋豪 +2 位作者 刘国强 麻越垠 史小飞 《装甲兵工程学院学报》 2012年第1期35-40,共6页

利用ADAMS建立某型步兵战车传动系统当量模型,研究双质量飞轮主要参数对发动机扭振衰减效果的影响,得到了双质量飞轮第二、第一飞轮转动惯量比的取值范围以及扭转刚度和阻尼的取值原则,以发动机激励衰减最优为目标,同时优化双质量飞轮3... 利用ADAMS建立某型步兵战车传动系统当量模型,研究双质量飞轮主要参数对发动机扭振衰减效果的影响,得到了双质量飞轮第二、第一飞轮转动惯量比的取值范围以及扭转刚度和阻尼的取值原则,以发动机激励衰减最优为目标,同时优化双质量飞轮3个参数,得到最佳的转动惯量比值为0.612;提出设计周向长弧形弹簧式双质量飞轮的具体方法和步骤,设计出弹性机构不同布置的2种双质量飞轮,并通过仿真计算其减振效果。结果表明：弹簧组布置在减震盘两侧的长弧形弹簧式双质量飞轮的减振效果较好。 展开更多

关键词 双质量飞轮 扭转振动 弧形弹簧 仿真

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