应用有限元分析技术对三线阵航摄仪摆扫机构进行力学结构分析后,利用6.5t振动台做空间环境试验验证三线阵航摄仪的摆扫机构设计的合理性。首先,通过有限元分析技术获得摆扫机构承受的最大应力和最大变形,然后,进行有无减震器的两种状态下的摆扫机构Z、Y两个方向的振动试验。通过试验表明,在满足静力学要求的随机振动试验环境下,不带电、稳速控制和摆扫轨迹控制的角速度精度均方根值没有明显差别;随机振动试验环境下,摆扫轨迹控制的角速度精度均方根值在可靠范围内,满足总体指标要求。因此,通过有限元技术以及振动试验可以有效的验证三线阵航摄仪摆扫机构在工作时,产生的振动不会影响摆扫机构控制系统的精度。

加速寿命试验是设备系统可靠性分析的重要方法,如何进行加速寿命试验以及在少量数据样本状态下进行精确的可靠性评估是亟待解决的问题。本文在采用逆幂律加速模型的基础上运用ADAMS对细胞分析仪取液系统机械传动结构进行仿真。在确定易失效部件自身所能承受的最大应力条件下,利用ADAMS分析方法来获得故障数据并通过改进型FORM算法进行可靠性评估,进一步确定故障数据的极限状态函数曲线并获得验算点。通过对极限状态函数曲线及验算点的Nataf空间变换,促使维度降低并获取验算点的精确位置。利用Newton迭代方式以及MC抽样原理计算并修正可靠度值,通过对比发现,在相同数量的样本状态下评估可靠度同比LD-FORM算法提高了2.7%,在数量小于MC算法的样本状态下,比MC算法的可靠度提高了0.6%。

为保证无人机航摄仪的精度和稳定性,对摆扫机构系统进行仿真分析和试验研究。应用ANSYS软件对其主要组件进行模态分析;应用Fluent软件对其仿真分析得到温度分布,用高温、低温存储试验和高温、低温工作试验验证其在不同温度环境下控制系统精度和稳定性;应用飞行模拟转台模拟无人机飞行姿态变化对其进行摇摆试验验证其角速度精度和稳定性;用跑车试验验证相机成像精度和稳定性。结果表明摆扫机构系统主要组件不会发生共振;在温度变化和飞行姿态变化时仍能保证精度和稳定性;相机成像清晰、稳定。无人机航摄仪能保证航空拍摄时的精度及稳定性。

针对航摄仪体积质量过大对轻小型无人机作业效率、巡航速度、续航时间等产生的不利影响,提出一种轻小型三线阵航摄仪摆扫机构,建立了摆扫机构整机有限元分析模型,分析了其结构力学特性。结果表明,摆扫机构整机第一阶固有频率为168.85 Hz,且固有频率避开了振源激振频率;在过载工况下,最大变形为0.09 mm,最大应力值小于铝合金(2A12)的抗拉强度390 MPa;机载振动环境下摆扫机构的最大应力和最大变形结果均能满足系统指标的要求。

为了清扫光伏板表面累积的灰尘,设计一款光伏板表面无水除尘装置。用有限元仿真法验证上端限位系统的刚度和强度;对传动轴进行轻量化设计;进行除尘试验并设计除尘率最高时的工作参数。上端限位系统的最大变形量为0.02802 mm,最大应力值为19.725 MPa,其刚度和强度足够;优化后传动轴的质量为0.47316 kg,比优化前减轻了40.84%;优化后的除尘率可以达到97.38%。该除尘装置具有高可靠性和高除尘率,能够实现对光伏板表面的无水除尘。

针对发动机敲缸故障信号非平稳性并伴随强烈环境噪声的特点,提出基于改进希尔伯特-黄变换的故障诊断方法。该方法以发动机敲缸声音故障信号为研究对象,首先采用快速独立分量分析法将环境噪声等影响诊断准确性的因素从所采信号中分离,再利用总体平均经验模态分解和希尔伯特变换求出信号希尔伯特谱和边际谱,结合时域和频域特征进行故障诊断。通过仿真实验验证了所提方法的有效性,同时,实际试验证明：通过改进希尔伯特-黄变换方法所获得的希尔伯特谱和边际谱能够清晰呈现故障信号时域和频域内的细微特性,为该类故障的诊断提供了一种切实可行的方法。

某高速飞行器在超音速飞行中,周围温度和压力会对其结构产生影响,热流固耦合分析可以量化这一影响.由于热流固耦合仿真对象为多物理场,所以流体动力学计算出的物理量导入结构场中需要进行数据传递.文中给出多物理场之间数据传递的推导过程和推导方法,最终实现对流体动力学计算出的数据在结构场中仿真模拟,量化温度场和压力场对结构场的影响.

研究了人字形板式换热器导流区几何结构对换热性能的影响。依据不可压缩计算流体动力学数值仿真理论,设计弧半径140 mm,倾角30°,峰间距20 mm人字形板式换热器导流区及换热区流道模型,应用计算流体动力学软件,完成入口速度0.5 m/s,温度350 K,出口压力101325 Pa,回流温度300 K计算流体动力学仿真分析,得到流道特征参数数据。结果表明：平均壁面热通量为49.5 J,平均壁面温度为339.6 W,流体平均温度为339.5 W,流体平均速度为1.74 m/s。通过数据整理及计算,得到评价换热性参数为131.22,评价压降参数为194788 Pa,为接下来的板片设计及优化工作提供了依据。

针对粮食烘干热风炉试验成本投入大、煤粉燃烧配风控制严重依赖手工调节的问题,设计了热风炉燃烧通道结构,优化了配风参数,并进行了数值模拟试验。为了验证仿真结果的正确性,建立了热风炉实际模型,按照设计参数进行了煤粉燃烧试验。通过数值仿真结果和现场采集数据对比,发现数值模拟测得温度值与现场试验测量值误差低于5%。该结果对该粮食烘干用热风炉的设计、运行和改造具有一定的参考意义。