MS22航天飞行器结构强度与动力学环境研究(负责人李海

合集下载

柔性飞行器飞行动力学与结构动力学耦合分析方法

幻。、
＝
．～
、．
ｏ－ｃ ∑ ）Ｘ＋（－）
ｉ＝１
，
￣
、．
。ｍ …
，¨
，
为随一：～行器运动的坐标系轴与惯性坐标系Ｋ＇ｌｑＳ “
的
轴
．、
＝～
、．
＋
…
、（，
、）
，
系Ｄ的轴和轴方向上的分量。不里。
（＋（＋ｆ ∑ ））
ｌ
～
）＝一０）ｖＯ一＝
０＋）（＋ｊ（一＝０ｆＪｆ）｝）ｇ
（）６
ｇｊ
ＮＮ
（ｏ）１
（＋（＋ ∑ ））
牙（＋墨））ｆ＋
在式（）前３９的个方程中，（，ｆ（， ∑ ｆ（）） ∑ｍｆ）
本文利用Ｌｇａｇ方程推导了柔性飞行器的刚体ａｒｎｅ运动弹性变形耦合方程，其中弹性变形部分利用柔性体的模态来描述，利用本文提出的方法，实现了柔性
飞行器的运动和结构内力的耦合求解。通过算例，研究了柔性对运动轨迹和姿态的影响以及刚体运动对结
根据第２类Ｌｇａｇ方程：ａｒｎｅＪ
＿（（Ｉ厂￣
ｆ＝１
㈤方程，其中该方程组中的第１和第２个方程为柔性飞
行器的平动方程，第３个方程为柔性飞行器的转动方程，第４个方程为柔性飞行器的弹性振动方程。求出各振型的广义坐标后，利用模态弯矩，

飞行器结构强度分析与优化设计研究

飞行器结构强度分析与优化设计研究【第一部分】引言近年来，随着飞行器技术的不断发展，人们对于飞行器结构强度的要求也越来越高。

在设计飞行器时，结构强度的分析与优化设计成为了重要的研究方向。

本文将围绕这一主题展开详细的研究与探讨。

【第二部分】飞行器结构强度分析2.1 飞行器结构强度分析的概述飞行器结构强度分析主要是指通过数学模型或实验方法，对飞行器整体或部分构件进行应力和应变的分析与计算，从而确定其承载能力、疲劳寿命等参数，并保证其在使用过程中不发生破坏或事故，确保飞行器的安全性和可靠性。

2.2 飞行器结构强度分析的方法飞行器结构强度分析常用的方法包括有限元方法、计算流体力学方法、模拟试验方法等。

其中，有限元方法是一种常用的数值分析方法，它通过将连续体离散为一定数目的有限单元，并对每个单元进行力学分析，最终得出整体结构的应力和应变分布情况。

计算流体力学方法则是一种数值模拟流体运动的方法，能够对飞行器在空气中的飞行状态进行模拟和分析。

模拟试验方法则是通过真实物理模型的试验，对飞行器结构强度进行测试和验证。

【第三部分】飞行器结构强度优化设计3.1 飞行器结构强度优化设计的概述飞行器结构强度优化设计是指在结构强度分析的基础上，对飞行器的结构进行改进和优化，以提高其载荷能力和寿命，进一步保证其安全性和可靠性。

3.2 飞行器结构强度优化设计的方法飞行器结构强度优化设计常用的方法包括材料优化、结构形式优化、几何参数优化等。

其中，材料优化是通过选择性能更优的材料，增加结构的抗拉强度、抗压强度和韧性等性能，提高飞行器的承载能力和疲劳寿命。

结构形式优化则是通过改变结构的布局和形式，减少结构的重量和应力集中程度，提高飞行器的载荷能力和抗疲劳能力。

几何参数优化则是通过优化结构件的形状和尺寸，调整应力分布和应力集中程度，提高飞行器的结构强度和可靠性。

【第四部分】结论本文对飞行器结构强度分析与优化设计进行了简要阐述。

在实际飞行器设计中，结构强度分析和优化设计是不可或缺的环节，它不仅能够提高飞行器的载荷能力和疲劳寿命，同时也能够保证其安全性和可靠性。

航空航天器结构强度分析与设计

航空航天器结构强度分析与设计引言：航空航天器的结构强度分析与设计是确保飞行器能够在各种复杂环境下安全运行的关键一环。

强度分析与设计的目标是保证航空航天器在正常飞行、起降、紧急情况等各种操作条件下具备足够的稳定性和安全性。

本文将介绍航空航天器结构强度分析与设计的基本原理与方法，以及一些现有的技术和挑战。

1. 结构强度分析与设计的重要性航空航天器的结构强度是指飞行器在各种受力和环境条件下保持结构完整和性能稳定的能力。

良好的结构强度设计能够抵抗外界的作用力，防止失效和损坏，确保飞行器的安全性和可靠性。

由于航空航天器的运行环境极其复杂和恶劣，包括大气压力、温度变化、重力加速度、振动等，结构强度分析与设计要求具备高度的精确性和可靠性。

2. 结构强度分析与设计的基本原理在进行结构强度分析与设计时，需考虑以下几个基本原理：2.1 材料力学原理结构强度与材料的力学性质有密切关系。

通过了解材料的弹性模量、屈服强度、断裂韧性等物理力学性质，可以选择适合的材料并对结构进行合理设计。

抗拉、抗压、抗扭等载荷对结构的影响需要在设计过程中得到充分考虑。

2.2 结构力学原理结构的受力分布与力学性质密切相关。

通过运用力学原理，可以分析结构在受力情况下的应力、应变和变形等重要参数。

使用有限元分析等计算方法可以更准确地预测结构在外界载荷下的响应。

2.3 负载分析原理结构强度分析必须基于准确的负载分析。

负载分析包括静载、动载和气动载的计算，这些载荷来自于气动、加速度、重力、振动、燃料负荷、滞空时间等因素。

对每个载荷进行准确的分析可以更好地预测飞行器结构的力学性能。

3. 结构强度分析与设计的方法为了满足航空航天器结构强度分析与设计的要求，可使用以下方法：3.1 仿真分析使用计算机辅助工程（CAE）软件进行仿真分析是目前最常用的方法之一。

通过建立数学模型，将结构的几何形状、材料性质和负载条件输入仿真软件中进行分析，可以预测飞行器在不同工况下的应力分布、变形和破坏概率等。

飞行器结构的强度与韧性分析

飞行器结构的强度与韧性分析飞行器一直是人们心目中最具魅力的机器之一，随着航空技术的不断发展，各种类型的飞机、直升机和无人机越来越普及。

在飞行器的设计和制造过程中，强度和韧性是两个非常重要的考虑因素。

一、强度分析强度是指飞行器结构抵抗外力和振动的能力，也就是承受负荷的能力。

为了保证飞行器在飞行过程中不出现结构破坏和失效，飞行器的设计者必须对其各个部分进行强度分析，以便确定其材料和构造是否足够坚固。

强度分析主要通过载荷分析和应力分析进行。

载荷分析是指确定各个部位所受的外力和内力，包括飞行过程中的重力、气动力、惯性力等等。

通过计算这些力的大小和作用方向，就可以确定飞行器的承载能力。

应力分析则是通过计算载荷产生的应力分布，确定各个部位的应力状态，以评估其材料的承载能力。

同时还需要根据材料的弹性模量、屈服强度和破断强度来进行强度的评估。

二、韧性分析与强度分析不同，韧性分析是指材料在受到载荷时的塑性变形能力，也就是其抗破坏性能。

在飞行器的设计和制造过程中，不仅需要考虑其抗强度的能力，还需要考虑其在受到外力作用时是否会出现裂纹、断裂等形变现象。

这就需要对飞行器的结构进行韧性分析，以确保其在各种载荷条件下都能正常运行。

韧性分析主要有断裂韧性和冲击韧性两种。

断裂韧性是指材料在受到外力时，能承受塑性变形、钝化影响和裂纹扩展等损伤，使得材料的失效和破坏变得更为困难。

而冲击韧性则是指在受到高速冲击时，材料的抵抗能力。

通俗地说，就是材料抵御极端情况的能力。

钢材等材料都有良好的韧性，因此在制造飞行器的过程中，这些材料得到了广泛应用。

三、结构强度与韧性的综合应用结构强度和韧性都是飞行器设计中不可或缺的要素，两者必须相互平衡，才能保证整个结构的完整性和安全性。

在实际的飞行器设计中，一方面需要考虑结构的承载能力和耐久性，另一方面还需要考虑其在受到外部干扰和异常状态下的韧性表现。

强度过高容易导致重量增加和结构刚性升高，而在飞行过程中发生跌落、摆动等异常情况时，强度过低将会导致结构失效，从而导致飞行器的损坏。

航空航天工程中航天器结构动力学分析

航空航天工程中航天器结构动力学分析航空航天工程是现代工程领域的重要组成部分，而航天器则是航空航天工程中极为关键的工具。

航天器的结构动力学分析是确保航天器安全运行的重要环节，它旨在研究航天器在各种载荷作用下的结构响应及动力学性能。

航天器的结构动力学分析首先需要考虑外部载荷的作用。

这些载荷可以是引起的重力、气动力、引力等，都会对航天器的结构产生影响，因此需要对其进行详细的分析。

例如，在航天器发射过程中，重力和离心力可能会导致应力和变形的变化，而高速飞行时的气动力则可能会引起航天器结构的振动。

为了确保航天器的稳定性和强度，必须对这些载荷进行准确的计算和预测，并在设计阶段进行适当的优化。

其次，在进行结构动力学分析时，还需要考虑航天器的几何形状和材料特性。

几何形状会影响结构的刚度和模态，而材料的特性则直接影响到航天器的强度和动态性能。

因此，对于航天器的几何形状和材料特性的准确描述是结构动力学分析的必要步骤。

通过使用数值模拟和有限元分析等方法，可以对航天器的几何形状和材料特性进行建模，并得出与实际情况相符的预测结果。

在航天器结构动力学分析的过程中，还需要进行模态分析。

模态分析是指对航天器的结构模态进行研究，以得到其频率、振型和阻尼等参数。

这些参数对于航天器的结构安全性和稳定性至关重要。

通过模态分析，可以确定航天器可能存在的共振频率，并采取相应的措施来避免共振现象的发生。

此外，模态分析还可以为航天器的动力响应分析提供必要的输入数据。

航天器结构动力学分析的另一个重要方面是动力响应分析。

动力响应分析是指在不同载荷作用下，航天器的结构响应情况。

通过分析航天器在飞行、启动、回收等阶段的动态特性，可以为航天器的设计和改进提供重要的参考。

航天器的动力响应分析涉及到结构的应力、变形、振动等参数的计算和评估。

这些参数对于确保航天器的结构安全性和性能稳定性至关重要。

总的来说，航空航天工程中的航天器结构动力学分析是确保航天器安全运行的重要环节。

飞行器结构动力学_第1章_2014版 [兼容模式]

• 分析力学基础（另加） • 2DOF系统自由振动 • 动力吸振减振 • MDOF系统振动特性(阻尼/固有频率、振型） • MDOF系统响应
– 第四章：连续系统
• 杆的振动轴的振动 • 梁的振动薄板振动
– 第五章：结构动力学建模
• 有限元模型建立（第6章） • 结构模态分析（第7章）
第1章概论
第1章概论
现代有限元分析——结果
第1章概论
实验手段
地面静力实验
第1章概论
地面振动实验（Ground Vibration Test，GVT）
• 确保边界条件 • 激励方式
第1章概论
• 传感器布置 • 信号处理
F-16 GVT悬吊
第1章概论
风洞实验——颤振
第1章概论
NASA兰利
第1章概论
结构动力学建模（2）
• 原则 – 保持原有系统的动力学特性（或近似） – 必须和观察到的实际模型尽可能相似
• 初步设计阶段可采用一定简化，详细设计阶段尽可能细化
• 方法 – 1.集中参数描述的离散系统 – 2.分布参数描述 – 3.两种方法的混合
• 例子： – 导弹在空中飞行；飞机在空中飞行
• 量子场理论（quantum field theory，QFT）：具有很多自由度的量子一级
的问题第1章概论
背景知识（续）
牛顿
• 牛顿三定律
– 奠定了经典力学基础 • 《自然哲学的数学原理》
– 对第2、3定律给出了合理的科学和数学描述 – 阐述了动量守恒和角动量守恒原理 • 万有引力定律 – 最先给出引力的科学、准确的表达式 • 牛顿运动定律和万有引力定律 – 对经典力学进行了最完整和最准确的描述 – 适用于日常物体和天体 • 发明了微积分 – 莱布尼茨发明了现在常用的求导和积分符号

公示名单 - 南京航空航天大学研究生院

南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学
188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234
辽宁大学南京航空航天大学南京航空航天大学西北工业大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学南京航空航天大学

航空飞行器飞行动力学答案

航空飞行器飞行动力学答案【篇一：尔雅航空与航天考试答案】 class=txt>a、脱壳而出b、气垫着陆c、乘伞而降d、网捕而归正确答案： d 我的答案：d2第一颗人造卫星发射于（）。

1.0 分a、1957年8月4日b、1958年8月4日c、1957年10月4日d、1958年10月4日正确答案： c 我的答案：c3鱼鹰属于（）1.0 分a、歼击机b、无人机c、运输机d、轰炸机正确答案： c 我的答案：c4飞机低速飞行时的马赫数可能是（）。

1.0 分a、53c、0.3d、正确答案： c 我的答案：c5在飞机飞行速度约为每小时800-900公里时（）。

1.0 分a、涡扇发动机油耗率高于涡轮发动机b、涡轮发动机油耗率高于涡扇发动机c、涡轮发动机和涡扇发动机油耗率基本相等d、涡轮发动机和涡扇发动机的油耗率波动较大正确答案： b 我的答案：b6脱离速度是（）。

1.0 分a、第一宇宙速度b、第二宇宙速度c、第三宇宙速度d、第四宇宙速度正确答案： b 我的答案：b7飞机的外部部件连接的方式主要以（）为主。

1.0 分 a、拼接b、胶水c、d、铆接正确答案： d 我的答案：d8关于采用无线遥控方式操作的无人机，下列说法错误的是（）。

1.0 分a、飞机成本较高b、飞机灵活性较高c、受到距离限制d、存在电子干扰正确答案： a 我的答案：a9我国的高级教练机包括（）。

0.0 分a、“运-8”b、c、“歼-10”d、“猎鹰”正确答案： d 我的答案：c10惯性导航平台能够精确给出的数据不包括（）。

1.0 分a、速度b、姿态c、方位数据d、加速度正确答案： d 我的答案：d11飞机机身是通过（）区分上下结构的。

1.0 分支柱b、横梁c、地板d、桁梁正确答案： c 我的答案：c12扰动源在静止空气中以亚音速做等速直线运动，那么m值0.0 分 a、等于0b、大于0小于1c、等于1d、大于1正确答案： b 我的答案：a13旋翼系统由（）构成。

基于仿生学的机翼结构刚度和强度设计研究

相似是结构仿生的基础，结构仿生的实质是以工程结构和生物体在结构究相似现象的本】
质、系统相似的一般规律及其应用等。
１２系统论．
是对承力构件及组合方式进行研究。本研究将借鉴生物体的形状、微观结构、位置分布和传力方式等，将生物结构的合理性运用到机翼结构刚度和强度设计中。
Ｋｅｒｓ：ｔｃｕａｉｎｃ；ｓｕｔｒｅｉ；ｒｉｉ；ｉｔｎｉｙｗｏｄｓｕｔｒｌｏｉｓｔｃｕｅｄｓｇｒｂｒｎｉｄｔｎｅｓｔｇｙｙ
物竞天择，者生存是自然界进化发展的规适
在对生物体结构，力学性能等深入研究基础上，提出生物模型，设计技术模型，以最大限度地再现生物原型的优异功能。结构仿生学的主要理论基础
ｔｅｂｓｓｏｎｌｚｇｔｅｆｒｅｔａｓｓｉｎｏｅｓｒｃｕｅａｄｃｍｐｒｇｔｅｓｌｒｆｎｙｔｍｈａｉｆａａｙｉｏｃｎｍｉｓｆｔｔｔｒｎｏａｎｉａｔｏｇｓｓｅｎｈｒｏｈｕｉｈｍｉｉｙｗｉ
ａｄｂｏｏｙｓｓｅ，ｉｏ￣ｒｒｅｓｒｃｕｅｏｅｗｉｇ．ＵｓｎｇＦＥＭｏｔｒｏｃｌｕａｅｔｅｄｓｏ－ｎｉｌｇｙｔｍｔｃｎｌｌｔｔｕｔｒｆｔｎｓｈｈｉｓｆｗａｅｔａｃｌｔｉｔｒｈｔｏｉｎ，ｓｅｓａｄＳｎ，ａｄｃｍｐａｎｔｈａｉｏｌｍｏｅ，ｉｅｅｔｅｂｓｅｉｈｍｅｆｏｒｔｓｎＯｏｎｏｉｒｇｗｉｔｅｔｄｔｎａｄｌｔｓｌｃｓｔｅｔｄｓｇｓｅｒｍｈｒｉｈｎｈｅｕｔ．ｔｅｒｓｌｓ

航空航天工程中的结构动力学研究

航空航天工程中的结构动力学研究结构动力学是航空航天工程中非常重要的一项研究领域，它主要关注的是飞行器结构承载和振动特性及其稳定性。

在现代飞行器开发过程中，结构动力学研究是不可或缺的一环。

一、结构动力学的基础理论结构动力学所涉及的基础理论主要包括振动理论、材料力学、弹性力学、动态力学和控制理论等方面。

在飞行器设计之前，必须对飞行器的载荷特性及其应力状况进行全面的分析，以确保航空器在载荷承受范围内运行，同时保证飞行器的稳定性和安全性。

此外，结构动力学还需要考虑飞行器的振动特性和响应特性，以指导飞行器的优化设计和控制系统的优化。

二、结构动力学在航空航天工程中的应用1.飞行器疲劳与寿命分析在航空器设计和研发过程中，必须对其使用寿命进行全面的分析，以便更好地了解飞行器的材料和结构的疲劳特性。

基于结构动力学的研究成果，研发人员可以更好的评估飞行器的疲劳损伤和破坏机理，从而更好地保证飞行器的可靠性和安全性。

2.飞行器设计与优化结构动力学的理论和方法也为飞行器的设计和优化提供了可靠的理论指导。

在飞行器设计和研发过程中，结构动力学研究可以帮助设计人员更好地了解多种载荷作用下飞行器材料和结构的响应，指导设计人员优化飞行器的结构设计和材料选择，从而实现更好的性能和更高的安全性。

3.飞行器的控制力学分析在飞行器控制系统设计过程中，结构动力学研究可以帮助设计人员更好地了解飞行器的振动特性和振动响应，同时评估控制系统的工作效率和稳定性。

通过结构动力学研究成果的支持，在飞行器设计和控制系统设计过程中开发更为高效和稳健的控制算法和方法，以提高控制系统的性能指标。

三、结构动力学研究面临的挑战随着科技的不断进步，结构动力学面临着诸如高温、高压和高速等极端工况下的挑战。

这些极端工况可能导致飞行器结构发生严重变化，而现有的结构动力学方法和理论需要不断更新和改进，以满足新的应用要求。

此外，随着新材料和新制造工艺的不断推陈出新，结构动力学的研究也需要逐步调整和升级。

飞行器结构强度研究

飞行器结构强度研究随着科技的发展，人们的生活也越来越依赖于飞行器。

也正因为如此，对飞行器的结构强度研究也变得越来越重要。

本文将从基础理论、实验方法和研究应用三个方面来探讨飞行器结构强度研究的重要性。

一、基础理论飞行器结构强度研究的基础理论主要包括材料力学、结构力学、疲劳寿命和可靠性等方面。

这些理论为进行强度研究提供了数学和力学分析的基础。

材料力学是指研究各种材料的力学性质。

对于飞行器来说，需要考虑材料的强度、韧性、硬度等性质。

结构力学则是指研究物体受力的变形和应力的分布规律。

在飞行器结构设计中，需要考虑飞行器的重量、飞行速度、飞行高度等因素，从而确定结构的最佳设计方案。

疲劳寿命则是指物体在长期的工作过程中所能承受的循环应力次数。

在飞行器的设计中，需要确定疲劳寿命，从而确保高强度、长寿命的飞行器结构。

可靠性研究是指对产品的各种性能指标进行测试和评估，并确定设计的合理性和可靠性。

二、实验方法飞行器结构强度研究的实验方法通常包括材料试验、结构实验和振动试验等。

材料试验是对各种飞行器所使用的材料进行实验，主要是测定材料的拉伸强度、抗拗强度等，从而确定材料的力学性质。

结构试验则是对整个飞行器结构进行试验，包括水平试验和静力试验。

水平试验是指在地面上进行的强度试验，而静力试验是指在飞行中产生的各种力对飞行器结构的作用进行试验。

振动试验则是对飞行器的振动效应进行研究，重点在于发现和纠正结构中可能存在的振动问题。

三、研究应用飞行器结构强度研究的研究应用主要包括飞行器的设计和飞行安全等方面。

在飞行器的设计中，结构强度研究是至关重要的。

通过对不同材料和结构的研究，科学家和工程师可以确定最佳设计方案，从而保证飞行器的结构强度和寿命。

同时，研究结果也可以用于指导生产，确保飞行器的安全和可靠性。

飞行器的飞行安全是人们非常关心的话题。

在飞行器结构强度研究中，研究人员可以向运营商和管理机构提供相关技术支持和建议，确保飞行器的安全和可靠性。

无人机的材料力学与结构强度分析研究

无人机的材料力学与结构强度分析研究研究方案：无人机的材料力学与结构强度分析研究引言：无人机作为一种重要的飞行器，其结构强度和材料力学的研究对于其设计、制造和飞行安全具有重要意义。

本研究旨在通过对无人机材料力学与结构强度的分析研究，探索新的观点和方法，为无人机实际问题的解决提供有价值的参考。

一、研究方案1.1 研究目标：研究无人机材料力学与结构强度，包括材料性能、载荷分析、结构设计和强度验证等方面的内容，以实现无人机的安全性和性能的提升。

1.2 研究内容：（1）材料力学分析：对无人机常用的材料进行材料力学性能测试，包括拉伸、压缩、抗弯等试验，获取材料的力学特性参数。

（2）载荷分析：根据无人机的使用场景和工作环境，确定各种可能的载荷情况，并进行载荷分析，包括静态载荷分析和动态载荷分析。

（3）结构设计：依据载荷分析结果，进行无人机的结构设计，确定合理的结构参数，以满足强度要求。

（4）强度验证：通过有限元分析等方法，对设计的无人机进行强度验证和强度优化。

考虑多种场景和不同材料的情况，进行参数敏感性分析，以实现更好的强度效果。

1.3 研究方法：（1）实验方法：通过在实验室或试验场进行材料力学性能的测试，获取材料的弹性模量、屈服强度、断裂韧性等参数。

（2）数值模拟方法：采用有限元分析方法，建立无人机的数值模型，进行载荷分析、结构设计和强度验证。

（3）数据采集方法：通过测量无人机的形状和外部载荷，获取实验数据，并进行数据采集和记录。

二、方案实施2.1 实验准备：（1）选择合适的无人机样机作为实验对象；（2）准备相应的试验设备、工具和仪器；（3）准备各种所需的材料和试验样品。

2.2 实验步骤：（1）材料力学性能测试：使用万能材料试验机，进行拉伸试验、压缩试验和弯曲试验等，获得材料的强度和韧性参数。

（2）载荷分析：根据无人机在不同使用场景和工作环境下的受力情况，进行载荷分析，并确定静态载荷和动态载荷情况。

（3）结构设计：基于载荷分析结果，进行无人机结构参数的设计，包括材料选择、构型设计和连接方式等。

面向“总师型”人才培养的航天飞行器设计课程创新建设

面向“总师型”人才培养的航天飞行器设计课程创新建设作者：时圣波龚春林苟建军谷良贤粟华吴蔚楠来源：《高教学刊》2024年第19期基金項目：教育部产学合作协同育人项目“校企协同实践教学体系与模式师资培训”（220602608103420）第一作者简介：时圣波（1985-），男，汉族，山东菏泽人，博士，副教授，博士研究生导师。

研究方向为飞行器总体及结构设计。

DOI：10.19980/23-1593/G4.2024.19.013摘要：航天飞行器设计是航空宇航科学与技术相关专业本科生的专业核心课程，以培养“总师型”后备人才基本能力和素养为教学目标。

航天飞行器设计涉及要素多、概念多、学科耦合强，强调综合性、系统性和创造性。

该文讨论航天飞行器设计课程的四个主要教学难点，结合西北工业大学办学目标，详尽地阐述课程创新建设思路。

课程在知识体系、教学方法、教学资源方面持续改革，构建“国防战略牵引-航天思政引入-工程案例分析-虚拟仿真强化”的创新教学模式，论述课程创新建设具体实施过程。

通过多维度评价与反馈，课程创新建设效果良好，有力支撑总体专业骨干和总师后备人选培养。

关键词：航天飞行器设计；“总师型”人才培养；系统工程思维；航天特色思政；全过程评价中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）19-0050-04Abstract： Space Vehicle Design is a core course for undergraduates majoring in aeronautical and astronautical science and technology. The aim of the course is to cultivate the basic ability and quality of "chief designer" candidate talents. Space Vehicle Design involves many elements，concepts， and coupling multi-disciplines. Comprehensiveness， systematism and creativity can be emphasized in this course. The four main teaching difficulties of this course are discussed. The ideas of innovation construction are carefully explained in combination with the educational goals of Northwestern Polytechnical University. The knowledge system， teaching methods and teaching resources are persistently improved. An innovative teaching model of 'motivation of national defense strategy - introduction of aerospace ideological and political education - analysis of engineering cases - strengthening of virtual simulation' is constructed. The specific implementation process of innovation construction of this course is described. The innovation construction of this course has a good effect through multi-dimensional evaluation and feedback， which could strongly support the cultivation of the space vehicle conceptual design talents and chief designer candidates.Keywords： Space Vehicle Design; cultivation of 'chief designer' talents; system engineering thinking; aerospace ideological and political education; whole process evaluation发展航天、探索宇宙承载着人类几千年不懈的追逐，航天飞行器寄托着人类拓展时空运用的希望。

“北航2号”固液火箭发动机总体设计

“北航2号”固液火箭发动机总体设计李君海,朱浩,田辉,俞南嘉,蔡国飙（北京航空航天大学宇航学院，北京，100191）摘要：介绍了固液火箭发动机原理和“北航2号”固液火箭发动机的设计流程，进行了总体参数设计、分系统方案选择及关键部件详细设计，最终完成发动机的总体设计。

发动机进行了一系列地面试验，试验中获得的发动机性能参数证明发动机满足探空火箭总体提出的技术要求。

2008年12月5日，“北航2号”在中国酒泉卫星发射中心进行了飞行试验，取得了圆满成功，成为中国首枚采用固液火箭发动机技术的探空火箭，验证了固液火箭发动机新技术的安全性、可行性及经济性，为固液火箭发动机的进一步发展垫定了基础。

关键词：探空火箭、固液火箭发动机、总体设计、飞行试验；1 引言目前，国际上航天技术强国都开展了对固液火箭发动机技术的研究，一方面由于商业竞争的日趋激烈，低成本火箭的发展显得格外的重要；另一方面，1986年1月28日“挑战者”号和1986年4月18日“大力神”III 运载火箭的固体助推器出现故障引起爆炸，这也引起了NASA的注意，试图用固液推进剂来代替单一的固体推进剂，从而固液火箭发动机的研究成为一个热点方向。

值得一提的是2004年，美国Scaled复合材料公司进行的亚轨道商业飞行计划中，采用以固液火箭发动机为动力装置的“太空船一号”（Space Ship One）飞船成功的把三个人送到100公里高的亚轨道上。

这是完全由私人企业进行的载人太空飞行计划，它很好的利用固液火箭发动机安全性与经济性好的优点，赢得了“安萨里X大奖”（这项大奖为激励商业性太空旅行而设，奖金高达1000万美元），也为固液火箭发动机技术的发展增强了信心。

国内对固液火箭发动机的研究始于50年代末，首先由中国科学院大连化学物理研究所开展，60年代末转到航天部四院继续研制，由于种种原因于70年代末停止了研究。

近几年来，充分考虑到固液火箭发动机的优点及发动机技术的发展趋势，这方面研究又重新开展起来。

航空航天工程师的航空器结构强度和疲劳分析

航空航天工程师的航空器结构强度和疲劳分析航空航天工程师是航空器制造和设计的重要一环，其中航空器结构强度和疲劳分析是关键的技术领域。

本文将探讨航空航天工程师在航空器结构强度和疲劳分析方面的职责以及应用的方法。

一、航空器结构强度分析航空器结构强度分析是确保航空器在各种工况和载荷下的结构安全性的重要步骤。

航空航天工程师需要进行强度计算，以评估航空器各部件在负载作用下的应力和变形情况。

1. 材料力学分析：航空航天工程师需要对航空器使用的材料进行力学性能的分析，包括弹性模量、屈服强度和断裂韧性等参数。

通过这些参数的分析，工程师可以确定材料在不同载荷作用下的应力应变关系。

2. 结构模型建立：为了进行强度分析，航空航天工程师需要建立航空器各部件的结构模型。

这通常包括使用计算机辅助设计软件进行三维建模，并将其转化为有限元模型。

有限元模型可以更好地描述复杂结构的受力情况。

3. 载荷分析：在进行强度分析之前，航空航天工程师需要对航空器在不同飞行工况下的载荷进行准确的分析和测算。

这包括飞行载荷、地面支撑载荷、液压装置和发动机载荷等。

通过对这些载荷的分析，可以确定结构在各工况下的最大应力和变形情况。

4. 强度计算：在完成载荷分析和结构模型建立后，航空航天工程师可以进行强度计算。

这包括使用有限元分析方法，在指定工况下计算航空器各部件的应力、应变和变形情况。

通过与材料的强度和变形极限进行对比，工程师可以评估结构的安全性，并进行必要的优化设计。

二、航空器疲劳分析航空器的疲劳是指在长期使用过程中由于循环载荷引起的结构损伤。

航空航天工程师需要进行疲劳分析，以评估航空器在使用寿命内是否存在疲劳破坏的风险，并制定相应的维修和检测计划。

1. 循环载荷分析：航空航天工程师需要通过对航空器使用载荷进行分析和统计，确定产生疲劳破坏的最不利载荷情况。

这通常包括起落架冲击、气动载荷和加速度载荷等。

通过循环载荷分析，可以确定疲劳载荷谱，用于后续的疲劳寿命评估。

航空航天工程中的结构动力学分析与优化

航空航天工程中的结构动力学分析与优化航空航天工程是现代科技的重要领域，而结构动力学分析与优化是该领域中的关键技术之一。

本文将介绍航空航天工程中的结构动力学分析与优化的基本原理和方法，以及它们在实际工程中的应用。

一、结构动力学分析1. 概述航空航天工程中的结构动力学分析是研究飞行器在飞行过程中的结构响应和振动特性的科学与技术领域。

主要目的是了解结构在外界载荷作用下的响应情况，并评估其安全性和结构强度。

2. 动力学方程结构动力学分析的基础是结构的动力学方程。

通常采用有限元分析方法来建立结构动力学模型，并求解结构的位移、速度和加速度等动力学响应。

3. 载荷分析载荷分析是结构动力学分析的重要环节，包括静载荷、动载荷、温度载荷等。

通过对不同载荷条件下的结构响应进行分析，可以评估结构的安全性和性能。

二、结构动力学优化1. 优化方法结构动力学优化是指通过调整结构的设计参数，以达到结构性能的最优化。

常用的优化方法包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等。

通过这些优化方法，可以获得结构的最佳设计。

2. 优化目标结构动力学优化的目标包括提高结构的强度、降低结构的质量、减小结构的振动等。

根据实际需求，确定合适的优化目标，并进行相应的优化计算。

3. 参数设计在进行结构动力学优化时，需要考虑设计参数的选择。

设计参数包括结构材料的选取、几何形状的变化、支撑方式的改变等。

通过对设计参数的调整，可以优化结构的性能。

三、结构动力学分析与优化的应用1. 飞机结构设计航空工程中，结构动力学分析与优化广泛应用于飞机结构的设计中。

通过分析不同飞行条件下的结构响应，优化设计参数，可以提高飞机的强度和稳定性。

2. 卫星结构设计在航天工程中，结构动力学分析与优化也发挥着重要作用。

通过分析卫星在推力和外界环境作用下的结构响应，优化卫星的结构设计，提高其在太空环境中的稳定性和可靠性。

3. 火箭发动机结构设计火箭发动机是航空航天工程中的重要组成部分，其结构设计直接关系到发射任务的成功与否。

中国科学院在航空航天技术方面的研究有哪些突破？

中国科学院在航空航天技术方面的研究有哪些突破？一、航空航天材料研究的突破1. 新材料的研发：中国科学院在航空航天材料方面进行了大量研究，例如高温合金、复合材料等。

这些新材料具有轻质高强、耐高温、耐磨耐腐蚀等特性，为航空航天领域的发展提供了重要支持。

2. 表面涂层技术的创新：中国科学院在航空航天材料表面涂层技术方面取得了重要突破。

这些新技术能够提高材料的抗氧化性能、耐高温性能和耐腐蚀性能，大大提高了飞行器的使用寿命和安全性。

二、飞行器结构与动力系统研究的突破1. 飞行器结构设计与优化：中国科学院积极开展飞行器结构设计与优化的研究工作，不断提高飞行器的整体结构强度和刚度，并减轻飞行器的自重，提高其载荷能力。

这些研究成果为飞行器的安全性和可靠性提供了重要保障。

2. 新型动力系统的研究与应用：中国科学院在航空航天领域的研究也包括了新型动力系统的研究与应用。

例如，推进系统的研究中，中国科学院开发了多种新型发动机，包括高温气体轮机和混合动力发动机等。

这些新型动力系统具有效率高、污染低等优点，为航空航天的可持续发展打下了基础。

三、航空航天技术应用的突破1. 卫星技术的突破：中国科学院在卫星技术方面取得了一系列重要突破，如搭载先进传感器的高分辨率遥感卫星、高速通信卫星等。

这些卫星技术的突破，不仅提升了航空航天领域的数据获取能力，也促进了国家资源的可持续利用。

2. 航空器制造与维修技术的创新：中国科学院也在航空器制造与维修技术方面进行了突破性的研究工作。

通过引进先进技术和自主研发，中国科学院提高了航空器的制造水平和维修水平，为航空业的发展提供了技术支持和保障。

综上所述，中国科学院在航空航天技术方面的研究取得了多项重要突破，涉及航空航天材料、飞行器结构与动力系统以及航空航天技术应用等多个领域。

这些突破不仅推动了航空航天技术的发展，也为中国在航空航天领域的国际地位提升做出了积极贡献。

抗高过载技术ppt课件

34
抗高过载技术的研究
20 世纪 90 年代末，利用表面微机械加工技术，美国圣地亚国家实验室研制出一种用于钻地武器的高 g 值加速度计，如图所示。
加速度计的结构由参考电容、检测电容和支撑梁组成。检测电容由定极板和动极板组成，定极板与传感器基座连在一起，动极板由梁支撑在定极板的上方。该加速度计材料选用多晶硅，其量程可达到 5 万 g。
20
试验方法
来源：炮射导弹高过载环境模拟试验技术研究——罗建华
传统加速度测压铜柱测量法
此方法适用于炮射末制导导弹的器件、部件等的冲击试验加速度2500g以上，作用时间在2~6 ms，相关产品的环境适应性和工艺试验。
铜柱测量法是利用金属受力产生塑性形变的特性，通过测量测压铜柱的变形量，确定其受到的作用力，从而得出加速度的一种物理测量方法。
8
抗过载
哪些部件需要抗过载？
装药
抗过载
机械机构
电子元件
9
装药
应力波作用阶段
整体惯性作用阶段
燃发料射介初质期内时部，的转应速力较波低到，达混顶合部燃料离心作用较小
混合燃料成与为壳不体可壁压面缩的介摩质擦(力刚体较)小
混弹合体燃的料纵介向质过内载部致不使再混发合生燃变料形与，壳混体合端燃盖料碰底撞部，的在应燃力料成介为质这内一部阶产段生安应全力发波射的主要因素
18
试验方法
来源：炮射导弹高过载环境模拟试验技术研究——罗建华
19
试验方法
工作过程：
试验台为大过载一次性冲击火药技术综合试验台，用于检查被试产品承受轴向启动加速度作用能力，同时可以检查产品承受轴向制动加速度作用的能力。试验台是主发射药在药筒中燃烧形成的气体压力作用下，对装有被试产品的容器载体产生瞬间加速，产生的加速度作用在被试产品上，该产品经历过载考核，从而完成试验。

飞行器结构强度分析及优化

飞行器结构强度分析及优化作为一种运载载人和货物的机器，飞行器的结构强度是其设计中至关重要的一环。

设计和制造一架安全牢固的飞行器需要先对其结构进行合理的分析和优化。

一、飞行器结构分析1.材料分析材料选择是飞行器结构设计中至关重要的一步。

不同的材料具有不同的物理性质和化学属性，对于机身强度、重量、防腐能力等方面有不同的要求。

例如，航空铝合金具有良好的抗拉性能和可焊性，是飞机结构中广泛应用的材料之一。

2.受力分析受力分析是飞行器结构设计中的关键环节之一。

设计师需要考虑到飞机在不同的飞行状态下受力情况的变化，包括起飞、巡航、爬升、滑行、进入高空等情况。

此外，飞行器设计还需要考虑低温、高温、气压等环境的影响，以及拐弯、颠簸等飞行状态下对机身产生的剪切力和瞬间反力等。

3. 动态载荷分析动态载荷分析是针对飞行器在不同飞行状态下受到的震荡、振动等动态载荷的分析。

这种分析需要考虑到飞机结构的自身振动频率和外部风力、地面反力以及起降时的冲击等因素，以提高飞行器的耐久性和稳定性。

二、优化飞行器结构在经过了飞行器结构分析之后，接下来就需要对其进行优化。

优化工作主要包括以下几方面。

1. 拟化设计拟化设计是一个通过模拟飞机性能并进行分析的过程。

拟化设计师利用计算机软件对飞机在不同环境下的受力情况及动态响应进行预测和数值模拟，进而确定机身的最佳形状和材料组合。

这有利于优化飞行器结构，降低其重量和材料成本。

2. 材料优化选择合适的材料是优化飞行器结构的第一步。

然而，在相同的受力和运行条件下，不同的材料之间也可能存在一定程度的差异。

因此，优化设备结构需要综合考虑材料的强度、密度、成型工艺、延展性等因素，以降低设备的重量和成本。

3. 构造优化构造优化是指对飞行器的构造进行优化，以改进其受力分布并提高机体的稳定性和耐久性。

例如，改善飞机发动机的摆放位置、修改机体结构、增强机身支撑等的方法，都将对设备的结构强度和稳定性产生很好的影响。