聚能射流侵彻飞机铝合金蒙皮的仿真与试验研究

作者： 董世康   胡芳友   崔爱永   黄旭东   刘茜   来源： 振动与冲击 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 飞机蒙皮   聚能切割索   侵彻   射流冲击   铝合金  

描述： 为解决传统切割方法难以满足野外条件飞机蒙皮破孔损伤战场抢修要求的问题,提出利用装药聚能效应切割清理金属蒙皮受损区域的方法,开展了2 mm厚2A12铝合金薄板聚能切割新工艺探索。将聚能切割技术的应用载体确定为内部装填黑索金、带有楔形凹槽的铅外壳金属管式切割索;利用ANSYS/LS-DYNA软件,构建了切割索侵彻铝合金板的有限元模型,运用正交设计法,分析了不同工艺参数组合下切割索的切割性能,对装药线密度、药型罩夹角、炸高3个影响因素进行了优化;经试验验证,数值计算与试验结果吻合良好,证明了有限元模型的准确性,并最终将聚能切割工艺确定为装药线密度1.5 g/m、药型罩夹角80°、炸高0。原型试验表明,采用该参数的新型切割索在切割精度、异形切割等方面均符合飞机蒙皮破孔损伤战场抢修的工艺要求。

基于残差网络的航空发动机滚动轴承故障多任务诊断方法

作者： 康玉祥   陈果   尉询楷   潘文平   王浩   来源： 振动与冲击 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 滚动轴承   故障诊断   深度学习   多任务   残差网络   损伤大小  

描述： 针对当前基于深度学习的航空发动机滚动轴承故障诊断技术诊断任务单一的问题，提出一种基于多任务残差网络的滚动轴承故障诊断方法，该方法采用残差网络为深层特征提取与共享主框架，建立能够同时进行故障诊断的多任务模型。首先，在数据预处理中，将滚动轴承的振动加速度时域信号转换为频谱图，并直接作为网络的输入；然后，应用标签平滑技术对故障类别标签做了平滑处理以提高网络的测试精度；最后，利用两组实际的滚动轴承故障数据集对所建立的多任务模型进行试验验证，将诊断任务划分为：故障状态识别(正常和异常)、故障部位识别(内圈、外圈和滚动体故障)、以及故障程度识别(损伤尺寸大小预测)。结果表明，所搭建的多任务模型在故障状态识别和部位诊断中的准确率达到97%以上。同时，在故障识别中，损伤大小预测达到了满意的精度，充分表明该方法具有很强的故障多任务诊断能力。

基于MC-XGBoost模型的航空发动机振动特性预测

作者： 梅潇   池华山   岳聪   范建瑜   刘宗沁   来源： 振动与冲击 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 装配质量   XGBoost模型   高压转子   振动特性   最大相关性(MC)系数  

描述： 为探索航空发动机高压转子组件的装配参数对整机振动响应的影响，通过不平衡响应振动方程描述了装配阶段几何偏差和不平衡偏差与振型的机理关系，提出一种基于最大相关性(maximum correlation, MC)系数与极端梯度提升(XGBoost)的改进模型，MC-XGBoost预测模型。通过MC系数筛选影响振动性能的关键参数，即最相关的几何/不平衡装配参数；代入XGBoost模型进行振动特性预测。利用试验数据对预测模型进行验证，结果表明所提出的MC-XGBoost预测模型相比于RF、GBDT算法模型，具有更高的预测精度，能够为航空发动机面向装配质量的振动特性评估提供一种有效的评价方法。

航空发动机双转子系统模态正交性和不平衡响应

作者： 黄江博   廖明夫   程荣辉   古远兴   李明   来源： 振动与冲击 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   不平衡响应   模态正交性   双转子   转速比  

描述： 双转子系统具有低压转子激励和高压转子激励的两组振动模态，而这两组模态的正交性是双转子系统动力学特性的核心要素。因此建立了带有中介轴承和分叉结构的航空发动机双转子动力学模型，用以分析双转子系统模态的正交性。采用复模态法分析了双转子系统在不同激励下的模态正交性，推导出正交性的条件集合。发现当双转子系统的速比不变时，双转子系统在各自激励方式下的模态关于刚度矩阵与惯量矩阵是正交的。但在不同激励方式下的模态之间不存在正交性。另外基于模态正交性经过模态分解，得到双转子系统不平衡响应的统一表达式。最后以某型航空发动机双转子系统为例用以验证之前的结论。采用离散有限元和状态向量相结合的方法计算了转速比恒定或非恒定时不同激励下的模态，并构建了模态正交性数值用以评估模态的正交性。评估结果与推导的正交性条件集吻合。

航空发动机双转子系统的模态及其表达方法

作者： 王瑞   廖明夫   程荣辉   丛佩红   黄江博   来源： 振动与冲击 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   进动分析   “三面三维”   双转子系统   临界转速   “两面三维”  

描述： 为解决双转子系统模态特征无法清晰表达，高、低压转子主激励的幅频特性在振动信号中不易识别的问题，以典型的发动机双转子系统为对象，建立有限元模型，分析双转子系统模态特性。基于进动分析理论，建立双转子系统正、反进动模态判断方法。建立了双转子自振频率和临界转速的“两面三维”表达方法，以及双转子不平衡响应的“三面三维”表达方法，并应用于双转子实验器。理论分析与实验结果表明：双转子自振频率和临界转速“两面三维”表达方法能将自振频率与高、低压转子转速和共同工作线清晰地关联在一起；双转子不平衡响应“三面三维”表达方法将双转子的振动与转速、转向和转速控制律清晰地描绘在一起，便于理解和分析转子的振动特性。该研究结果对于分析和表征双转子系统的动力学特性有重要的支撑作用。

航空结构轮胎爆破喷流载荷下的结构损伤分析及试验研究

作者： 周昌伟   张利娟   张陈力子   来源： 振动与冲击 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 喷流载荷   轮胎爆破   冲击动力学  

描述： 飞机在飞行中，起落架收起后出现的爆胎是由于先前的轮胎损伤而产生的，在轮胎的外露表面上任何一处都有可能发生。为研究舱内轮胎爆破的喷流载荷对飞机结构的影响，采用了一种可以反映瞬时气流场压力分布的工程拟合法，建立了工程计算模型。利用该计算模型，观察典型大尺寸结构在瞬时喷流载荷下的动力学响应过程，得到了结构损伤。结果表明：爆破点附近结构弹性变形很大，刚度最大的结构(如缘条)是危险部位；舱内轮胎爆破对结构破坏更严酷；该模型的计算结果与试验数据吻合较好，能够正确预测喷流载荷的压力场分布和结构的动态响应过程；该方法为航空结构的抗轮胎爆破冲击设计与损伤分析提供了一种可靠的手段。

航空重力仪两级减振系统设计与研究

作者： 屈进红   王明   姜作喜   周锡华   段乐颖   来源： 振动与冲击 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 减振系统   航空重力仪   减振器   隔振效率   高频振动  

描述： 国内航空重力仪研制中，通常仅对仪器内部惯性测量单元搁置一层橡胶进行简单的隔振，航空重力仪直接搭载在飞机底板上。面对复杂多变的飞行环境，无法对飞机的高频振动做到有效隔离，从而影响航空重力仪的测量精度。根据振动理论分析和实测结果对相关的振动参数进行优化设计，研制出以橡胶海绵作为一、二级减振器的两级减振系统。试验结果表明，减振系统在三个定频测试中的振动能量衰减达到-60 dB左右，2～100 Hz扫频中的振动能量衰减约-46 dB,隔振效率都在99.5%以上，减振效果十分显著。

多头注意力驱动的航空高速轴承故障诊断方法

作者： 王兴   张晗   朱家正   林建波   杜朝辉   来源： 振动与冲击 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 多头注意力   航空轴承   故障诊断   深度学习  

描述： 航空发动机运行速度高、工况变化大、结构复杂且干扰噪声大，导致微弱故障特征往往存在于多子空间中，目前基于数据驱动的诊断模型尚不足以可靠捕捉不同子空间中丰富的特征信息。针对上述问题，提出一种基于信号特征的多头注意力诊断方法(multi-head attention diagnosis method, MADM),可实现高速非平稳工况下航空轴承故障状态的识别和诊断。该方法首先通过卷积模块和双向GRU模块对原始振动信号进行特征提取；然后引入多头注意力模块，使网络同时注意并融合不同表示子空间的信息以提高故障特征的显著性水平；最后利用全连接模块和Softmax分类器对提取的特征进行高速轴承故障诊断。试验结果表明，提出的MADM该诊断方法可实现转速为12 000 r/min以上、剥落面积最小为0.5 mm~2的航空轴承高精度可靠诊断，且优于目前主流的深度诊断方法。

基于安装相位寻优的航空发动机多级转子振动抑制方法

作者： 陈越   崔继文   孙逊   谭久彬   来源： 振动与冲击 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   振动响应   安装相位寻优   转子动力学   多级转子  

描述： 为了通过最优匹配航空发动机多级转子的安装相位来实现对转子系统的振动抑制，首先建立了不平衡质量点与装配止口形心在装配过程中的坐标传递模型，然后推导了质量偏心和止口偏心对转子的激励形式，进而将坐标传递模型和激励力引入多级转子系统动力学方程，建立了各级转子安装相位与转子振动响应的数学关系。最后构建了转子振动位移归一化评价函数，并采用遗传算法实现了转子振动位移的极小化和最优安装相位序列的求解。计算结果表明，以振动位移归一化评价函数为优化目标所求得的最优安装相位，相比于默认相位，可使转子系统在临界转速下的振动位移大幅降低，且优于以几何偏心距和不平衡量为优化目标对转子振动的抑制效果。

航空结构轮胎爆破喷流载荷下的结构损伤分析及试验研究

作者： 周昌伟   张利娟   张陈力子   来源： 振动与冲击 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 喷流载荷   轮胎爆破   冲击动力学  

描述： 飞机在飞行中，起落架收起后出现的爆胎是由于先前的轮胎损伤而产生的，在轮胎的外露表面上任何一处都有可能发生。为研究舱内轮胎爆破的喷流载荷对飞机结构的影响，采用了一种可以反映瞬时气流场压力分布的工程拟合法，建立了工程计算模型。利用该计算模型，观察典型大尺寸结构在瞬时喷流载荷下的动力学响应过程，得到了结构损伤。结果表明：爆破点附近结构弹性变形很大，刚度最大的结构(如缘条)是危险部位；舱内轮胎爆破对结构破坏更严酷；该模型的计算结果与试验数据吻合较好，能够正确预测喷流载荷的压力场分布和结构的动态响应过程；该方法为航空结构的抗轮胎爆破冲击设计与损伤分析提供了一种可靠的手段。