【摘 要】
：
风洞试验为航空航天飞行器的先进气动布局和大迎角机动性的研究提供了重要的技术支撑,但在风洞试验中,由于尾撑支杆的长度一般是飞机模型长度的三到五倍,使得系统刚度较低,在气动载荷作用下易产生低频大幅振动。磁流变弹性体（Magnetorheological Elastomer,MRE）作为一种新型智能高分子材料,在外加磁场作用下其力学性能可以实时变化,具有响应速度快（ms级）、可逆性好、能耗低等优点,为尾
论文部分内容阅读
风洞试验为航空航天飞行器的先进气动布局和大迎角机动性的研究提供了重要的技术支撑,但在风洞试验中,由于尾撑支杆的长度一般是飞机模型长度的三到五倍,使得系统刚度较低,在气动载荷作用下易产生低频大幅振动。磁流变弹性体（Magnetorheological Elastomer,MRE）作为一种新型智能高分子材料,在外加磁场作用下其力学性能可以实时变化,具有响应速度快（ms级）、可逆性好、能耗低等优点,为尾撑支杆的振动抑制提供了新途径。本文针对风洞试验中飞机模型的时变多维振动问题,提出一种磁控MRE约束阻尼减振器件,并围绕尾撑系统的MRE减振机理、器件结构设计、优化和控制算法设计等开展研究,具体工作如下:（1）基于欧拉-伯努利梁理论推导得飞机尾撑模型系统的振动方程,利用COMSOL研究了尾撑支杆的模态振动特性,其一阶俯仰方向的振动是系统的主导共振模态,振动频率为29.19 Hz。（2）根据一阶变形理论,建立了MRE磁控约束阻尼减振器的有限元分析模型,谐响应分析结果表明,改变MRE处磁场,可使共振峰值衰减约36.4%。基于参数扫描法研究MRE减振器的材料和结构参数对尾撑系统减振性能的影响,确定最优的约束层和MRE的厚度等参数。（3）为使得MRE减振器件具有足够大且分布均匀的磁场,提出四级线圈驱动磁路结构。基于磁路欧姆定律推导出磁场与结构参数的函数关系,通过COMSOL仿真获得最优结构参数。（4）搭建MRE减振系统扫频实验,基于半功率法辨识出系统的动力学参数,得到二阶传递函数。在此基础上,设计了On-Off和Fuzzy控制算法并进行Simulink仿真研究。结果表明,Fuzzy控制的加速度均方根衰减效果均优于On-Off控制,且所需的功耗更小。（5）搭建了MRE减振系统地面控制实验系统。首先,研究不同控制电流下减振器的磁控特性。接着,验证设计的On-Off和Fuzzy控制算法在俯仰和偏航两个方向的抑振效果。结果表明,Fuzzy控制的振动衰减率大于On-Off控制,且Fuzzy控制电流小于On-Off控制。其中,俯仰方向最多可衰减14.39%,偏航方向上最多可衰减15.28%。
其他文献
航空发动机是航空器的心脏,其运行安全至关重要。篦齿间隙是指航空发动机转轴与静子顶端之间的空隙,是影响航空发动机安全平稳运行的关键参数之一,间隙过大或者过小都会直接影响飞机正常运行,需要对其进行检测。为此,本文围绕航空发动机篦齿间隙的测量需求,从扫频干涉测距原理出发,研究基于快速稀疏扫频干涉的动态间隙测量方法,开展的主要工作如下:（1）基于快速扫频干涉的动态间隙测量原理分析。建立动态扫频干涉模型,推
眼压是眼科医生判定眼睛是否健康的重要标志,能否准确测量眼内压至关重要。非接触式眼压计（Non-contact tonometer,NCT）由于其简单快捷、感染风险低等优点,已成为眼科临床诊断中的常见的检测仪器和应用最广泛的眼压检测设备,是青光眼等眼科类疾病预防和治疗的重要依据,所以利用模拟人眼装置对NCT进行精准的检定就极为重要,然而国内对模拟人眼技术研究起步较晚,本文对NCT检定用模拟人眼技术深
重金属污染具有长期性、潜在毒性及对生物体伤害的不可逆性,严重影响陆地及水生生态环境系统,威胁人类生命健康安全。银离子（Silver ions,Ag+）作为一种典型的重金属污染物,能够通过生物链和水循环系统不断在生物体内富集,取代生物酶中的其他离子,造成生物酶失活,导致细胞损伤和器官衰竭。因此,发展高灵敏度的Ag+传感器对环境保护以及健康预警具有重要意义。表面等离激元共振（Surface plasm
硫化氢（H2S）是一种具有腐蚀性和易燃易爆性的剧毒气体,广泛存在于原油提炼、化石燃烧和污水处理等工业生产中,每年因H2S泄漏造成的经济损失和人员伤亡十分巨大,因此,研究高性能的H2S气体传感器具有十分重要的意义。氧化铁（α-Fe2O3）是一种无毒、稳定、廉价且含量丰富的金属氧化物半导体,作为H2S传感器的敏感材料已经被广泛研究。然而,目前的α-Fe2O3传感器仍存在灵敏度低、检测限高和选择性差等问
大气层中的臭氧层对200～280 nm波段的紫外辐射具有非常强烈的吸收作用,这一波段紫外光在地表几乎不存在,因此被称为日盲光,工作在日盲波段的紫外光电导传感器具有背景噪声低、抗干扰能力强、误报率低等独特优势,在导弹预警、火灾预警、臭氧空洞检测、高压电弧放电检测等军事和民用领域均有重要应用。然而,相较于红外探测而言,日盲光电传感器输出的光暗电流微弱,通常在纳安级别,常规的测量电路难以直接检测,需要使
在数字化、信息化和智能化的万物互联时代,高精度的传感器实时精确地获取、感知和反馈各种信息,是工业生产和实际生活的重要保障。而速度/位移和振动是日常生活和各领域中十分常见和关键的物理量,在工业生产和实际生活中需要精确地测量物体的速度/位移和振动来保证工业生产系统的平稳安全运行。本文以精密机械加工设备运行速度传感测量为研究背景,精密机械加工设备运行速度的准确传感控制测量是其安全高精度平稳可靠运行的重要
随着通信技术的飞速发展,对声表面波（Surface Acoustic Wave,SAW）器件性能的要求越来越高。掺钪氮化铝（Sc Al N）薄膜因具有压电响应高、声速大等优良特性,近年来在声学滤波器领域引起了极大关注。但由于高钪含量Sc Al N薄膜的制备难度较大,国内在该技术上的研究止步于30 at.%的掺杂浓度。高性能SAW器件的设计不仅需要高品质压电材料,还依赖于精确高效的仿真工具。二维耦合
据世界卫生组织下属国际癌症研究机构统计数据,2020年乳腺癌成为全球第一大癌,中国乳腺癌发病率位居中国女性恶性肿瘤首位,严重危害女性身体健康。循环肿瘤DNA（circulating tumor DNA,ct DNA）是肿瘤细胞凋亡、坏死后释放到血液中的游离DNA片段。ct DNA检测是乳腺癌早期诊断以及肿瘤治疗之后随访评价的一种新型检测手段。然而,传统的乳腺癌ct DNA检测方法,如基因测序、PC
核潜艇中反应堆的隔振系统需要面对辐照环境和变化的振动激励。传统的阻尼器一旦制作完成其性能便会固定,而可控阻尼器在面对不同的振动工况时有很大的灵活性。磁流变阻尼器作为可控阻尼器的典型代表,具有优良的阻尼性能,但存在无法避免的沉降、密封和不耐辐照等问题。颗粒阻尼器具有减振频带宽,适用于各种极端环境且密封要求不高等优势,但其可控特性和阻尼性能较差。针对这两种阻尼器存在的不足和辐照等极端环境下的减振需求,
随着智能制造技术的发展,在微装配、微操作和自动化制造系统中,对机器人的轻量化、微型化的要求越来越高。采用柔顺机构的结构形式,并利用微型多轴柔性铰充当关节,具有结构简单、无间隙摩擦、无空回、无需润滑、高分辨率和易于精确控制等优点,是机器人实现微型化的必然选择。然而,现有的多轴柔性铰受到结构、材料和制造工艺的限制,难以实现轻量化、微型化。尚无能够实际应用的微型多轴柔性铰,已成为制约机器人微型化和微型机