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    2025年第57卷第3期
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    数据驱动下的机器人轴孔装配研究综述
    王战玺，张邦海，李景德，罗子彦，郑晨
    2025,57(3):397-411, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.001
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 5.47 M] (0)
    摘要：
    轴孔装配作为制造业核心工艺，其智能化对产品精度与可靠性至关重要。传统人工算法存在模型依赖强、自适应不足等问题，而数据驱动方法通过从数据中隐式学习响应模式，展现出良好的泛化性能。本文系统综述了基于数据驱动的轴孔装配技术，从环境感知、装配控制及任务课程设计梳理进展。分析了智能体在轴孔装配中的感知、任务理解与控制以及课程设计对任务的影响，并针对现有研究在动态响应、鲁棒性及任务理解等方面的瓶颈，展望未来研究需聚焦以任务需求为引导的低成本感知、先验知识+数据驱动的决策框架、未知任务空间的性能评估、以及探索人机共融下的任务理解与控制。
  • 考虑结构柔性的大型仿生扑翼机动力学建模与飞行性能分析
    徐晖，潘尔振，徐文福，黄海林
    2025,57(3):412-418, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.002
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 1.33 M] (0)
    摘要：
    大型仿生扑翼机（Large bionic ornithopters， LBOs）翅膀在扑动过程中会产生明显的柔性变形，气动特性复杂，其变形情况除受翅膀扑动影响外也与机体运动相关。本文通过耦合有限元方法和有限状态气动方法建立LBOs的翅膀三维气动弹性模型，并将该模型与通过凯恩方程法建立的多体动力学模型结合，搭建了LBOs的飞行动力学模型。该模型考虑了LBOs扑动过程中翅膀的柔性变形与机体运动的影响，能够计算LBOs前飞时的位置和姿态变化情况。通过该模型计算了LBOs前飞时的飞行状态，并与实际飞行实验数据做对比，结果表明该模型可以较好地模拟LBOs的飞行状态，验证了该模型的准确性。
  • 基于灰狼优化算法的模块化机器人拓扑优化方法
    刘玖庆，陈钢，费军廷，余龙畅，闫英，刘育强，刘华伟
    2025,57(3):419-428, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.003
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 2.24 M] (0)
    摘要：
    模块化机器人可重构为不同的拓扑，从而具备多样的工作能力以应对复杂多变的任务需求，如何求取具备所需工作能力的机器人最优拓扑是充分发挥模块化机器人重构特性的关键。为解决这一问题，本文提出了一种基于灰狼优化算法（Grey wolf optimizer，GWO）的模块化机器人拓扑优化方法。首先，针对模块化机器人构建运动链表征，并基于旋量法和牛顿-欧拉法完成运动学/动力学建模。然后，基于运动链表征设计拓扑决策变量，考虑机器人的模块数量、最大关节驱动力矩和灵巧性设计目标函数，引入交叉、变异概念改进灰狼优化算法，建立拓扑优化模型并求解。最后，针对两个实验求解所对应的最优拓扑，对比验证了该算法能有效求取模块化机器人最优拓扑。
  • 模块化压电驱动多足式微爬行机器人
    贾慧洲，曾潇丰，尹灿辉，吴宇列，肖定邦
    2025,57(3):429-440, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.004
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 7.41 M] (0)
    摘要：
    目前基于智能复合微结构（Smart composite microstructure， SCM）工艺的压电式多足微爬行机器人一般采用整体设计、整体组装的方式，虽然结构紧凑、集成度高，但结构间相互耦合严重，并且装配和维护困难。针对该问题，提出一种模块化制造、自由式组装的多足微爬行机器人设计方法，并据此研制一种水平布置的四足模块化微爬行机器人。首先提出了整机的模块化设计方案，开展了多自由度腿的结构设计。其次研究了压电驱动模块、微角运动模块以及二自由度腿的具体加工和组装流程，完成了对各模块的加工与测试。然后开展了机器人的整体装配，并基于Trot步态利用Adams进行了机器人的运动仿真。最后对机器人进行了实际的运动测试，初步验证其运动性能，为后续优化设计以及更多形式的模块化微爬行机器人的开发奠定基础。
  • 空间桁架自主装配轨迹规划与控制策略
    孟凡奇，陈萌，马晓龙，高金忠，高洋
    2025,57(3):441-450, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.005
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 2.42 M] (0)
    摘要：
    针对空间中大型桁架的在轨组装需求，设计了一套空间桁架在轨装配系统，包括装配机器人、基于构件级模块单元的桁架系统。考虑整个装配过程的安全性与有序性，构建了基于邻接矩阵的桁架杆件装配流程数学表达，用于规划立方体桁架单元各杆件的装配序列。同时，提出了面向任意装配位置的弧形轨迹规划方法，保证杆件装配全流程的平滑性以及对接阶段的正对齐。最后，利用一种根据接触力动态调整参数的自适应柔顺控制算法，确保桁架杆接触装配的安全性与柔顺性。基于本文搭建的空间桁架在轨装配系统仿真软件ADAMS与Simulink联合仿真模型，表明本文所提出的自主装配轨迹规划与控制策略能够实现空间桁架的自主平滑柔顺装配，且装配过程中的接触力小于10 N。
  • 一种无伴随运动的并联机构运动学分析
    叶凡，王凯，吕贤海，曹毅
    2025,57(3):451-458, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.006
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 1.99 M] (0)
    摘要：
    针对一种无伴随运动的移动副转动副万向副-2移动副转动副万向副圆弧副（Prismatic-joint revolute-joint universal-joint-2 prismatic-joint revolute-joint universal-joint pc-joint，PRU-2PRUPc）并联机构，进行了运动学分析。首先基于螺旋理论对所设计的PRU-2PRUPc并联机构进行自由度与伴随运动的分析。接着，推导了该机构的运动学反解解析解，基于粒子群算法得到机构在不同位姿下的运动学正解数值解，验证了反解的正确性，并通过Adams软件进行运动学仿真验证。然后基于螺旋理论，对机构的奇异性进行了分析，得到机构的输入端与输出端的奇异位型。最后基于运动/力传递指标对机构进行了分析，绘制了并联机构的性能图谱，为后续的优化与应用奠定了理论基础。
  • 4-RPR平面并联机器人的正运动学及奇异性能
    李新宇，尤晶晶，华洁，张毅，叶鹏达
    2025,57(3):459-466, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.007
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 1.61 M] (0)
    摘要：
    冗余驱动能够帮助机器人越过奇异位形，但它能否提高机构的运动/力传递性能，尚无定论。鉴于此，首先，设计了一种冗余驱动4-转动副移动副转动副（Revolute-joint，prismatic-joint，revolute-joint，PRR）平面并联机器人，建立并解析求解了其正运动学方程。其次，根据尺度约束关系，推导并解析求解了杆长协调方程。根据位移求导法，推导了雅可比矩阵并分析了奇异位形。接着，借助于广义逆、分块矩阵等数学工具，求解了机器人的局部条件数指标（Local conditioning index，LCI）。最后，对比分析了4-RPR并联机器人与4种3-RPR并联机器人的正解特性、奇异位形和运动/力传递性能。结果显示，所设计的新型机器人的正运动学方程解的个数减少了一半，奇异位形更少，优质工作空间占比提升了1.15%~16.67%。这表明，4-RPR平面并联机器人更易于运动控制，且具有更优越的奇异性能，适合应用于3D打印、码垛等对灵活性要求较高的场景。
  • 基于强化学习的双臂空间机器人应急姿态控制
    黎丰，李宁，邹怀武，靳永强，张崇峰
    2025,57(3):467-474, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.008
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 1.43 M] (0)
    摘要：
    针对双臂空间在轨服务机器人在遭遇极端异常情况下飞轮、发动机故障等传统姿态控制失效问题，提出了一种基于强化学习的双臂空间机器人应急姿态控制算法。与传统姿态控制算法相比，本文仅通过飞行器所配置的两条机械臂进行有限的飞行器姿态恢复。通过搭建算法训练的物理环境，应用无模型的近端策略优化（Proximal policy optimization，PPO）算法进行姿态控制，结合在轨操作中机械臂运动学约束，设计奖励函数优化飞行器姿态控制精度。为验证上述策略有效性，在MuJoCo仿真环境中进行星体姿态恢复数值仿真，并针对不同星体质量、不同末端负载质量等工况进行算法适应性评估，结果表明该强化学习方法能满足飞行器进行有限姿态控制的需求，无需参数调节且具有一定鲁棒性。
  • 基于多策略改进蜣螂算法的三维无人机路径规划
    王紫益，王雷，徐浩然，张桐彬，夏强强
    2025,57(3):475-486, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.009
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 3.06 M] (0)
    摘要：
    针对传统的蜣螂算法在三维无人机（Unmanned aerial vehicle， UAV）路径规划中存在求解精度低、收敛速度慢及容易陷入局部最优等问题，提出了一种基于多策略改进的蜣螂算法（Multi-strategy improved dung beetle optimizer， MSIDBO）。该算法首先采用空间金字塔匹配（Spatial pyramid matching，SPM）混沌映射与反向学习策略进行种群初始化，以提高初始种群的多样性和质量。其次，引入改进后的边界收敛因子，以实现算法全局探索与局部搜索能力的平衡。然后，融合海鸥优化算法的攻击机制，以提升收敛速度和求解精度。最后，采用t-distribution差分变异策略，以提高算法跳出局部最优解的能力。将改进的蜣螂算法与其他的启发式算法和相关的改进算法进行基准函数测试，MSIDBO算法相较于其他启发式算法和改进算法，在收敛速度与精度方面表现突出；此外，将改进的蜣螂算法应用于三维无人机路径规划仿真，实验仿真结果表明在不同的场景下MSIDBO算法生成的路径代价函数值更小，路径质量更高，平稳性更佳。
  • PVDF基薄膜复合SMA片式弯曲驱动器
    钱国明，朱孔军，吉爱红，刘超，杨立佣，黄卫清
    2025,57(3):487-495, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.010
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 3.55 M] (0)
    摘要：
    形状记忆合金（Shape memory alloy，SMA）作为智能驱动材料之一，因具有变形量大、变形方向自由度大且变形可短时急剧发生等特点得以广泛开发应用。目前关于SMA的应用主要围绕其形状记忆特性与伪弹性特性，且皆与温度直接相关，但较低的响应频率限制了其适用范围。基于此，本文在聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride，PVDF）中引入锆酸铅钡（Pb0.8Ba0.2ZrO3，PBZ）纳米陶瓷纤维，采用溶液流延法将其涂覆于NiTi片表面制备PBZ/PVDF@SMA片式复合弯曲驱动器，室温下通过PBZ/PVDF薄膜的电卡效应加热及冷却SMA片式弯曲驱动器，并与传统电流加热与自然冷却SMA方式作对比，旨在缩短SMA片式弯曲驱动器循环周期，同时获得较高的位移输出，通过仿真模拟揭示PBZ/PVDF复合薄膜加热与冷却SMA片式弯曲驱动器过程。
  • 超高空太阳能无人机多学科优化设计
    姚远，徐一鸣，张宇，戴雨可，左健巍
    2025,57(3):496-508, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.011
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 3.52 M] (0)
    摘要：
    超高空太阳能无人机具有超大展弦比和超轻质结构的特点，其气动布局参数不仅与全机气动特性和静稳定性密切相关，还间接决定了飞机结构变形和结构重量的大小。另外，结构变形的存在又会反过来对飞机的气动特性和静稳定性造成影响。因此，超高空太阳能无人机综合设计是一个耦合了气动、结构、稳定性的多学科综合优化问题。对于此类设计问题，顺序串行设计方法效率较低，且难以得到系统的整体最优解。本文基于多学科并行的思想建立了考虑结构变形的超高空太阳能无人机气动/结构/稳定性综合优化设计方法，有效提升了超高空太阳能无人机在设计约束条件下的任务载荷能力，揭示了超高空太阳能无人机气动布局及结构设计参数对飞机任务载荷能力的影响规律。
  • 信息融合的改进SVM风电齿轮箱故障诊断方法
    蔺思玮，徐志科
    2025,57(3):509-516, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.012
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 1.91 M] (0)
    摘要：
    为提升风电机组运行效率并优化运维成本，将时域特征指标分析技术与多传感器信息融合策略相结合，提出一种基于灰狼优化（Grey wolf optimization，GWO）算法-支持向量机（Support vector machine，SVM）的风电齿轮箱状态监测方法。首先计算了表征振动能量的不同时域统计特征值，采用并行叠加方式进行特征级和数据级融合得到信息融合矩阵。在此基础上建立了基于GWO-SVM的故障诊断分类模型。为验证模型性能，使用QPZZ-Ⅱ旋转机械振动试验台所采集的齿轮箱实测数据对本文所提方法进行验证分析，结果表明该方法明显优于其他传统方法，其在分类诊断准确率上展现出显著优势。
  • 激光冲击强化与热处理对电弧增材制造镍铝青铜性能影响
    刘铄涵，戴宁，程筱胜，KULADEEP Rajamudili
    2025,57(3):517-526, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.013
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 5.97 M] (0)
    摘要：
    围绕电弧增材制造（Wire arc additive manufacturing， WAAM）镍铝青铜（Nickel-aluminum bronze，NAB）的显微组织演变及力学性能调控，结合激光冲击强化（Laser shock peening， LSP）与退火热处理工艺，分析了不同处理条件下材料的微观结构及表面力学性能演变机制。结果表明：LSP 处理后材料表层晶粒显著细化，显微硬度由182 HV提升至223.5 HV，同时表面形成最高达572 MPa的残余压应力层；后续热处理通过静态再结晶机制优化了晶相组织，利用LSP引入的位错能量促进晶界重构，在保留近表面硬化特性的同时，使材料表层硬度整体提升至 202 HV，并显著消除了残余应力。本文旨在为WAAM NAB的表面强化策略提供参考，拓展LSP与热处理在增材制造金属材料中的应用潜力。
  • 基于遗传算法的飞机客舱门手柄凸轮轮廓曲线优化
    龚旭彬，刘雷，何胜聪
    2025,57(3):527-534, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.014
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 1.87 M] (0)
    摘要：
    作为舱门操作的核心部件，舱门手柄凸轮机构直接影响舱门的操作效率与安全性能。为提高舱门操作效率，改善手柄凸轮的接触特性及从动件负载，采用非支配排序遗传算法（Non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ， NSGA-Ⅱ）对舱门手柄凸轮机构进行了多目标优化设计。优化结果表明：该算法提升驱动曲线优化效果显著，压力角、阻力和阻力矩均有所降低，曲率半径得到了适当增大；泄压门驱动曲线的优化效果较弱，但仍实现了一定的性能提升。该研究为舱门凸轮机构的优化设计提供了有效的解决方案，具有良好的实际应用前景。
  • 冷冻砂型数控加工参数与排砂参数联合优化研究
    刘亲将，单忠德，杨浩秦，闫丹丹，梁校
    2025,57(3):535-546, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.015
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 4.72 M] (0)
    摘要：
    通过数控加工方法制备铸造用冷冻砂型是实现数字化冷冻砂型绿色铸造的重要基础。开展了冷冻砂型在不同目数和含水量下的数控加工稳健参数优化研究，获得对尺寸精度影响波动最小的切削加工工艺参数组合，当切削速度为188 m/min、进给速度为120 mm/s、切削深度为3 mm和切削宽度为8 mm时，数控加工冷冻砂型的尺寸精度较稳定。开展冷冻砂型多参数耦合排砂工艺参数优化研究，以排砂率为指标，在不同型腔三维尺寸条件下分析流量、靶距、俯角和口径对排砂效果的影响规律，优化出较优排砂工艺参数组合，流量为30 L/min、靶距为45 mm、俯角为65°、口径为2 mm，排砂效果较好。耦合冷冻砂型力学性能与排砂要求，优化得到造型参数为100目原砂与4%（质量分数）含水量。通过试验优化得到完整的冷冻砂型数控加工排砂工艺参数窗口，实现冷冻砂型数控加工的高精高效成形。
  • 考虑并行批处理的复杂机电产品装配排程优化
    邓凯博，汤辉，谢乃明，闫华，于一豪
    2025,57(3):547-556, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.016
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 2.43 M] (0)
    摘要：
    复杂机电产品装配产线多采用模块化设计以实现多型产品并行生产，各模块装配过程中存在部分工序组批处理、多机并行加工等复杂情况，为车间排程方案的制定带来巨大挑战。本文以复杂机电产品柔性装配作业车间为研究对象，多品种小批量生产模式下考虑多机并行批处理，以最小化最大完工时间、最小化拖期时间和最大化平均设备利用率为目标，建立多目标整数规划模型。根据问题特性，设计嵌入启发式规则的快速非支配排序遗传算法求解模型。实验表明，本文提出的排程策略及模型能提供合理的批产机组批方案；改进算法与传统非支配排序遗传算法相比，最大完工时间平均缩短4.25%，总拖期时长平均降低32.30%，平均设备利用率增长0.69%。
  • 电弧增材制造304不锈钢显微组织与断裂行为
    陈超，任柏桥，傅彦，高义皓，隋昕晨，陈运好，赵小辉
    2025,57(3):557-561, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.017
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 3.70 M] (0)
    摘要：
    电弧增材构件柱状晶生长特征显著影响其力学性能，但当前针对电弧增材构件断裂行为研究匮乏。为此，本文以304不锈钢薄壁构件为研究对象，分别对其沿沉积与扫描方向拉伸及断裂行为进行调查，并结合光学显微镜（Optical microscope， OM）、扫描电子显微镜（Scanning electron microscope， SEM）与电子背散射衍射（Electron backscatter diffraction， EBSD）对断口及其截面进行表征以揭示断裂机理。结果表明：构件组织沿沉积方向呈明显柱状生长，导致沉积方向强度低于扫描方向，但断裂位置发生显著颈缩，断口分布大量细小韧窝，表现出更高的塑性行为。然而，层内的粗大柱状晶成为断裂薄弱点区域，在平行于柱状晶的拉伸应力下，最终断裂在层内区域。相反，扫描方向因柱状晶界抑制位错滑移而表现出高强度和低塑性。断口区域存在大量小角度晶界与应变，表明位错的非均匀滑移引发应变集中和断裂。
  • 基于Yeo-Johnson变换和最大熵原理的结构可靠性分析方法
    张雯静，李洪双
    2025,57(3):562-571, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.018
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 1.21 M] (0)
    摘要：
    针对航空航天、车辆等工程领域存在输入数据完全随机缺失的情况，提出了一种基于Yeo-Johnson变换和最大熵原理的结构可靠性分析方法。首先，通过Yeo-Johnson变换将原始数据变换为正态化数据。再次对正态化数据进行扩充抽样，推导Yeo-Johnson逆变换，并对扩充数据进行逆变换。最后利用最大熵原理对全部数据进行概率密度函数拟合及失效概率的计算。将本文方法应用在3个算例中，结果表明：该方法能够对缺失数据进行样本扩充，有效解决因为数据完全随机缺失无法正常进行可靠性分析的情况，所提方法具有较高的可行性和工程应用价值。
  • 面向低空高密度UAT2模式ADS-B接收设备监视容量评估
    汤新民，冯文源，管祥民
    2025,57(3):572-579, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.019
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 1.19 M] (0)
    摘要：
    针对未来通用访问收发机（Universal access transceiver， UAT2）模式的广播式自动相关监视（Automatic dependent surveillance-broadcast，ADS-B）系统设备在低空高密度情景下对低空飞行器的监视工作可能产生报文重叠的问题，将泊松过程和二项分布等概率公式与UAT2数据链收发过程特点结合，建立ADS-B接收设备处理单条报文接收成功率与影响变量的关系模型，揭示了在理想工作情况下和报文重叠的情况下，ADS-B接收设备的监视容量由信道误码率和处理速率共同决定。仿真结果表明：以报文接收成功率PSUC不低于70%为期望值，信道误码率为10-2时，监视容量可达到199条/s，误码率为10-3时，监视容量可达到256条/s，仿真实验结果与模型曲线基本拟合验证了本文所提的UAT2数据链路ADS-B接收设备的监视容量量化评估模型的合理性。
  • 基于mRMR算法的脑电特征评价
    孙哲，李慧，邵荃，张军峰，贾萌
    2025,57(3):580-588, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2025.03.020
    [摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 1.40 M] (0)
    摘要：
    由于具有高时间分辨率、无创性，脑电（Electroencephalogram， EEG）信号被广泛应用于航空航天任务操作员的疲劳、脑力负荷分析等。针对EEG信号多通道且各通道内信息不完全相同的特性，提出了一种基于最小冗余最大相关性（Minimum redundancy maximum relevance， mRMR）算法的EEG特征评价技术。通过设置目标变量，计算各通道内EEG特征与目标变量的互信息量、特征在通道内部的冗余度，可对EEG特征的性能做出评价。进一步，获取管制员在不同脑力负荷下的EEG数据，对一系列EEG特征做出评价并与已有研究、特征在不同分类方式下的可分性进行对比，验证了该特征评价技术的有效性。与现有的技术相比，该技术避免了灰色关联分析法确定权重参数和灰色关联度的主观性、避免了分类器评价法的差异性。相较于已有的特征选择算法，考虑了通道内部信息的冗余，使得评价结果更为准确。相较于基于统计学的相关技术，该方法可对特征的性能做出定量的评价，以便对不同指标进行比较。最后，阐述了该评价方式疲劳程度分析、情绪识别等方面的应用。
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    低展弦比微型轴流涡轮弯叶片设计
    谢婕 夏晨 张远森 等
    2015,47(1):160-166, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2015.01.023
    [摘要] (4883) [HTML] (0) [PDF 4.62 M] (13463)
    摘要：
    针对微型轴流涡轮机面临的低展弦比、低雷诺数导致效率降低的问题，以某型200 kW微型燃气轴流涡轮发电机高压涡轮为研究对象，采用数值模拟方法开展了低展弦比下微型弯曲轴流涡轮叶片设计技术研究。对展弦比为0.88的涡轮静叶，分析对比了正弯和J型弯静叶对微型涡轮流场的影响，结果显示：正弯静叶顶部出口气流角较大，造成下游动叶叶尖泄漏损失增大，整体效率下降;而J型弯方案抑制了下游动叶叶背中径的流动分离，整体性能较原型有所提升。然后，研究了J型静叶弯高和弯角对涡轮性能的影响规律，结果表明：采用大弯高小弯角设计的J型静叶提高了静叶根部通流能力，同时合理分配了静叶通道内的负荷以及出口气流方向，对涡轮级流场的改善效果更佳。J型静叶弯高为1、弯角为+5°时，级效率达到0.852，流量为1.205 kg/s，较原型分别提高了0.77%和0.96%。
    多电飞机电力系统及其关键技术
    张卓然，许彦武，姚一鸣，于立，严仰光
    2022,54(5):969-984, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2022.05.021
    [摘要] (1968) [HTML] (1916) [PDF 6.24 M] (9169)
    摘要：
    多电飞机将机载二次能源逐步统一为电能，有效提高了飞机的燃油经济性、可靠性和维护性，已成为航空科技发展的重要方向。作为机载二次能源系统的核心，电力系统在多电飞机发展过程中起到了关键支撑作用。电力系统及其关键技术的创新发展是实现飞机综合性能提升和全局优化的必要基础。本文从多电飞机的基本概念与特点出发，分析对比了典型多电飞机的电力系统架构，在此基础上系统地总结了支撑多电飞机电力系统发展的关键技术，讨论了未来多电飞机电力系统高压、直流和智能化的发展趋势。
    基于小波变换和神经网络的直升机旋翼不平衡故障诊断方法
    徐永勤 高亚东 李清龙
    2017,49(2):212-218, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.02.010
    [摘要] (4376) [HTML] (3936) [PDF 807.81 K] (9160)
    摘要：
    依据直升机旋翼不平衡故障空间与多点机体振动空间存在一对一映射关系的理论，采用某旋翼试验台设置桨距不平衡、质量不平衡以及后缘调整片不平衡的方法获取试验数据。利用小波变换和神经网络处理直升机机体振动信号,并对直升机旋翼单故障和复合故障进行诊断。最终实现了一种利用小波变换处理机体振动信号诊断旋翼不平衡故障的方法。
    飞机电气化背景下的先进航空电机系统
    张卓然于立 李进才 陆嘉伟
    2017,49(5):622-634, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.05.005
    [摘要] (6931) [HTML] (4392) [PDF 5.40 M] (9086)
    摘要：
    多电/全电飞机将机载二次能源逐步统一为电能，电推进飞机进一步将电能用于飞行动力源，飞机电气化被认为是飞机机电系统与动力系统融合的重大革新，已经成为航空技术发展的重要方向。航空电机系统是支撑飞机电气化的重要基础。文中介绍了飞机电气化的基本概念和发展现状，阐述了电气化对飞机电源与用电设备的重要影响，重点论述了航空电机系统对飞机电气化发展的重要性及其面临的研究机遇与挑战。基于此，系统分析了适应飞机电气化发展需求的先进航空发电机与电动机系统，并进一步总结了支撑先进电机系统发展的关键技术，包括新型电工材料与器件、冷却技术、多物理场耦合分析方法与集成化综合设计理念。
    真空绝热板技术的研究现状及发展趋势
    陈照峰 张俊雄 王伟伟 沙李丽 胡雅 沈胜 李承东 叶信立
    2017,49(1):1-16, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.01.001
    [摘要] (7534) [HTML] (5934) [PDF 2.86 M] (9027)
    摘要：
    首先概述了真空绝热板（Vacuum insulation panel，VIP）芯材、阻隔膜和吸气剂的研究现状，分析了不同芯材、阻隔膜和吸气剂对VIP的绝热性能和使用寿命的影响，并基于VIP的应用要求提出了适用于建筑用VIP的最佳结构，即多层金属（或氧化物）树脂复合阻隔膜包覆超混杂复合芯材和碳基氧化物复合吸气剂的VIP。该VIP不仅具有低热桥、阻气阻氧性能好的优点，还具备耐压、耐折、回弹性低、抗刺穿和耐老化的优良特性，充分发挥了纤维型VIP和颗粒型VIP的优点，同时完美结合了纳米涂层与树脂膜的优势，克服了颗粒型VIP易溃散、纤维型VIP易回弹、金属镀层缺陷大和树脂膜易刺穿的缺点。此外，碳基氧化物复合吸气剂的抗热辐射性能良好，可进一步提高VIP的绝热能力。最后指出研究和开发高性能、低成本的VIP将是未来研究工作的发展方向。
    一种低耦合高精度六维力传感器设计及应用
    宋逸，段晋军，相立峰，李晨，姚举禄，戴振东
    2022,54(3):473-480, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2022.03.014
    [摘要] (1805) [HTML] (1204) [PDF 3.70 M] (8947)
    摘要：
    多维力传感技术是工业智能化发展重要支撑技术之一。本文研制了一种中等量程的轮辐构型的电阻应变式六维力传感器，其量程为：切向力±300 N、法向力±600 N、力矩±25 N·m。传感器外圈和中心台通过4组特设的应变梁连接。每组应变梁包括一对处于两侧的“L”形梁及一根居中的扁平梁，能够从结构上降低维间耦合。进一步通过贴片及组桥方案设计从理论上消除了各方向间的耦合。静态标定结果表明，该传感器的维间耦合小于1%、测量精度不低于1‰、过载系数超过300%、非线性度低于0.3%。瞬态冲击法动态测试表明，该传感器具有较好的动态性能。本文将该六维力传感器用于机械臂抛光打磨过程的力学测量和反馈控制，取得了优异的效果，证实了传感器的可用性和优越性。该传感器将促进中国六维力测试技术发展、助力现代工业智能化进程。
    阻力伞拉直过程的影响因素分析
    王从磊，孙建红，俞东明
    2013,45(2), DOI:
    [摘要] (5953) [HTML] (0) [PDF 414.81 K] (8732)
    摘要：
    变体飞行器LPV建模与鲁棒增益调度控制
    殷 明，陆宇平，何 真
    2013,45(2), DOI:
    [摘要] (6045) [HTML] (0) [PDF 407.82 K] (8682)
    摘要：
    航空发动机齿轮减速器振动噪声机理及其辐射噪声预测方法
    丁文强 吴玉萍 魏巍 谢俊岭
    2016,48(6):789-795, DOI:
    [摘要] (3880) [HTML] (4620) [PDF 2.95 M] (8282)
    摘要：
    航空发动机减速器齿轮箱的振动与噪声问题已经成为影响其传动系统可靠性、寿命和工作环境的关键因素。本文对减速器齿轮箱系统的振动噪声机理进行了分析与总结，确定其主要来源及传递路径，为设计阶段的各主要影响参数的选择提供依据。同时给出了一种比较实用的减速器齿轮箱辐射噪声的预测方法，可实现齿轮箱的噪声水平的评估和相应的齿轮箱结构薄弱部位定位，为结构优化提供依据。
    涡轴发动机发展与技术趋势
    葛宁
    2018,50(2):145-156, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2018.02.001
    [摘要] (4979) [HTML] (8685) [PDF 1.76 M] (8215)
    摘要：
    首先，对美国20世纪70年代以来各时期涡轴发动机发展规划及其性能演变过程进行了梳理，并分析了不同循环类型及循环参数的选择，进行了性能统计分析。然后，介绍了直升机/发动机一体化设计理论的基础与方法。最后本文提出新一代超低排放涡轴发动机的概念，指出降低总耗油量的同时提高功重比，才能实现超低排放。
    中国深空探测现状及持续发展趋势
    孙泽洲，孟林智
    2015,47(6):785-791, DOI:
    [摘要] (6758) [HTML] (0) [PDF 1.55 M] (8173)
    摘要：
    简要介绍了国外深空探测发展态势和内涵，剖析了中国深空探测取得的成功经验与主要差距。然后重点结合中国发展现状和现实需求，提出了中国深空探测后续发展目标，梳理出后续任务需提前开展研究的核心技术。最后对中国深空探测的持续发展提出了建议。
    航空发动机燃烧室湍流两相燃烧模型发展现状
    金捷 刘邓欢
    2016,48(3):303-309, DOI:
    [摘要] (6212) [HTML] (5156) [PDF 904.84 K] (8143)
    摘要：
    随着计算机、计算机辅助制造等技术的发展，数值模拟逐渐成为航空发动机设计手段之一。航空发动机燃烧室内是复杂的两相湍流燃烧过程，为了准确模拟这一过程，高精度两相湍流燃烧模型组成为航空发动机燃烧室设计师 必要的工具。本文从两相湍流数值模拟角度出发，对概率密度函数输运方程模型、火焰面模型和二阶矩模型这3种常用的燃烧模型的发展现状进行简要综述。
    冲压空气涡轮释放过程运动学分析
    马智勇，邓健，周光明
    2020,52(3):499-506, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2020.03.020
    [摘要] (1480) [HTML] (1354) [PDF 1.09 M] (8058)
    摘要：
    冲压空气涡轮作为飞机上的应急能源，能在出现紧急情况时提供电能，保证飞机上电传操控和电子设备的正常工作。本文以冲压空气涡轮为研究对象，基于机械运动原理对系统模型进行了简化，基于刚体假设，结合MATLAB软件从理论上研究结构在释放过程中的运动学问题。给出了冲压空气涡轮系统释放过程中各个关节空间位置的理论求解方法，得到了关节在空间中的运动轨迹和对应的速度时间曲线、加速度时间曲线，结果表明：冲压空 气涡轮系统的释放过程在1 s以内，释放速度较快，且各关节在释放初始阶段速度、加速度响应较大。本文的工作可为后期不同冲压空气涡轮系统构型的初步设计提供理论依据，指导冲压空气涡轮释放的仿真计算和试验。
    一种稳定的浸没边界-格子波尔兹曼方法
    2013,45(3), DOI:
    [摘要] (2651) [HTML] (0) [PDF 579.02 K] (7841)
    摘要：
    航空公司短期航班计划编排模型及算法
    张海峰 胡明华
    2015,47(4):553-558, DOI:
    [摘要] (3648) [HTML] (154) [PDF 487.36 K] (7832)
    摘要：
    航班计划编排的实质是对航空公司各种生产要素的优化配置，其优化程度直接影响航空 公司市场竞争能力。目前，航空公司在编排短期航班计划时过多地考虑了市场竞争，而忽略 了航班延误。文中兼顾市场竞争与航班延误控制，将航班延误控制纳入短期航班计划的编排 过程中。通过分析独立延误与波及延误特点，建立基于延误控制的短期航班计划编排模 型，并采用贪婪随机自适应搜索过程(Greedy randomized adaptive search procedure,GRA SP)算法对模型进行求解。最后，通过实例分析验证了所提方法的有效性。
    酚醛树脂热解产物高温燃烧详细化学反应机理简化
    王丽燕, 王振峰, 陈伟华, 檀妹静, 袁野, 纪兵兵
    2020,52(1):131-141, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2020.01.017
    [摘要] (2352) [HTML] (2364) [PDF 3.14 M] (7758)
    摘要：
    针对流动/酚醛树脂热解产物燃烧耦合数值模拟过程中使用详细化学反应机理带来的数值刚性问题，以保证计算精度要求，对酚醛树脂热解产物详细化学反应动力学模型进行简化研究。选取Chemkin-Pro中的良搅拌反应模型，对由53种组分325个基元反应组成的甲烷掺氢气详细化学反应动力学机理进行了敏感性分析和生产速率分析，得到包含15种组分15个基元反应的简化机理。结果表明：简化化学动力学模型能充分地再现详细基元反应模型的反应机理的主要特征，大幅缩短计算时间，进而用于高超声速条件下酚醛树脂热解产物引射及其对边界层扰动的计算流体动力学(Computational fluid dynamics，CFD)中。
    旋转爆轰发动机的研究进展
    王宇辉 何修杰
    2017,49(3):325-339, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2017.03.005
    [摘要] (2947) [HTML] (4430) [PDF 5.91 M] (7604)
    摘要：
    理论上爆轰熵增较小，旋转爆轰发动机比常规的爆燃发动机具有更高的热效率和比冲。文中对旋转爆轰发动机的燃烧室结构、爆轰方式、推进性能、热测量和不稳定性等方面进行了研究。结果表明该发动机的实验和数值模拟研究在国内外已经大量开展，但实验数据不够全面，测量手段有限;而爆轰波自身特性给发动机可靠性设计提出苛刻要求，因此旋转爆轰发动机的应用还有待进一步研究和发展。最后，文中总结了旋转爆轰发动机面临的挑战,并指出该发动机在火焰稳定器和磁流体动力发电方面有一定的应用前景。
    硬质合金与结构钢钎焊结构低温力学性能试验
    高泽，刘博，郑立彦，王国欣，莫桂冬，孙启臣
    2022,54(3):404-410, DOI: 10.16356/j.1005-2615.2022.03.006
    [摘要] (1287) [HTML] (840) [PDF 1.47 M] (7592)
    摘要：
    针对航天器产品恶劣工况对材料及连接方式高抗拉、抗剪强度力学性能的需求，设计试验验证了深低温至高温环境下真空钎焊与火焰钎焊试样拉伸与剪切性能：真空钎焊在-233 ℃条件下抗拉强度可达536 MPa、剪切强度可达260 MPa、-150 ℃时剪切强度300 MPa、常温剪切强度212 MPa，低温下剪切强度值更高且皆优于火焰钎焊对应温度下试样的结果。同时研究了真空钎焊工艺对合金钢40CrNiMoA材料性能的影响，真空钎焊工艺加工过程使材料本身抗拉强度下降约38%，表面硬度值下降约25%。并测量了真空钎焊试样200 ℃高温条件下抗拉强度为804 MPa，剪切强度为239 MPa。通过试验研究了不同焊接工艺对结构焊接后力学性能的影响，该试验结果对后续航天器结构设计工作具有一定的指导作用。
    独立桨叶高阶谐波变距对旋翼垂向载荷的影响分析
    徐海 王华明 杨仁国
    2016,48(2):200-204, DOI:
    [摘要] (4233) [HTML] (3794) [PDF 793.15 K] (7572)
    摘要：
    为了研究桨叶高阶谐波变距对桨毂垂向载荷的影响，建立了基于独立桨叶控制技术的桨毂垂向载荷模型。假设桨叶刚体挥舞，采用Leishman-Beddoes（L-B）非定常气动力模型和Glauert入流模型计算旋翼气动力，求解桨叶挥舞动力学方程，计算桨毂垂向载荷。分析桨叶施加2Ω,3Ω阶变距谐波后桨毂垂向载荷的变化，总结高阶变距谐波幅值、相位对桨毂垂向振动载荷的影响规律。结果表明独立桨叶控制能有效降低直升机桨毂垂向振动载荷。
    圆柱相控阵天线的功率分级和极化控制
    2013,45(3), DOI:
    [摘要] (2598) [HTML] (0) [PDF 874.39 K] (7438)
    摘要：

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  • 主 办 单 位 ：南京航空航天大学
  • 国 际 刊 号 ：1005-2615
  • 国 内 刊 号 ：32-1429/V
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