【摘 要】
：
在激波风洞中开展测力试验时,测力系统在风洞流场起动瞬间会受到冲击激励,从而对天平的输出信号产生惯性干扰.天平输出信号中叠加有动态气动力信号和惯性振动信号,有可能无法直接分辨出气动力信号的规律性,信号处理结果与真实气动力之间会产生较大的误差,导致处理结果不可靠.由于模型测力天平系统结构的复杂性,在极短的有效试验时间(毫秒级)内,天平信号中部分高频率分量(由结构高阶模态振动、非定常气动载荷或其他流场干扰等因素引起的高频干扰)有可能无法完全衰减,此时对信号直接进行传统的滤波处理和傅里叶变换分析反而有可能增大处理
【机 构】
：
中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室, 北京 100190;中国科学院大学工程科学学院, 北京 100049
论文部分内容阅读
在激波风洞中开展测力试验时,测力系统在风洞流场起动瞬间会受到冲击激励,从而对天平的输出信号产生惯性干扰.天平输出信号中叠加有动态气动力信号和惯性振动信号,有可能无法直接分辨出气动力信号的规律性,信号处理结果与真实气动力之间会产生较大的误差,导致处理结果不可靠.由于模型测力天平系统结构的复杂性,在极短的有效试验时间(毫秒级)内,天平信号中部分高频率分量(由结构高阶模态振动、非定常气动载荷或其他流场干扰等因素引起的高频干扰)有可能无法完全衰减,此时对信号直接进行传统的滤波处理和傅里叶变换分析反而有可能增大处理结果的误差.本文采用小波变换和希尔伯特-黄变换,针对尖锥标准模型的激波风洞天平信号,开展降噪和时频变换分析处理,旨在有效辨识出天平信号中的不同干扰成分,输出可靠的气动力结果.本文将时频变换方法应用于风洞天平冲击阶跃载荷的信号处理,对结果进行对比分析,验证了该方法在脉冲风洞测力试验数据处理中的有效性和可靠性,得到了比较理想的结果.
其他文献
丙烯酸弹性体VHB 4910作为一种重要的介电弹性体,在软体机器人、致动器、俘能器和智能隔振器等领域有很好的应用前景.但材料的非线性黏弹性对其力学行为有显著影响.近来分数阶模型在复杂材料的建模中取得了成功.本文基于分数阶有限变形Kelvin-Voigt流变学模型建立弹性体的三维张量本构,并进一步推导单向拉伸情况下的本构关系.随后对VHB 4910完成一系列不同拉伸速率下的单向拉伸实验.基于本构方程的可加性,首先分别利用Neo-Hookean,Mooney-Rivlin和Gent模型完成超弹性弹簧单元的参数
选区激光熔化中,铺粉质量会极大地影响产品的最终质量.然而,成形区粗糙表面对铺粉质量影响的研究较少.因此,本文以成形区粗糙表面作为新的铺粉基板,通过离散元法,研究铺粉过程中成形区的表面形貌和工艺参数对铺粉质量的影响,并分析铺粉过程中金属粉末在成形区粗糙表面的颗粒动力学和颗粒沉积机制.结果表明,将激光扫描方向与铺粉方向旋转一定角度可有效提高粉末层质量,增加铺粉层厚可减小成形区粗糙表面对铺粉质量的影响.减小搭接率可提高成形区对颗粒的滞留能力,从而使更多的颗粒沉积在成形区,提高粉床填充密度,但是粉末颗粒会与成形区
针对基于磁流变液阻尼器的半主动控制系统中存在的时滞问题,采用了一种将可控的时滞变量引入半主动控制切换条件的控制策略,研究了考虑时滞的天棚阻尼控制切换条件对半主动阻尼减振系统的影响,分析了含有分数阶Bingham模型的线性刚度系统在基础激励下的振动特性.利用平均法得到了系统在含时滞半主动控制策略下主共振响应的近似解析解,根据Lyapunov理论分析了系统的稳定性.通过数值解验证了近似解析解的准确性,二者具有较好的一致性.利用近似解析解分析了固定激励频率下时滞对系统幅频响应特性的影响,以及主共振峰值响应和共振
由于软体机械臂的质量是沿臂的长度连续分布,因此采用拉格朗日方法建立软体机械臂的动力学模型时,涉及计算复杂的积分运算,采用离散化的集中质量模型降低了计算的复杂性,但准确性不足.为了提高软体机械臂动力学建模与仿真的准确度和计算效率,本文采用模态方法对软体机械臂进行运动学描述,并从能量的角度分析软体机械臂动力学特性,研究发现,角速度产生的转动动能计算复杂,影响动力学方程的求解效率.在给定条件下,占总动能的百分比不超过3％,对动力学结果影响很小,可以忽略.在此基础上,提出一种基于质心集中质量描述的软体机械臂动力学
相比于时域法,频域法是更为高效、易行的随机振动分析方法,但对于平稳激励下的随机振动分析,现有频域方法常需振型截断或功率谱矩阵分解,将会影响计算精度和效率.为此,本文在频域法的框架下,针对平稳高斯激励下线性结构的随机振动分析提出了一种精确且高效的辅助简谐激励广义法.首先,引入广义脉冲响应函数和广义频响函数的概念,推导了与响应功率谱计算的完全二次项组合法等价的广义分析方法.其次,通过辅助简谐激励的响应乘积代替广义频响函数的乘积,在广义分析方法的基础上进一步提出了更易于实现的辅助简谐激励广义法.再次,根据辅助简
激光定向能量沉积技术作为一种同轴送粉式金属增材制造技术,以其制造效率高、成形尺寸大等优势在航空、航天、交通等领域具有广阔的应用前景.然而,该技术在金属零件的尺寸精度和形状精度控制方面存在诸如尺寸偏差大、表面不平整等控形问题,亟需发展高效高精度预测熔覆层成形尺寸形貌的数值模拟方法.针对该问题,本文建立了考虑激光-粉末-熔池交互过程的高保真多物理场数值模型.其中,采用高斯面热源等效激光光束,利用拉格朗日质点法求解粉末输送及其与激光交互的过程,进一步结合有限体积法和流体体积法求解粉末-熔池的交互及其流动凝固过程
传统绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)在变截面梁类构件建模过程中常以几何中位线等效构造单元中性线,难以对变截面单元位移场状态进行精确描述.为解决此类问题,本文以中细型变截面梁类构件为研究对象,深入考虑变截面结构几何因素及复合材料属性对变截面梁类构件中性线位置所产生的偏差影响,建立修正型变截面梁单元位移场描述方法.并进一步结合负应变率压电控制策略,通过传感型及作动型压电片提出变截面梁类构件在空间热载荷作用下的ANCF主动抑振抑变控制方法.同
与传统铸造技术相比,基于金属粉末的增材制造技术因其生产周期短、可操作性强而在航空航天、生物医学等领域具有很好的优越性.尤其是激光直接沉积技术,因其自由度高,在复杂构件制造、部件修复中有着广泛的运用.但是该激光直接沉积过程涉及多物理场、跨尺度、极端高温高压环境和相变问题,仅靠实验不能很好地研究其中的机理.已有数值模拟技术一般通过预设或者射入拉格朗日点作为颗粒输入,不能做到同时考虑环境气体、颗粒碰撞和相变过程.本文在近期发展的基于核函数近似背景流场的半解析CFD-DEM耦合方法中引入了流体体积分数法(VOF)
Soft materials and flexible structures have become essential and hot topic,which is expected to significantly promote the research and development of current mechanics,physics,chemistry and life science.Furthermore,the soft materials and flexible struc-tu
在牙科种植领域常使用的种植体材料多为纯钛或钛合金,然而钛金属种植体存在美学缺陷及潜在的致敏可能等问题.氧化锆陶瓷由于其高强度、美观性与生物相容性被认为是钛金属种植体的理想替代品,但目前国内对于氧化锆种植体的研究仍处于起步阶段.本文通过对氧化锆种植体及骨组织进行有限元建模,并对种植体的动态植入过程进行仿真,分析了骨组织内部的应力-应变状况.结果发现,随着植入深度的增加,种植体与骨组织的接触面积增大,松质骨内应力增加.考虑到骨组织的具体结构,将松质骨内的最大应力-应变作为分析的主要对象,结合损伤分析,对种植体