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航空座椅吸能部件优化设计及验证
1
作者 赵泽剑 李艳军 曹愈远 《科学技术创新》 2025年第16期5-8,共4页
随着近年来我国通用航空事业飞速发展,航空事故也愈加频发,人们也更加关注直升机安全问题。在航空事故中,航空座椅对于乘员的保护作用至关重要,因此本文基于某型直升机航空座椅吸能部件的吸能工作原理,运用OptiStruct软件对其进行优化设... 随着近年来我国通用航空事业飞速发展,航空事故也愈加频发,人们也更加关注直升机安全问题。在航空事故中,航空座椅对于乘员的保护作用至关重要,因此本文基于某型直升机航空座椅吸能部件的吸能工作原理,运用OptiStruct软件对其进行优化设计,并通过有限元仿真和动态冲击试验的方式验证优化的效果,也为其他型号的航空座椅设计优化提供指导。 展开更多
关键词 航空座椅 优化设计 有限元分析 动态冲击试验
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基于数值分析的转子失效数字模型构建及应用
2
作者 金徐涛 田瑞娜 +1 位作者 王勤超 郝玉研 《民用飞机设计与研究》 2025年第3期34-40,共7页
现阶段民用飞机主制造商在传统计算机辅助设计软件环境下设计构建非包容性转子失效实体模型并开展转子失效分析工作,缺少对应的可编译数字模型进行辅助分析工作。基于数值分析对受影响对象与转子失效模型的数值映射关系进行了研究,给出... 现阶段民用飞机主制造商在传统计算机辅助设计软件环境下设计构建非包容性转子失效实体模型并开展转子失效分析工作,缺少对应的可编译数字模型进行辅助分析工作。基于数值分析对受影响对象与转子失效模型的数值映射关系进行了研究,给出了不同类型转子失效模型与受影响对象的数学关系、对应数字模型的构建并对编程语言实现给出了示例,对实体模型与数字模型的优势、劣势进行了对比并给出了使用场景建议,对于脱离传统CAD环境后的转子失效快速迭代分析工作具有重要意义。 展开更多
关键词 转子失效 数字模型 程序语言
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面向平飞姿态的四旋翼无人机机身造型设计 被引量:2
3
作者 李洒 杨建明 巩超 《机械设计》 北大核心 2025年第2期186-192,共7页
为改进某型四旋翼无人机在平飞状态下的气动性能,提出一种基于升力体形态的无人机机身造型方案。采用对比试验方法,基于不同轮廓特征构建机身造型差异化方案,采用CFD数值模拟技术对设计方案进行分析与选型。在四旋翼无人机结构基础上,以... 为改进某型四旋翼无人机在平飞状态下的气动性能,提出一种基于升力体形态的无人机机身造型方案。采用对比试验方法,基于不同轮廓特征构建机身造型差异化方案,采用CFD数值模拟技术对设计方案进行分析与选型。在四旋翼无人机结构基础上,以NACA4415翼型模板构建机体造型的侧向轮廓,并分别以钝形和尖形翼缘两种造型特征构建了8种机身方案;采用CFD数值模拟技术对各设计方案的升力、阻力和升阻比等气动参数进行模拟计算,对比分析并筛选最佳方案。结果表明:最佳方案比原型机阻力系数减小了约52.8%,升力、阻力及俯仰力矩在特定迎角范围内具有线性变化特征,研究结果为改善旋翼无人机的气动造型进而提高其空气动力学性能提供参考。 展开更多
关键词 旋翼无人机 CFD 计算机辅助设计 气动造型
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数字工程战略在航空装备研发中的应用方法研究
4
作者 吴云皓 董宇 卢元杰 《飞机设计》 2025年第2期7-11,共5页
数字工程目的是利用数字化手段和系统工程方法,打造数字生态系统,充分利用数字化技术发展成就,实现敏捷研发。文中充分调研美军数字工程战略的背景、内容和应用,从数字化技术手段、美军行业协同方式和数字工程战略下新的研发模式3个角度... 数字工程目的是利用数字化手段和系统工程方法,打造数字生态系统,充分利用数字化技术发展成就,实现敏捷研发。文中充分调研美军数字工程战略的背景、内容和应用,从数字化技术手段、美军行业协同方式和数字工程战略下新的研发模式3个角度,解读数字工程战略的内涵,阐述了数字工程对航空装备研发的影响。面向目前航空装备研发的实际需求,探索了数字化转型的应用方法——广泛应用数字化手段、深入应用基于模型的系统工程(Model-Based Systems Engineering, MBSE)和建立适应的管理方法。 展开更多
关键词 数字工程 系统工程 数字化转型
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热弹性多构型梯度点阵结构拓扑优化设计 被引量:1
5
作者 王琪 武龙 +2 位作者 刘振 刘建霞 夏凉 《航空学报》 CSCD 北大核心 2024年第23期202-211,共10页
提出了一种用于热弹性多构型梯度点阵结构设计的拓扑优化方法。假设结构由各种空间变化的点阵子结构组成。每个点阵子结构考虑2个设计变量,一个准离散变量决定其空间拓扑布局,另一个连续密度变量决定其材料用量。对于预定义几何拓扑的... 提出了一种用于热弹性多构型梯度点阵结构设计的拓扑优化方法。假设结构由各种空间变化的点阵子结构组成。每个点阵子结构考虑2个设计变量,一个准离散变量决定其空间拓扑布局,另一个连续密度变量决定其材料用量。对于预定义几何拓扑的点阵子结构,通过改变其特征尺寸,获取一系列定构型、变密度的点阵子结构样本,并进行静态凝聚以降低自由度数目,依此建立相应的数据驱动插值模型,显式地关联点阵密度变量与其热弹性等效本构行为。进一步地,为实现多构型点阵的混杂布局设计,构建了准离散点阵选型变量的多材料插值模型。数值算例结果表明,设计方法能够利用梯度点阵材料平衡温度载荷作用下引起的机械变形,进而有效地提升结构的热-机械耦合承载能力。此外,由于基于子结构法进行梯度点阵结构建模,整体结构与点阵子结构的几何构型和热弹性性能均是耦合的。相较于基于均匀化理论的设计方法,本文设计方案无需额外的几何后处理,可有效避免设计与制造的性能偏差。 展开更多
关键词 拓扑优化 多材料 梯度点阵 热力耦合 数据驱动
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拓扑优化相变热沉在不同重力场的性能 被引量:1
6
作者 王仕淞 殷健宝 +2 位作者 邢玉明 侯煦 王子贤 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期250-259,共10页
为强化相变热沉的性能,基于带惩罚的固体各向同性材料(SIMP)法对山梨糖醇相变热沉进行传热拓扑优化设计。对拓扑优化的相变热沉(Ⅰ)和直肋式的相变热沉(Ⅱ)进行定常重力(0~20g)和周期性重力条件的数值模拟研究。利用无量纲数对比二者的... 为强化相变热沉的性能,基于带惩罚的固体各向同性材料(SIMP)法对山梨糖醇相变热沉进行传热拓扑优化设计。对拓扑优化的相变热沉(Ⅰ)和直肋式的相变热沉(Ⅱ)进行定常重力(0~20g)和周期性重力条件的数值模拟研究。利用无量纲数对比二者的热性能,研究结果表明:热沉Ⅰ的吸热和均热性能优于热沉Ⅱ;在相同重力环境下,以80℃为目标,热沉Ⅰ温控时间比热沉Ⅱ平均多26.8%;微低重力下热沉内部近乎导热,略逊于常规重力下热性能;超重力强化的自然对流可以显著提升热沉性能,10g条件相比常规重力的温控时间增加8.94%,而相同Ra^(*)下,周期性重力对热沉Ⅰ的性能有抑制作用。研究结果对飞行器载相变热沉的地面细化设计有一定指导意义。 展开更多
关键词 相变材料 山梨糖醇 拓扑优化 热控性能 无量纲数
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相变储能拓扑翅片的性能研究 被引量:1
7
作者 殷健宝 邢玉明 +3 位作者 王仕淞 叶梦岩 王子贤 侯煦 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3274-3282,共9页
为强化翅片管式储能系统的传热速率和相变材料域的温度均匀性,基于带惩罚的固体各向同性材料方法,以两种分形结构和对应翅片体积分数为参数,采用月桂酸为相变材料,进行了拓扑优化设计,并对比研究了拓扑优化的强化导热效果和温度均匀性... 为强化翅片管式储能系统的传热速率和相变材料域的温度均匀性,基于带惩罚的固体各向同性材料方法,以两种分形结构和对应翅片体积分数为参数,采用月桂酸为相变材料,进行了拓扑优化设计,并对比研究了拓扑优化的强化导热效果和温度均匀性。研究表明:壁面温度20℃时,拓扑优化有更好的导热效果,比分形优化分别减少21.18%和12.68%的总凝固时间,相变材料温度最高降低了7.33℃和4.30℃,平均降低了0.98℃和3.85℃;拓扑优化也具备更好的温度均匀性,相变材料平均方差分别为对应分形的33.38%和72.13%;壁温偏离拓扑的设计参数时,其热性能也基本未发生改变。以上结果传导为翅片设计提供了一定参考。 展开更多
关键词 相变材料 拓扑优化 分形优化 数值模拟 翅片优化
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三维机翼翼盒的结构拓扑优化设计 被引量:21
8
作者 邱福生 裴颖 +1 位作者 孙聪 刘书田 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期2405-2409,共5页
为有效降低机翼的重量,合理布置材料,提高材料的利用效率,以机翼翼盒结构的概念设计为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,以结构的最小柔度为目标函数,以体积约束为约束函数,对单载荷工况下三维机翼翼盒进行结构拓扑优化设计,找出其主... 为有效降低机翼的重量,合理布置材料,提高材料的利用效率,以机翼翼盒结构的概念设计为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,以结构的最小柔度为目标函数,以体积约束为约束函数,对单载荷工况下三维机翼翼盒进行结构拓扑优化设计,找出其主传力路径,并通过与二维机翼优化结果比较证明了方法的可行性。拓扑优化结果显示其结构型式新颖,翼梁和翼肋的数目、位置和形状在结果中都有一定程度的体现,具有一定参考价值,是一种具有良好操作性的、有别于经验设计的机翼结构概念设计新方法。 展开更多
关键词 概念设计 拓扑优化 伪密度 柔度 三维机翼翼盒 飞行器
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CST气动外形参数化方法研究 被引量:48
9
作者 关晓辉 李占科 宋笔锋 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期625-633,共9页
类别形状函数变换(CST)方法是通过类别函数和形状函数来表示几何外形的新型气动外形参数化方法。通过考察参数化过程线性系统的条件数以及对翼型的表示误差,研究了Bernstein多项式阶数(BPO)对CST方法单值性和精度的影响,并将CST方法与B... 类别形状函数变换(CST)方法是通过类别函数和形状函数来表示几何外形的新型气动外形参数化方法。通过考察参数化过程线性系统的条件数以及对翼型的表示误差,研究了Bernstein多项式阶数(BPO)对CST方法单值性和精度的影响,并将CST方法与B样条法、Hicks-Henne法和参数化翼型(PARSEC)法的参数数量和表示精度进行了对比。使用基于CST参数化方法的远场组元(FCE)激波阻力优化方法对超声速机翼进行外形优化,优化后的机翼其激波阻力降低达61%。研究结果表明:CST方法具有参数少,精度高的优点;为保证表示精度,同时避免病态参数化过程,应使用4阶以上、10阶以下的Bernstein多项式定义形状函数。 展开更多
关键词 类别形状函数变换 线性系统 参数化 多项式 减阻 外形优化
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起落架着陆动态仿真分析模型及参数优化设计 被引量:61
10
作者 晋萍 聂宏 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期498-502,共5页
以支柱式起落架飞机为原型 ,建立了一个适用于 ADAMS软件的起落架着陆动态性能分析模型 ,并进行了仿真分析和参数优化设计。仿真分析结果与试验结果比较有着较好的一致性 ,参数优化设计有着很好的参考价值。研究结果表明 ,基于 ADAMS软... 以支柱式起落架飞机为原型 ,建立了一个适用于 ADAMS软件的起落架着陆动态性能分析模型 ,并进行了仿真分析和参数优化设计。仿真分析结果与试验结果比较有着较好的一致性 ,参数优化设计有着很好的参考价值。研究结果表明 ,基于 ADAMS软件进行飞机起落架仿真分析是切实可行的 ,从而为在 ADAMS软件基础上进一步开发飞机起落架数值样机作出了有意义的尝试。此外 ,与编写 FORTRAN源程序比较 ,利用 ADAMS软件可节省大量的人力与时间 ,精度可靠 ,便于优化分析与改进设计 。 展开更多
关键词 飞机起落架 着陆 动态仿真 优化设计 ADAMS软件 计算机辅助分析
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基于关联规则的MBD数据集定义研究与实现 被引量:7
11
作者 王宏 于勇 +2 位作者 印璞 赵罡 王伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2377-2383,共7页
针对产品全三维数字化研制需求,提出了一种基于关联规则的基于模型定义(MBD)数据集定义方法.首先,对产品研制过程中所有设计、制造和检验的标准进行细化分解,并对所有这些标准的工作方法、指令、要求即工程注释项进行统一编码,并由计算... 针对产品全三维数字化研制需求,提出了一种基于关联规则的基于模型定义(MBD)数据集定义方法.首先,对产品研制过程中所有设计、制造和检验的标准进行细化分解,并对所有这些标准的工作方法、指令、要求即工程注释项进行统一编码,并由计算机管理和发布;其次,对MBD数据集创建过程的历史记录进行关联规则挖掘,发现工程注释项间潜在的关联关系;最终,根据工程注释项间关联关系,实现MBD创建过程中相关工程注释项的推荐.该方法以数据挖掘中关联规则理论为基础,从MBD数据集构建历史数据中获取有用的知识和经验,通过相关工程注释项推荐,进而提高MBD数据集创建效率. 展开更多
关键词 关联规则 基于模型定义(MBD)数据集 工程注释项 数据挖掘 推荐
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MBD模型本体建模及检索技术研究与应用 被引量:6
12
作者 于勇 顾黎 +1 位作者 印璞 赵罡 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期260-269,共10页
针对产品全三维数字化研制中产生的MBD历史建模数据重用性需求,提出了一种基于本体技术的MBD模型知识表达与管理方法,综合考虑几何信息与非几何信息进行检索应用。首先,根据MBD数据集规范性要求,以模型检索为目的,构建本体结构,分为几... 针对产品全三维数字化研制中产生的MBD历史建模数据重用性需求,提出了一种基于本体技术的MBD模型知识表达与管理方法,综合考虑几何信息与非几何信息进行检索应用。首先,根据MBD数据集规范性要求,以模型检索为目的,构建本体结构,分为几何信息层与非几何信息层进行具体阐述;其次,根据已构建本体结构,给出几何信息层与非几何信息层相似性对比方法;最终,综合几何信息与非几何信息,实现MBD模型检索。本文方法通过本体技术,将MBD模型数据进行结构化、语义化表达和存储,在此基础上,综合考虑几何信息相似度及非几何信息相似度,进行相似模型检索,实现MBD模型信息重用。 展开更多
关键词 MBD模型 本体 几何 非几何 检索
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基于工艺约束特征的三维结构拓扑优化技术 被引量:4
13
作者 邱福生 张立 +2 位作者 陈彦海 刘阳 李威 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期447-454,共8页
针对结构拓扑优化技术在工程应用过程中的工艺约束引入问题,在基本变密度法的基础上,面向制造工艺约束引入了可扩展的约束因子,并通过特征匹配技术将制造工艺约束和约束因子链接,进而对可变密度结构拓扑优化方法进行面向应用的改进。该... 针对结构拓扑优化技术在工程应用过程中的工艺约束引入问题,在基本变密度法的基础上,面向制造工艺约束引入了可扩展的约束因子,并通过特征匹配技术将制造工艺约束和约束因子链接,进而对可变密度结构拓扑优化方法进行面向应用的改进。该方法首先通过特征建模技术将各类制造工艺约束形成可检索的制造特征,利用特征匹配技术寻找符合设计要求的制造特征,并根据优选的制造特征初始化约束因子和单元伪密度。然后通过约束因子对设计变量的控制作用,结合材料属性的合理近似模型,利用优化准则法和独立网格过滤技术,完成结构设计域的优化。给出了约束因子的扩展模型、带约束因子变密度法的改进数学模型以及带约束因子变密度优化设计的求解过程和应用流程图,并用MATLAB程序实现该算法。通过一个算例计算给出了求解运算和数据分析结果,验证了该方法求解的可行性与有效性。 展开更多
关键词 结构优化 变密度法 工艺约束 优化准则法 约束因子
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飞机概念设计中的外形参数化模型的研究 被引量:10
14
作者 金海波 丁运亮 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期540-544,共5页
在现代 CAD造型技术的支持下 ,飞机外形的参数化模型可以成为飞机概念设计中总体布局、方案比较、外形设计和总体参数优化设计的重要工具。本文结合 NURBS的造型功能和解析函数曲线易于控制的特点 ,采用外形的控制方程和实体的具体表示... 在现代 CAD造型技术的支持下 ,飞机外形的参数化模型可以成为飞机概念设计中总体布局、方案比较、外形设计和总体参数优化设计的重要工具。本文结合 NURBS的造型功能和解析函数曲线易于控制的特点 ,采用外形的控制方程和实体的具体表示各自独立的方法 ,在 ACIS几何造型平台上建立了一套飞机外形的参数化设计模型。本文研究的参数化模型可以把原来飞机外形复杂的画图过程转化为飞机外形的自动化设计过程 ,从而提高飞机外形设计的可设计性和可计算性。在文中还深入研究了飞机外形的参数化模型在飞机概念设计中的作用和意义 ,分析了模型在飞机概念设计过程中的数据传递过程 。 展开更多
关键词 飞机外形 参数化模型 指数曲线 NURBS造型 概念设计 自动化设计 CAD
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涡轮叶片精铸模CAD/CAM原型系统开发与应用 被引量:12
15
作者 汪文虎 莫蓉 +1 位作者 王增强 任军学 《航空计算技术》 1999年第4期14-16,共3页
将并行工程的思想和方法运用于航空发动机涡轮叶片精铸模具设计与制造的全过程,以IMAN 作为信息集成平台,开发出的CAD/CAM 原型系统真正实现了精铸模设计与制造的无纸化,使涡轮叶片精铸模具的设计周期缩短了60 % ,数... 将并行工程的思想和方法运用于航空发动机涡轮叶片精铸模具设计与制造的全过程,以IMAN 作为信息集成平台,开发出的CAD/CAM 原型系统真正实现了精铸模设计与制造的无纸化,使涡轮叶片精铸模具的设计周期缩短了60 % ,数控编程周期缩短了50 % 。 展开更多
关键词 涡轮 叶片 发动机 飞机 精铸模具 CAD CAM
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多维函数图形的一种三维可视化方法 被引量:3
16
作者 邓扬晨 张卫红 +1 位作者 钱卫 章怡宁 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期368-371,共4页
为研究多维函数图形的可视化问题 ,利用科学可视化概念和向量正交性的特点 ,将多维函数通过某种链化方式转化为三维函数 ,提出了函数可视化的一种新方法。 3个算例均表明该方法针对所研究的问题有效和可靠 ,并且不受函数变量维数的限制 。
关键词 多维函数 可视化 向量正交性 变量链化
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利用径向基函数重建飞机表面的Cp值曲面 被引量:4
17
作者 李卫国 陈文亮 丁秋林 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期101-104,共4页
利用风洞实验获得的复杂飞机表面上部分散乱点的Cp值,重建出整张曲面上的Cp值是气动力学分析中的一个难题.该文提出一种新的重建Cp值曲面方法,先将形状复杂的飞机表面转化为与其拓扑等价的规则曲面,再利用径向基函数对这些散乱点的值进... 利用风洞实验获得的复杂飞机表面上部分散乱点的Cp值,重建出整张曲面上的Cp值是气动力学分析中的一个难题.该文提出一种新的重建Cp值曲面方法,先将形状复杂的飞机表面转化为与其拓扑等价的规则曲面,再利用径向基函数对这些散乱点的值进行光滑插值加密计算重建出全局值.通过大量标准函数测试以及实际应用证明,该方法简单、准确、有效. 展开更多
关键词 空气动力学 径向基函数 Cp值曲面 飞机设计 CAD
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无人飞行器外形布局设计及其气动特性计算分析 被引量:6
18
作者 王允良 高永 侯志强 《海军航空工程学院学报》 2011年第4期361-364,374,共5页
设计了一种新的无人飞行器气动外形布局,应用基于二次曲线的模线设计方法完成了飞行器气动外形建模,并对所建模型进行气动特性计算分析。将飞行器几何外形节点数据导入Gambit软件,生成气动特性计算所需的网格文件。应用Fluent软件,... 设计了一种新的无人飞行器气动外形布局,应用基于二次曲线的模线设计方法完成了飞行器气动外形建模,并对所建模型进行气动特性计算分析。将飞行器几何外形节点数据导入Gambit软件,生成气动特性计算所需的网格文件。应用Fluent软件,根据不同的飞行条件,选择合适的计算流体力学分析方法,对无人飞行器外形布局进行气动特性计算。主要讨论了在飞行马赫数为013、0.6和1.3时,对应不同飞行高度和迎角条件下飞行器的纵向气动特性,包括升力系数、阻力系数以及俯仰力矩系数。通过对计算结果的统计与分析,得出飞行器在不同飞行条件下的升阻比以及静稳定度,来判定其飞行性能以及飞行稳定性。经过计算与分析得出,所设计的飞行器外形布局符合飞行要求,并且具有良好的气动特性和稳定性。 展开更多
关键词 无人飞行器 气动布局设计 气动特性 计算流体力学
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聚焦式战斗部攻击下飞机的易损性计算 被引量:6
19
作者 赵晨钟 韩庆 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2012年第1期15-17,27,共4页
飞机生存力已成为军用飞机设计的主要技术指标之一,飞机易损性计算的主要目的是评估飞机生存力,为飞机生存力增强设计提供理论指导。以模拟现代空战中主要使用的聚焦式战斗部的毁伤元真实飞散特性为基础,考虑冲击波超压的毁伤效应和球... 飞机生存力已成为军用飞机设计的主要技术指标之一,飞机易损性计算的主要目的是评估飞机生存力,为飞机生存力增强设计提供理论指导。以模拟现代空战中主要使用的聚焦式战斗部的毁伤元真实飞散特性为基础,考虑冲击波超压的毁伤效应和球形、方形毁伤元对飞机的洞穿作用,以战斗部静态飞散角作为设计参数,建立了聚集式战斗部的威力场。研究了聚焦式战斗部威力场内不同毁伤元对飞机的多击中易损性,同时给出了计算实例,与非聚焦战斗部杀伤结果对比表明:聚焦式战斗部对飞机有更高的杀伤概率。 展开更多
关键词 聚焦式战斗部 杀伤概率 易损性 生存力
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特征设计的定位约束参数化技术 被引量:2
20
作者 杨运平 周儒荣 叶尚辉 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期50-56,共7页
提出一种三维参数化的系统模式,将参数化工作分为二维变量几何、扫描方向参数化及特征定位约束参数化3个相对独立的部分。针对反映三维参数化特点的定位约束参数化技术,提出用坐标系方式表示特征之间的定位约束关系,定义了所需的几... 提出一种三维参数化的系统模式,将参数化工作分为二维变量几何、扫描方向参数化及特征定位约束参数化3个相对独立的部分。针对反映三维参数化特点的定位约束参数化技术,提出用坐标系方式表示特征之间的定位约束关系,定义了所需的几种坐标系,分析了可能存在的约束关系类型,并从一般位置约束关系的分析入手,推导出相应的约束变换矩阵,拓宽了约束表示的覆盖域。还针对特征模型约束情况分析、判断和处理的需要。 展开更多
关键词 定位约束 参数化法 特征模型 CAD 飞机
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