工程与试验杂志 部级期刊

工程与试验 2018年第03期杂志 文档列表

关于轴向力作用下梁弯曲时中性轴位置的讨论1-2

摘要：研究了中性轴位置对轴向力作用下梁弯曲变形的影响。研究结果表明，轴向力作用下梁弯曲时的中性轴位置，与梁纯弯曲时的中性轴位置不同。但由于轴向力作用下梁弯曲时的中性轴位置与梁纯弯曲时的中性轴位置的距离非常小，对轴向力作用下梁弯曲变形的计算影响不大，所以现行材料力学教材关于轴向力作用下梁弯曲变形的计算，皆以梁纯弯曲时的中性轴位置为基准，来简化梁的弯曲变形计算。

基于偏轴强度试验的复合材料失效准则评估3-7

摘要：通过对复合材料单向板及单向铺叠厚板偏轴强度的预测与试验结果的对比研究，评估了5种失效准则对失效载荷及失效模式预测的准确性。使用各准则对Boron／AVC05505材料单向板在多种偏轴角下的面内拉伸强度进行了计算，得到了极限应力随偏轴角度变化的曲线。对比试验结果，分析了各准则对单向板在复杂平面应力场下失效的预测能力。然后，基于对AS4／3501-6材料200层单向铺叠厚板的偏轴拉伸、压缩强度的计算结果与试验数据，分析了各准则对复合材料厚板在面外及层间耦合应力场下失效的预测能力。结果表明：各准则对单向板偏轴拉伸强度的预测都具有较高的精度，但除Puck、LaRC05准则外，Tsai-Wu、Hashin和Chang-Chang准则均无法很好预测损伤模式转变的界限；各准则对单向铺叠厚板沿面外方向的偏轴压缩强度的预测精度均不足，对面外拉伸强度的预测精度均较高，但预测的强度值随偏轴角增加而增大的趋势与试验结果不符。

X射线衍射法测试TC4钛合金喷丸残余应力的精确度研究8-12

摘要：摘要：从残余应力测试原理出发，结合自制原位拉压试验装置，评估了X射线衍射法测试钛合金喷丸表面残余应力的准确度。同时，利用卷积和概率论推导测试不确定度的计算方法，并对X射线衍射法测试钛合金喷丸表面残余应力的不确定度进行分析。结果表明，X射线弹性常数1/2S2hkl是影响残余应力测试准确度的关键参数，随着喷丸样品表面状态的变化，残余应力测试不确定度发生不同程度的波动。

飞机强度试验大变形位移测量技术研究与应用13-16

摘要：为满足大型飞机强度试验中大变形三维位移测量准确度的要求，对影响位移测量精度的各种因素进行了理论误差分析，提出了投影法和等体积法的间接测量三维位移的大变形测量方法。对比验证试验表明，该技术解决了传统测量方法在大变形下测量结果受垂直于被测方向上的位移影响不可忽略的难题，提高了试验位移测量的准确度。多次实际使用结果表明，该技术测量性能指标可满足飞机强度试验要求。

弯曲载荷下曲轴疲劳裂纹扩展数值模拟与分析17-21

摘要：裂纹扩展规律是研究疲劳裂纹扩展寿命的重要内容。本文以具有复杂结构特征的内燃机曲轴为例，以曲轴实际的弯曲疲劳断口分析为基础，测量裂纹萌生区的几何特征作为曲轴裂纹体的仿真建模输入，采用有限元数值模拟计算萌生区裂纹前缘的应力强度因子，分析了由萌生至断裂过程中裂纹前缘形状比的变化规律。基于X射线应力法测量了曲轴裂纹区的残余应力分布状态，讨论了表面强化层对裂纹扩展的影响，最后给出了考虑表面处理的曲轴弯曲疲劳裂纹的扩展规律。

结构热试验中飞行器内部空间温度测量方法研究22-26

摘要：热电偶测温系统是结构热试验中最常用的温度测量系统，热电偶的冷端温度补偿是热电偶测温系统准确性的重要体现。本文分析了热电偶冷端温度补偿的理论依据和方法，为结构热试验中测温时进行冷端补偿提供了依据。在此基础上，为更全面地测量飞行器内部温度数据，提出了一种温度测量的改进方案，并进行了理论分析和试验验证。试验结果表明，该方案完全满足试验委托方提出的温度测量要求。

温度对复材与金属混合结构钉载分配的影响27-30

摘要：层合板复材与金属连接混合结构已经大量应用于飞机机身和机翼的设计之中。连接部位往往是结构最危险部位，如何提高连接部位的安全性已经成为飞机设计人员关切的主要问题之一。鉴于此，以承受拉伸载荷的层合板和铝合金连接结构为研究对象，针对五螺栓单剪搭接及双剪对接结构模型，同时考虑温度载荷、数值仿真温度对复材与金属混合结构钉载分配的影响。仿真结果表明：复材与铝合金混合结构钉载分配呈U形分布，中部低，两侧高；温度载荷对两侧钉载分配影口向较大。分析结果对复材与金属搭接设计具有一定的参考意义。

T形长桁整体加筋壁板稳定性研究与试验验证31-34

摘要：综合运用工程计算方法、有限元分析方法和试验方法，分别进行了13种T形长桁整体加筋壁板的稳定性研究，讨论了两种理论方法的准确性，得到了长桁与蒙皮刚度比对屈曲载荷的影响变化规律。结果表明：工程计算方法、有限元分析方法与试验结果吻合较好；当Ast／（bsts）〉0．4时，整体加筋壁板的局部屈曲载荷随长桁与蒙皮刚度比的减小而提高；随肋间距的增加，屈曲载荷变化不大。

铝合金搅拌摩擦焊接头晶间腐蚀和剥落腐蚀性能研究35-38

摘要：通过晶间腐蚀和剥层腐蚀试验，结合扫描显微镜（SEM）的微观形貌分析和腐蚀坑检测技术，研究了2024铝合金搅拌摩擦焊接头的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为。结果表明，搅拌摩擦焊对铝合金的晶间腐蚀和剥蚀性能影响较小，搅拌摩擦焊接头对剥落腐蚀浸泡温度极其敏感。试验测得晶间腐蚀坑的最大深度分别为：铝合金母材0．05604mm、焊接件母材区0．04468mm、焊接件热影响区0．05909mm、焊接件焊缝区0．0261mm，由此可确定焊接件各个区域的腐蚀等级。

复合材料加筋壁板结构工程化优化设计39-42

摘要：针对飞机结构减重的需求，对复合材料加筋壁板结构的优化设计工程化方法进行发展和研究。为减少优化规模，采用布局尺寸优化和铺层顺序优化两级优化的策略进行优化。布局尺寸优化采用内点罚函数法、Powell方法和黄金分割法，在保证稳定性约束条件下减少结构重量；铺层顺序优化运用了铺层参数的概念来提高优化效率。算例表明，该方法在满足约束条件的情况下，很好地实现了结构的减重，且求解效率较高，方便工程实用。

各向异性复合材料平板冲击／气膜冷却特性数值研究43-51

摘要：针对单向纤维增韧特点的复合材料多排孔平板开展冲击／气膜冷却特性数值模拟，分析了X，Y，Z三个方向导热系数对多排孔气膜冷却壁面温度场和综合冷却效率的影响。结果表明：（1）从整体上来看，随着x方向导热系数的增加，平板表面的综合冷却效率变化发生在X／D〈35和X／D〉60范围内；在X／D〈35范围内，综合冷却效率随着X方向导热系数的增加逐渐增大；在35〈X／D〈60范围内，综合冷却效率几乎不变；在X／D〉60范围内，综合冷却效率随着X方向导热系数的增加逐渐减小。（2）随着Y方向导热系数的不断增大，沿程展向综合冷却效率几乎没有变化。（3）随着Z方向导热系数的不断增大，综合冷却效率逐渐升高，尤其是Z方向导热系数从4W／（m·K）增加到40W／（m·K），综合冷却效率增幅达到6％；随着Z方向导热系数的增大，综合冷却效率的增幅在逐渐减小.

径向力对Ineonel690合金在碱性溶液中微动腐蚀的影响52-60

摘要：研究了在NaOH（pH=9．8）溶液中，不同径向力下Inconel690合金的微动腐蚀行为。试验结果表明，径向力对690合金在微动过程中的微动区域特性、微动行为和电化学行为有着重要的影响。当微动区域处于完全滑移区时，随着径向力的增加，微动磨损量持续增加，钝化膜的破坏导致微动磨损表面更加活跃，Inconel690合金更容易发生腐蚀，但随后的氧化反应会在一定程度上修复钝化膜，从而导致腐蚀的降低。随着径向力的进一步增加，微动区域从完全滑移区转变为部分滑移区，材料微动磨损量和腐蚀明显减小，钝化膜逐渐变得稳定。

传声器阵列阵元坐标标定精度影响因素研究61-63

摘要：从时延估计、求解算法以及声源数量等几个方面进行传声器阵列阵元坐标标定精度影响因素分析，为随机构型传声器阵列的阵元坐标准确标定以及飞机结构强度试验中异常声源定位奠定了基础。结果表明，标定误差与时延估计误差呈正比关系；在同样的时延估计误差下，采用单纯形替换法标定误差远小于最小二乘法；标定误差随着声源点数量的增加呈现递减趋势；声源位置对标定误差也有着比较明显的影响，应该尽可能地沿着X、Y、Z三个轴布置声源点。

动力扰动下含填充物的砂岩试件力学特性研究64-68

摘要：研究了冲击荷载条件下，裂隙中含不同配比的填充物对裂隙岩体动力学性能的影响。将土与标准砂配成的泥砂浆注入含预制裂隙的砂岩试件中，使用SHPB施加冲击荷载来获取试验数据。通过分析应力应变曲线的变化规律、岩石强度变化及破坏模式与岩石吸能特性变化等发现：填充物强度和黏聚力均对含贯通裂隙岩石的峰值应力有影响；当两种作用共同影响试样时，对试样动态弹性模量有明显提升效果；当填充物中土与砂共同存在时，砂的含量越高，耗散能越低；在一定范围内，填充物中含砂量越低，横向次生裂纹越多，试样最终破坏越严重。

飞翼无人机颤振抑制仿真研究69-72

摘要：以飞翼式无人机为例，采用频域偶极子网格法建立飞翼式无人机颤振主动抑制的气动弹性模型，针对经过模型降阶处理后低阶的最小状态近似转换后时域气动弹性状态方程设计相关控制律，对比分析飞翼式无人机开环与闭环颤振特性。研究结果和结论可为飞翼式无人机的研制提供参考。

基于试飞数据的航空发动机部件特性修正73-76

摘要：研究了一种发动机部件特性修正方法，提出通过对相似发动机结构的通用稳态模型与试飞数据相匹配来获取专用发动机稳态模型。通过对发动机模型的分析，使用优化算法对各部件特性的流量、压比、效率等参数进行调整，经过修正后的仿真模型在设计点及非设计点的输出与试飞数据的相对误差小于2％，计算精度可满足工程需要。在参数优化方法上比较了粒子群算法（PSO）与进化粒子群算法（EPSO），结果表明，EPSO算法在收敛速度和精度上比PSO算法更为优秀，在处理多变量复杂问题时有较好的寻优能力。

基于试飞数据的涡扇发动机主燃油系统建模研究77-81

摘要：涡扇发动机的设计定型是一个复杂且高风险的系统工程，目前的试验方法并不能全面考核发动机控制系统的工作质量。通过建立精确的涡扇发动机控制系统的数学模型，可以辅助实际试飞，使试飞考核更加科学化，并可以减少试验费用，降低试飞的风险。本文对某型发动机主燃油控制系统作了比较深入、完整的分析研究，并利用试飞数据对该控制系统的主要部件进行Hammerstein辨识建模。仿真结果表明，Hammerstein模型能准确地体现执行机构的工作过程，模型仿真结果与实际试飞结果基本保持一致，采用Hammerstein模型描述发动机主燃油控制系统是有效可行的.

GPS三边法在空速校准中的应用研究82-84

摘要：介绍了采用GPS三边法进行空速校准的理论基础，并对试飞方法进行了分析，同时推导了该方法的数据处理过程。在某型飞机试验过程中运用此方法，得到了比较好的试验结果，验证了GPS三边法对空速校准试飞的适用性。