典型航空机电产品激光粉末床熔融技术应用现状与发展

作者： 郭朦   戴延丰   黄斌达   来源： 中国激光 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空机电产品   轻量化设计   激光粉末床熔融   快速成形  

描述： 下一代武器装备对先进飞行器航空机电系统提出了智能化、综合化、多电化、轻量化、高可靠等要求。传统产品设计、制造到验证的串联式方法已逐渐不能满足航空机电产品更轻重量、更低成本、更短研制周期需求。因此，需迫切发展面向材料—结构—性能—功能一体化并联式设计与制造的金属增材制造技术。本文综述了国内外工程制造领域公司及科研院所在液压、燃油和环控三类典型航空机电产品研制中的激光粉末床熔融增材制造技术应用，总结了该技术在航空机电产品设计与制造中的应用优势及未来发展方向，为未来航空机电产品轻量化设计与快速成形提供一定技术指引。

航空航天结构轻量化设计制造技术发展现状与挑战

作者： 廖文和   戴宁   来源： 南京航空航天大学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 轻量化设计   胞元结构设计   增材制造   复合材料制造  

描述： 轻量化技术是指在满足结构性能需求的前提下，通过对材料、结构和制造工艺等方面的优化，减少结构质量的技术，已经成为新一代航空航天装备发展的关键技术之一。本文首先分析了轻量化技术的发展历程。其次，从设计原理、组成方式和优化方法角度，介绍了仿生结构设计、胞元结构设计和高效拓扑优化设计三类轻量化设计方法。然后，从轻量化制造工艺和模式的角度阐述了增材制造、协同制造和复合材料制造在航空航天结构轻量化制造中的应用。最后，讨论了轻量化技术面临的挑战和未来的发展。

航空发动机风扇叶片冲击加强轻量化设计

作者： 柴象海   张执南   阎军   刘传欣   来源： 上海交通大学学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 轻量化设计   航空发动机   宽弦风扇叶片   3D打印   拓扑优化  

描述： 以提高风扇叶片抗冲击性能为目标,以空心率为约束条件,进行风扇叶片创新构型设计优化,并通过试验件加工和性能评估,验证所设计方案的合理性.建立了瞬态冲击载荷静力学等效方法,获取了风扇叶片在工作状态下能够有效抵抗鸟撞冲击载荷的最优质量分布.基于优化结果,建立了低质量、高抗冲击性能的风扇叶片几何构型.通过3D打印风扇叶片优化构型试验件,进行加工工艺可行性和优化构型试验件的力学性能评估,验证了优化设计方案的工艺可实现性、静力性能和抗鸟撞性能.结果表明:上述优化方法的建立能够为航空发动机空心风扇叶片设计提供可行的技术手段,使得叶片空心率提高到45%以上,并显著提升叶片抗冲击性能.

航空发动机风扇叶片冲击加强轻量化设计

作者： 柴象海   张执南   阎军   刘传欣   来源： 上海交通大学学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 轻量化设计   航空发动机   宽弦风扇叶片   3D打印   拓扑优化  

描述： 以提高风扇叶片抗冲击性能为目标,以空心率为约束条件,进行风扇叶片创新构型设计优化,并通过试验件加工和性能评估,验证所设计方案的合理性.建立了瞬态冲击载荷静力学等效方法,获取了风扇叶片在工作状态下能够有效抵抗鸟撞冲击载荷的最优质量分布.基于优化结果,建立了低质量、高抗冲击性能的风扇叶片几何构型.通过3D打印风扇叶片优化构型试验件,进行加工工艺可行性和优化构型试验件的力学性能评估,验证了优化设计方案的工艺可实现性、静力性能和抗鸟撞性能.结果表明:上述优化方法的建立能够为航空发动机空心风扇叶片设计提供可行的技术手段,使得叶片空心率提高到45%以上,并显著提升叶片抗冲击性能.

某型飞机起落架安装车调姿装置轻量化设计与性能仿真研究

作者： 张昌明   冯博琳   申琪   郭昌盛   陈纯   来源： 机械设计 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 轻量化设计   并联机构   自由度   调姿装置   有限元仿真  

描述： 为了解决现有起落架安装设备存在的工作自由度较少及装置自动化程度不足等问题,基于3-PRS空间并联机构原理设计了一种新型起落架安装车。根据飞机起落架装配步骤的特点和人机工程学的设计原则,对某型飞机起落架安装车调姿装置进行轻量化设计;采用理论分析及有限元仿真的方法,以提高起落架安装效率、提高安装设备工作自由度为设计目标,确定了新型起落架安装车整体尺寸;通过仿真分析,确定了姿态调整装置的固有频率和振型,研究了外部激励对3-PRS空间并联机构与顶升立柱连接部位幅值频率曲线的影响,通过幅值频率曲线确定了调姿装置可能发生的共振频率。设计研究结果可为起落架安装车调姿装置的优化设计提供一定的理论参考。

航空航天结构轻量化设计与实验方法研究进展

作者： 王博   郝鹏   田阔   马祥涛   冯少军   来源： 宇航学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空航天结构   薄壁结构   轻量化设计   优化方法   连接结构  

描述： 综述了近年来航空航天结构轻量化设计方法，聚焦薄壁结构与连接结构两类主要承载结构轻量化设计进行总结；针对薄壁结构，分析了面向后屈曲行为的轻量化设计、虑及缺陷的鲁棒性设计以及创新轻质薄壁领域的发展动向；针对连接结构，总结了传力路径与区域应力调控两大类设计方法。此外，就轻量化结构的高精度实验方法与数字孪生模型等共性关键问题进行梳理，并展望了未来航空航天结构轻量化设计方法发展前景，为未来研究工作和装备研发提供参考。

航空航天结构轻量化设计与实验方法研究进展

作者： 王博   郝鹏   田阔   马祥涛   冯少军   来源： 宇航学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空航天结构   薄壁结构   轻量化设计   优化方法   连接结构  

描述： 综述了近年来航空航天结构轻量化设计方法，聚焦薄壁结构与连接结构两类主要承载结构轻量化设计进行总结；针对薄壁结构，分析了面向后屈曲行为的轻量化设计、虑及缺陷的鲁棒性设计以及创新轻质薄壁领域的发展动向；针对连接结构，总结了传力路径与区域应力调控两大类设计方法。此外，就轻量化结构的高精度实验方法与数字孪生模型等共性关键问题进行梳理，并展望了未来航空航天结构轻量化设计方法发展前景，为未来研究工作和装备研发提供参考。

一种航空电子模块的轻量化设计及仿真分析

作者： 吴晗   来源： 机电工程技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空   轻量化设计   强度   导热板   有限元   热力学   模块  

描述： 航空电子设备对产品重量要求十分严格，而随着模块化理念的推广，电子设备内数量众多的电子模块的重量会对设备产生巨大的影响。因此设计合理的模块结构对航空电子设备轻量化设计十分重要。同时，模块内导热板的重量通常占模块总重量的50%以上，因此导热板的减重设计对于模块的轻量化设计效果明显，且导热板的减重相对于PCB的减重更容易实现。但是，导热板过度减重会导致模块的整体强度和散热能力迅速下降，因此合理的设计十分重要。通过提出一种轻量化模块导热板设计，并经过理论计算和有限元软件的仿真分析，对设计方案分别进行静力学和热力学分析和校核，得到轻量化设计前后导热板的最大应力和温升，与理论计算结果进行对比，然后通过实际产品的验证得出最终结果。结果表明，该设计对电子模块的减重效果明显，且产品的强度和散热能力满足设备的使用需求。

基于自抗扰控制原理的全电飞机用永磁同步电机转速闭环控制

作者： 崔淑梅   匡志   杜博超   Ostanin   Sergei   Yurievich   Milyaev   Igor   Matveevich   来源： 电工技术学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 自抗扰控制器   全电飞机   永磁同步电机   转速闭环控制  

描述： 采用永磁同步电机直接驱动全电飞机螺旋桨,为了抑制不稳定气流对输出转矩影响和提高螺旋桨抗扰动能力,对永磁同步电机实现基于自抗扰原理的转速闭环控制。分析不同飞行状态下螺旋桨的转速与转矩需求,建立基于自抗扰转速闭环控制模型并利用Dspace模拟飞行工况运行。仿真和实验验证了基于自抗扰转速闭环系统对负载变化具有抗扰能力,整个飞行工况下永磁同步电机转速响应平稳,转矩输出符合螺旋桨转矩需求。

锂离子电池在民用航空领域中应用的进展

作者： 谢松   巩译泽   李明浩   来源： 电池 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 民用航空   电池安全   能量密度   全电飞机   锂离子电池   多电飞机  

描述： 分别对锂离子电池在民用航空领域的应用进程、技术瓶颈及前景进行回顾、梳理和展望。整理锂离子电池在多电、全电飞机领域的应用进程,梳理相关研究进展,总结在应用过程中面临的技术瓶颈以及未来前景。电池比能量是制约在全电飞机领域应用的关键因素,现有电池技术仅能满足小型电动飞机中短里程的需求。多电飞机方面,锂离子电池在比能量、循环寿命和维护成本方面都展现出优于传统机载电池的优势,但电池安全是制约推广应用的一大障碍。