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    火狐电竞app:飞行器先进液压管路系统流固耦合动力学与控制

    来源:火狐体育网页版 作者:火狐体育最新官方入口 时间:2022-10-02 11:43:34

    产品简介

      管路系统是飞行器液压系统的重要组成部分,连接着飞机的液压能源、控制和执行装置,犹如“血管”一样,承担着介质传输和动力传递的重要功能。为了在狭窄空间内实现复杂的液压控制功能,机载液压管路系统的结构形式多变、布局复杂。管路通过卡箍、支架等约束到机体肋、梁、框等结构上,是一类约束位置受限、支撑刚度较弱、复杂布局的流固耦合动力学问题。不同位置、不同功能以及不同机型的液压管路系统布局和装配千差万别,无法一概而论,动力学分析与控制需要视具体情况而定。因此,飞行器管路系统的动力学正向设计工作非常繁杂, 目前还处于探索阶段。

      管路系统的裂纹和“跑冒滴漏”故障已经成为机载液压系统的“顽疾”,其根本原因是机载管路结构的动力学环境非常特殊:处于内部流体高压高速脉动、外部机体结构振动的综合环境中,还受布局、弱支撑、附件(如接头、阀门、橡胶密封)等结构以及装配的影响,管路振动与机体振动、流体脉动存在相互耦合作用,其振动规律和失效机理非常复杂。在设计阶段有时难以对薄弱环节做出预判和识别,故障发生后多采用“试凑”和“补强加固”等补救方法, 一方面容易造成结构重量增加, 另一方面还可能造成故障反复出现或发生转移。因此,开展飞行器先进液压管路系统流固耦合动力学关键技术的研究,对于我国高性能机载液压系统的研制具有重要意义。

      《飞行器先进液压管路系统流固耦合动力学与控制》从机理、失效、设计和应用四个方面,系统地介绍飞行器先进液压管路系统流固耦合动力学分析与控制方面的理论、技术和方法。涵盖复杂管路系统流固耦合机理和仿真建模;管路结构流固耦合振动响应规律和失效模型;管路系统减振和可靠性优化设计方法;基于光纤光栅的管路系统故障检测技术;流固耦合试验技术与飞行器管路工程的故障分析等关键技术。

      在具体内容上,全书分为10章:第1章介绍飞行器高压液压技术发展,以及流固耦合效应对管路系统结构失效的影响;第2章提出揭示流固耦合作用机制,提出了飞行器复杂管路系统整体流固耦合组集建模方法;第3章提出管内非定常流动仿真方法及“机体-卡箍-管路”系统在机体振动下管路系统的响应分析和优化设计方法;第4章重点介绍不同布局管路系统在多源激励下的流固耦合试验技术;第5章介绍管路、密封件、接头在流固耦合作用下的失效分析方法;第6章介绍卡箍等效刚度的测试方法和影响因素,并分析了卡箍对管路结构振动的影响;第7章研究黏弹性阻尼材料、主动约束层方法在航空管路系统的减振效果;第8章提出随机激励下液压管路系统的动力学可靠性、灵敏度分析及稳健性优化设计方法;第9章将光纤光栅传感器应用于管路系统的流固耦合振动测试和故障诊断,建立分布式多参数的测试系统;第10章展示了几例飞行器液压管路系统的振动/失效案例的分析过程。本书的出版能够为飞行器先进液压管路系统的动力学设计提供有价值的参考。

      第1章绪论11.1飞行器高压液压系统11.2飞行器液压管路系统的故障21.3飞行器液压系统的流固耦合动力学概念41.4流固耦合对液压功能和结构性能的影响61.5飞行器液压管路系统流固耦合问题的特点9参考文献11第2章飞行器管路系统的流固耦合振动理论132.1输流管路流固耦合振动方程概述132.1.1流固耦合的主要形式132.1.2水锤方程模型152.1.3四方程模型162.1.4十四方程模型172.1.5运动耦合方程模型182.2单一管路的流固耦合振动方程202.2.1直管的流固耦合振动方程202.2.2曲管的流固耦合振动方程222.2.3锥形管的流固耦合振动方程252.2.4卡箍支撑单管路的流固耦合振动方程272.3基于多直管组集的复杂管路全系统流固耦合建模方法292.3.1直管离散单元的处理292.3.2方向余弦矩阵的建立322.3.3多直管组集方法332.3.4飞行器输流管路振动特性分析软件平台362.4基于直-曲管组集的复杂管路全系统流固耦合建模方法422.4.1输流直管的动刚度矩阵422.4.2输流曲管的动刚度矩阵442.4.3基于动刚度矩阵法的直-曲管组集算法502.4.4基于直-曲管组集算法的流固耦合建模示例542.4.5基于直-曲管组集算法的管形布局参数影响分析542.5软硬相接管路的流固耦合动力学特性与参数共振分析602.5.1软硬相接输流管路动力学模型602.5.2软硬相接输流管路固有特性分析682.5.3两种参数共振区分析方法702.5.4软硬相接输流管路的参数共振区分析732.5.5系统参数对参数共振区的影响762.5.6软硬相接管路流固耦合动力学设计建议80参考文献80第3章液压管路系统的流固耦合响应分析与优化技术823.1三段式弯曲的肘形导管的优化设计方法823.1.1液压管路弯曲处的紊流分析833.1.2三段式直角弯曲管形设计843.1.3三段式直角弯曲管形的优化设计853.1.4三段式直角弯曲管形优化前后效果对比883.1.5最优管形尺寸的影响讨论分析913.2“Ω”弯曲管形的力学机制探讨953.2.1“Ω”弯曲管形降低安装应力的作用963.2.2“Ω”弯曲管形降低压力脉动的作用983.2.3“Ω”弯曲管形的调频作用993.2.4“Ω”弯曲管形降低面内流固耦合共振响应的作用1013.3大展弦比机翼中液压管路的抗大变形设计方法1013.3.1大展弦比机翼-管路的简化力学模型1023.3.2管路的主要布局参数1023.3.3布局参数对管路根部应力的影响1033.3.4布局参数对管路卡箍处变形的影响1053.3.5大变形机翼中液压管路的布局优化设计1073.4机体振动激励下“机体-卡箍-管路”系统的仿线“机体-卡箍-管路”系统分析模型1113.4.2“机体-卡箍-管路”系统的模态分析1123.4.3“机体-卡箍-管路”系统的谐响应分析1133.4.4“机体-卡箍-管路”系统的随机振动分析1153.5压力脉动激励下“机体-卡箍-管路”系统的响应分析1183.5.1“机体-卡箍-管路”系统压力脉动试验台1183.5.2不同压力水平下管路应变波动分析1203.5.3不同脉动幅值下管路周向应变波动分析1213.5.4不同脉动频率下管路周向应变波动分析1233.5.5压力脉动作用下管路系统加速度响应结果分析1243.5.6“机体-卡箍-管路”系统压力脉动的流固耦合仿线发动机液压管路系统的卡箍布局多目标优化1283.6.1发动机液压管路系统多目标设计要求1293.6.2发动机液压管路系统仿线发动机液压管路卡箍位置的参数化与参数灵敏度分析1323.6.4发动机液压管路卡箍位置的多目标优化设计135参考文献138第4章多源激励下管路流固耦合振动试验研究1404.1布局参数对肘形管路模态特性影响的试验分析1404.1.1不同布局参数的肘形管路模态试验1404.1.2肘形管路的模态影响因素及其规律分析1444.1.3不同布局参数的肘形管路模态数值仿线单一机体振动激励下肘形管路振动响应规律的试验分析1504.2.1单一机体振动激励工况及响应测试方法1504.2.2单一机体振动激励下管路流固耦合振动响应1514.2.3布局参数对单一机体振动激励下振动响应的影响1544.3单一压力脉动激励下肘形管路振动响应规律的试验分析1594.3.1单一压力脉动激励工况1594.3.2单一压力脉动激励下管路流固耦合振动响应1604.3.3布局参数对单一压力脉动激励下振动响应的影响1644.4多源组合激励下肘形管路振动响应规律的试验分析1664.4.1多源组合激励频率对加速度响应的影响1664.4.2多源组合激励频率对动态应变响应的影响1704.4.3多源组合激励压力脉动幅值对加速度响应的影响1724.4.4多源组合激励压力脉动幅值对动态应变响应的影响1754.4.5多源组合激励压力水平对加速度响应的影响1764.4.6多源组合激励压力水平对动态应变响应的影响1784.4.7布局参数对多源组合激励下管路流固耦合振动响应的影响1804.4.8多源组合激励下管路结构流固耦合规律186参考文献188第5章管路、接头和密封件的失效分析方法1895.1管路结构的疲劳试验和寿命分析1895.1.1直管疲劳试验和寿命分析1895.1.2含接头直管疲劳试验和寿命分析1935.1.3含缺口直管疲劳试验和寿命分析1965.1.4管路疲劳寿命分析预测模型2045.1.5含缺陷管路的疲劳寿命分析2055.1.6管路裂纹扩展寿命分析2075.2金属扩口管接头接触密封失效影响因素分析2115.2.1扩口管接头的拧紧力矩和接触应力分析2115.2.2影响扩口管接头接触性能的因素分析2185.2.3含扩口管接头液压管路的疲劳模拟2225.2.4基于随机粗糙度的管接头的锥口-扩口接触磨损分析2255.3橡胶密封件性能退化及寿命预测方法研究2385.3.1橡胶密封件老化性能表征2385.3.2O形密封圈的失效准则和失效判据2405.3.3橡胶密封件老化密封寿命预测方法2425.3.4氟橡胶热氧老化性能研究2425.3.5氟橡胶老化机理分析251参考文献255第6章弱支撑卡箍-管路系统刚度分析与流固耦合仿线航空卡箍-管路系统动力问题概述2576.2单点P形卡箍等效刚度分析2606.2.1卡箍等效刚度分析原理2616.2.2卡箍-管路的刚度分析有限元建模2626.2.3卡箍的应力状态分析2646.2.4卡箍等效刚度随管径变化规律2666.2.5温度对卡箍等效刚度的影响研究2676.2.6箍带张角对卡箍等效刚度的影响2706.3单点P形卡箍的等效刚度试验研究2726.3.1卡箍等效刚度试验2736.3.2管径对卡箍等效刚度影响的试验分析2756.3.3温度对卡箍等效刚度影响的试验分析2766.3.4试验值与仿线单点P形卡箍的振动疲劳试验研究2786.4.1振动疲劳试样2796.4.2试验原理及方法2796.4.3预试验2816.4.4单点P形卡箍的疲劳极限2836.5金属悬臂卡箍的等效刚度仿线金属悬臂卡箍的等效线金属悬臂卡箍的等效扭转刚度2876.5.4金属悬臂卡箍等效刚度与预紧力之间的关系2896.5.5卡箍安装方式对管路固有频率的影响2926.6卡箍-管路结构流固耦合动力学分析2956.6.1MpCCI在流固耦合分析中的应用2956.6.2卡箍-管路的流固耦合模型2966.6.3工作压力对卡箍-管路结构流固耦合振动的影响2996.6.4压力脉动幅值对卡箍-管路结构流固耦合振动的影响3036.6.5卡箍-管路结构流固耦合共振分析305参考文献311第7章航空液压管路系统主被动振动控制技术3137.1黏弹性约束层阻尼管路系统的非线黏弹性阻尼材料动态力学特性分析3137.1.2黏弹性约束层阻尼管路变形协调关系3147.1.3黏弹性约束层阻尼管路的形函数3167.1.4黏弹性约束层阻尼管路的刚度和质量矩阵3177.1.5黏弹性约束层阻尼管路的损耗因子3197.2黏弹性约束层阻尼管路系统的振动测试及减振有效性验证3207.2.1黏弹性约束层阻尼管路仿线黏弹性层参数对固有频率及损耗因子的影响3227.2.3约束层参数对固有频率及损耗因子的影响3237.2.4压力脉动激励下黏弹性阻尼管路减振效果验证3247.2.5基础激励下黏弹性阻尼管路减振效果验证3287.3黏弹性阻尼卡箍-管路系统动力学特性分析3317.3.1黏弹性阻尼卡箍的力学特性3317.3.2黏弹性阻尼卡箍-管路系统的动态阻尼特性研究3347.3.3不同激振幅值下黏弹性阻尼卡箍-管路系统动态特性3367.3.4高阻尼卡箍-管路系统减振有效性对比3377.4液压管路系统的主动约束层阻尼结构3387.4.1几种典型主动约束层阻尼结构3387.4.2主动约束层压电材料特性3407.4.3主动约束层阻尼管路结构设计3417.5基于有限元法的主动约束层阻尼管路振动控制分析3427.5.1压电材料基本参数与坐标变换3427.5.2主动约束层阻尼管路变形分析3457.5.3基础激励下主动约束层阻尼管路振动控制分析3497.5.4压力脉动激励下主动约束层阻尼管路振动控制分析3527.6主动约束层阻尼振动控制平台搭建与试验验证3547.6.1主动约束层阻尼管路振动控制系统工作原理3547.6.2基于Labview的振动控制平台搭建3557.6.3不同激励形式下主动约束层阻尼管路振动控制试验3587.6.4结构与控制参数对振动控制效果影响分析362参考文献367第8章飞行器液压管路系统的动力学可靠性分析及优化设计3698.1随机激励下液压管路系统参数的重要性分析3698.1.1随机结构的平稳随机响应分析3708.1.2随机结构的平稳随机响应全局灵敏度3718.1.3动力响应全局灵敏度的求解方法3728.1.4飞行器液压管路的随机振动响应及其参数灵敏度3748.2飞行器液压管路系统的动力学可靠性分析方法3798.2.1飞行器液压管路系统的有限元模型3798.2.2飞行器液压管路系统的动强度可靠性3818.3飞行器液压管路系统的动力学可靠性优化3848.3.1飞行器液压管路系统的可靠性优化模型3858.3.2设计变量的灵敏度分析3868.3.3飞行器液压管路系统基于灵敏度信息的优化设计3908.4飞行器液压管路系统MTBF的优化设计分析3978.4.1飞行器液压管路系统的MTBF及其优化模型3978.4.2支撑约束坐标的灵敏度分析3988.4.3飞行器液压管路系统MTBF的优化设计3998.5飞行器液压管路系统的稳健性优化设计4008.5.1飞行器液压管路系统的稳健性优化模型4008.5.2高维结构稳健性优化设计问题的降维预处理优化方法4028.5.3基于重要性测度降维的飞行器液压管路稳健性优化设计404参考文献408第9章基于光纤光栅传感的液压管路状态检测方法与应用4109.1光纤光栅多信息感知原理与解调方法4109.1.1光纤光栅传感基本原理4119.1.2光纤光栅信号滤波解调方法4129.1.3光纤光栅信号干涉解调方法4179.1.4面向机械装备的高速解调方法4209.2液压管路耦合多附件的动力学方程模型建立与分析4229.2.1多卡箍支撑管路的卡箍松动建模与分析4229.2.2液压管路-裂纹动力学方程模型建立4329.3基于分布式光纤光栅应变传感的液压管路状态检测方法4369.3.1基于时频特征的液压管路损伤检测方法4369.3.2基于多重分形的液压管路裂纹检测方法4419.3.3基于卷积神经网络的液压管路松动检测方法4489.3.4基于工作应变振型的液压管路松动检测方法4519.4分布式多参数液压管路状态监测系统集成及其应用4549.4.1面向液压管路系统的智能块状卡箍设计4559.4.2液压管路系统检测软件系统的设计和集成4569.4.3基于光纤光栅的液压管路智能卡箍松动检测与应用4629.4.4基于光纤光栅的液压管路分布式多参数卡箍松动检测与应用4659.4.5基于光纤光栅的液压管路裂纹检测与应用472参考文献478第10章飞行器管路系统流固耦合动力学故障分析案例48010.1某型飞机四通管路系统故障机理分析与试验验证48010.1.1飞行器管路系统流固耦合动力学故障溯源一般流程48010.1.2某型飞行器液压系统四通管路裂纹故障描述48310.1.3管路失效部位的微观形貌分析48410.1.4故障管路的裂纹在整体装配件上所处的位置48610.1.5四通管路系统的模态特性分析48810.1.6四通管路系统故障机理的试验验证49110.1.7改进建议及分析49810.2某型飞机液压管路流固耦合动力学响应与试验验证50810.2.1某型飞机液压管路故障概述50810.2.2导致管路故障的可能因素分析50810.2.3故障管路的流固耦合振动特性预测50910.2.4故障管路的模态特性试验51210.2.5开泵状态下管路的动应力试验51510.2.6故障管路的流固耦合仿线降低管路系统应力的措施53010.3某型飞机液压管路卡箍断裂故障机理及改进方案分析53110.3.1液压管路卡箍断裂故障描述53110.3.2故障管路系统动力学建模53210.3.3故障管路系统的模态分析53310.3.4故障机理总结53510.3.5改进方案校核分析53710.3.6最终改进建议54210.4飞行器液压管路系统动应力控制的设计方法54210.4.1降低压力脉动幅值54210.4.2避免流固耦合共振54510.4.3管形和卡箍布局优化设计54610.4.4合理应用阻尼材料54710.4.5可靠性优化设计548参考文献549想了解更多相关出版信息,可长按识别二维码联系本书责任编辑杨丹(本文编辑: 王芳)一起阅读科学!

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