圆环筒贮箱液体绕横轴的有效转动惯量

1

作者 马斌捷 王丽霞 +2 位作者 马敬鑫 周畅 王竞男 《强度与环境》 CSCD 2024年第4期10-16,共7页

航天器贮箱内液体绕横轴和纵轴的有效转动惯量参数是飞行控制系统仿真分析的重要基础,本文分析整理了航天器圆环筒形平底贮箱内液体的有效转动惯量计算方法,依据自由液面平底圆环筒贮箱平动和绕质心横向转动激励下的液体晃动力与力矩的... 航天器贮箱内液体绕横轴和纵轴的有效转动惯量参数是飞行控制系统仿真分析的重要基础,本文分析整理了航天器圆环筒形平底贮箱内液体的有效转动惯量计算方法,依据自由液面平底圆环筒贮箱平动和绕质心横向转动激励下的液体晃动力与力矩的解析表达式,推导了激励频率趋于无限大时,液体平动晃动合力作用点所在位置和绕质心的有效转动惯量表达式,并在平底圆筒条件下利用移轴定理,验证了与液体惯性中心所在位置和绕惯性中心有效转动惯量的一致性。分析了贮箱深度和内、外径比对液体转动惯量的影响规律,补充完善了液体转动晃动特性的理论分析成果。 展开更多

关键词 液体晃动 圆环筒贮箱 惯性中心 转动惯量

下载PDF 职称材料

移动式水动压力作用下航行体截面载荷测量技术研究 被引量：1

2

作者 王语嫣 刘思宏 +3 位作者 李明 洪良友 马斌捷 荣克林 《强度与环境》 CSCD 2023年第2期33-39,共7页

跨介质飞行器水下发射或高速入水过程中,空泡在壁面溃灭会产生较大压力脉冲,使舱体由于局部外压发生变形,由此引起的局部应变会成为载荷测量中截面应变的干扰应变,对截面载荷测量产生较大影响。为了从应变桥路中消去壳体局部弯曲应变的... 跨介质飞行器水下发射或高速入水过程中,空泡在壁面溃灭会产生较大压力脉冲,使舱体由于局部外压发生变形,由此引起的局部应变会成为载荷测量中截面应变的干扰应变,对截面载荷测量产生较大影响。为了从应变桥路中消去壳体局部弯曲应变的影响,基于壳体受力模式分析,本文提出在舱段表面打孔将应变片直接贴在中面的方法,以期消除局部弯曲应变的影响。并通过有限元仿真方法确定打孔及虚拟电桥应变片位置,消除了局部高强度外压对弯矩桥路应变的影响;提出了基于均匀外压标定得到环向非均布外压影响的耦合灵敏度标定方法并通过有限元验证了该方法的合理性。地面验证试验表明,考虑外压耦合灵敏度,在保证弯矩识别精度的前提下,轴力识别误差明显降低。 展开更多

关键词 跨介质飞行器 载荷测量 虚拟电桥

下载PDF 职称材料

基于移动最小二乘法的应变测量数据场重构方法

3

作者 周书涛 巨亚堂 +1 位作者 胡彦平 马斌捷 《强度与环境》 CSCD 2023年第3期58-63,共6页

基于移动最小二乘法,提出了一种应变测量数据场重构的方法。该方法将受轴压铝制圆筒的应变测量数据与相应的理论结果进行比较,筛选出了有效的应变测量数据。通过计算有效测点之间距离和采用冒泡排序法确定这些距离顺序的方式,高效简便... 基于移动最小二乘法,提出了一种应变测量数据场重构的方法。该方法将受轴压铝制圆筒的应变测量数据与相应的理论结果进行比较,筛选出了有效的应变测量数据。通过计算有效测点之间距离和采用冒泡排序法确定这些距离顺序的方式,高效简便地计算了各个有效测点的支撑域半径。根据获得的有效应变测量数据和计算得到的移动最小二乘形函数,重构出了重构区域三维表面各个节点的应变值,并且绘制出了相应的应变云图。数值计算结果验证了本文方法的合理性、精确性和高效性。 展开更多

关键词 移动最小二乘法 应变测量数据 场重构方法

下载PDF 职称材料

端部带质量和弹簧约束悬臂梁振动响应的解析解 被引量：5

4

作者 马斌捷 周书涛 +2 位作者 贾亮 侯传涛 荣克林 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期883-892,共10页

根据端部带质量和弹簧约束悬臂梁的特征值条件,提出了一种特征变换方法,获得了带约束悬臂梁广义质量和振动响应的解析解。通过分析根部弯矩、端部位移、速度和加速度放大系数的变化特征可知,端部弹簧的刚度对静态和一阶载荷响应有明显... 根据端部带质量和弹簧约束悬臂梁的特征值条件,提出了一种特征变换方法,获得了带约束悬臂梁广义质量和振动响应的解析解。通过分析根部弯矩、端部位移、速度和加速度放大系数的变化特征可知,端部弹簧的刚度对静态和一阶载荷响应有明显的影响,减载设计时可以放宽对端部质量的限制,载荷响应分析阶次介于速度和加速度的分析阶次之间。提出的特征变换方法可应用于求解其他载荷分布、边界条件和端部约束悬臂梁的振动响应解析解。 展开更多

关键词 悬臂梁 端部质量 端部弹簧 特征变换法 振动响应

原文传递

已知强度和载荷变差系数的结构可靠性分析 被引量：10

5

作者 马斌捷 张俊华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1994年第1期1-5,36,共6页

阐述了强度变差系数和载荷变差系数已知的工程背景，推导了正态分布之商的概率分布，改进了这方面的研究结果，给出了结构可靠性置信下限的分析方法，讨论了商分布的等概率曲线。通过比较各种可靠性评估方法，用算例体现了本文所提方法... 阐述了强度变差系数和载荷变差系数已知的工程背景，推导了正态分布之商的概率分布，改进了这方面的研究结果，给出了结构可靠性置信下限的分析方法，讨论了商分布的等概率曲线。通过比较各种可靠性评估方法，用算例体现了本文所提方法的优越性和实用性，说明了变差系数数据对结构可靠性分析的重要性。 展开更多

关键词 结构 可靠性 分析 强度 载荷

下载PDF 职称材料

带非正锥头助推级火箭的地面风载荷风洞试验模型设计 被引量：3

6

作者 马斌捷 吴艳红 +2 位作者 张冬梅 刘祯 侯传涛 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2014年第3期60-67,共8页

介绍火箭地面风载荷试验的性质,讨论目前风洞地面风试验对侧平锥头助推级火箭模型设计的处理方法和合理性。根据圆锥曲线特性和侧平锥头的特点,利用抛物线方程和柱段直径,首次推导了侧平锥头对接面角度的表达式;为适应可能出现的斜锥头... 介绍火箭地面风载荷试验的性质,讨论目前风洞地面风试验对侧平锥头助推级火箭模型设计的处理方法和合理性。根据圆锥曲线特性和侧平锥头的特点,利用抛物线方程和柱段直径,首次推导了侧平锥头对接面角度的表达式;为适应可能出现的斜锥头助推级,利用圆锥斜截面的理论结果推导斜锥头对接面角度的表达式,并给出形式简单的高精度近似公式,对斜锥柱反向对接的近似正锥性质进行分析,为火箭与模型的设计和加工提供了有效的工具。 展开更多

关键词 侧平锥 斜锥 锥柱对接角度 风洞试验 靶场试验

下载PDF 职称材料

火箭动态弯矩测量的频响特性分析 被引量：7

7

作者 马斌捷 洪良友 +2 位作者 王国庆 吴军 刘合锋 《强度与环境》 2012年第5期1-6,共6页

介绍了火箭动态弯矩测量的方法和原理,利用横向弯曲振动梁理论,首次推导了悬臂梁和自由梁的端面弯矩动态放大倍数表达式,对箭体结构偏保守地计算了不同边界条件的载荷动态放大倍数。动态弯矩测量的频响范围可达到100Hz,测量部段的壳体... 介绍了火箭动态弯矩测量的方法和原理,利用横向弯曲振动梁理论,首次推导了悬臂梁和自由梁的端面弯矩动态放大倍数表达式,对箭体结构偏保守地计算了不同边界条件的载荷动态放大倍数。动态弯矩测量的频响范围可达到100Hz,测量部段的壳体响应频率(约150Hz)不影响30Hz以下的截面载荷测量结果,箭体动态弯矩测量方法的频响特性满足测量要求。另外分析了箭体直径变化的影响,比较了箭体动态弯矩测量与风洞测力天平的异同。 展开更多

关键词 火箭 动态弯矩 竖立 飞行 动态放大倍数 频响特性

下载PDF 职称材料

火工品爆炸加载方法在火箭分离冲击环境模拟试验中的应用与效果 被引量：18

8

作者 马斌捷 张建华 吴江 《强度与环境》 2007年第5期1-7,共7页

基于火箭分离冲击环境的特点和冲击环境对箭上仪器产生的影响,研究了分离环境模拟的火工品爆炸加载技术。该技术能够复现实际的冲击环境,并可产生加严考核的高量级冲击环境,以满足鉴定试验以及更高的试验要求。根据不同的试验要求,此项... 基于火箭分离冲击环境的特点和冲击环境对箭上仪器产生的影响,研究了分离环境模拟的火工品爆炸加载技术。该技术能够复现实际的冲击环境,并可产生加严考核的高量级冲击环境,以满足鉴定试验以及更高的试验要求。根据不同的试验要求,此项技术即可以应用于单机试验,也可以应用于部(舱)段试验,并且在一定的条件下可以同时满足三个方向的冲击环境模拟要求。 展开更多

关键词 分离 冲击 环境模拟 火工品 冲击响应谱

下载PDF 职称材料

轴外压作用下复合材料网格加筋柱壳蒙皮铺层和筋条角度优化分析 被引量：4

9

作者 马斌捷 盛祖铭 +1 位作者 贾亮 王淑范 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2009年第1期41-47,共7页

采用Nelder-Mead单纯形优化方法,以均匀分布或二项分布随机数作为初始寻优点,对复合材料网格加筋柱壳在轴、外压载荷作用下的蒙皮铺层方向和筋条角度进行了优化分析。通过比较筋条优化、蒙皮优化和筋条、蒙皮同时优化的变化,发现筋条角... 采用Nelder-Mead单纯形优化方法,以均匀分布或二项分布随机数作为初始寻优点,对复合材料网格加筋柱壳在轴、外压载荷作用下的蒙皮铺层方向和筋条角度进行了优化分析。通过比较筋条优化、蒙皮优化和筋条、蒙皮同时优化的变化,发现筋条角度是结构承载能力的主要影响因素,优化的筋条角度可提高临界载荷20%～50%,均衡对称蒙皮铺层加筋壳接近于最优结构。优化设计可在均衡对称蒙皮铺层的基础上只对筋条角度进行分析,与最优结构的差别在5%以内。轴压优化筋条角度在30°左右,外压优化筋条角度在65°左右。 展开更多

关键词 复合材料 网格加筋柱壳 轴压 外压 临界载荷 角度优化 单纯形法

下载PDF 职称材料

结构可靠性检验的 C_V 方法 被引量：2

10

作者 马斌捷 张俊华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1997年第2期29-32,共4页

在变差系数已知的条件下，推导了结构可靠性检验的ＣＶ方法，此方法的检验效率高于σ法和ｓ法，这对于小样本的可靠性检验具有重要价值。

关键词 结构可靠性 检验 变差系数 样本 可靠性

下载PDF 职称材料

火箭飞行载荷测量的非线性耦合效应模型 被引量：4

11

作者 马斌捷 王梦魁 +2 位作者 洪良友 史东胜 吴瑞斌 《强度与环境》 2016年第6期1-8,共8页

介绍了飞行载荷测量的技术现状,首次开展了国内火箭飞行载荷测量工作,并新增了复合载荷的精度试验工况,发现了大量程载荷对小量程通道的强耦合效应。通过建立多试验状态的线性与非线性耦合效应的载荷矢量拟合模型,将测量误差从70%降低至... 介绍了飞行载荷测量的技术现状,首次开展了国内火箭飞行载荷测量工作,并新增了复合载荷的精度试验工况,发现了大量程载荷对小量程通道的强耦合效应。通过建立多试验状态的线性与非线性耦合效应的载荷矢量拟合模型,将测量误差从70%降低至13%,比主灵敏度线性度大5倍,相关系数提高至0.996,比主灵敏度低一个量级,基本满足载荷测量要求。对于弱耦合效应的载荷测量,采用线性耦合效应载荷矢量拟合模型,也可有效提高火箭飞行载荷测量精度,测量误差为主灵敏度线性度的两倍。 展开更多

关键词 飞行载荷 测量误差 复合载荷 耦合效应 非线性拟合

下载PDF 职称材料

助推器支承的火箭地面风载荷非定常气动系数(上) 被引量：6

12

作者 马斌捷 吴艳红 高庆 《强度与环境》 2009年第2期1-7,共7页

根据新一代运载火箭CZ-5及其动力学相似缩比模型的助推支承、两个弯曲模态主方向的模态参数有显著差别的特点,推导了火箭地面风载荷在模态主方向的非定常气动弯矩系数,给出了非定常气动弯矩的计算方法,并通过坐标转换,得到风轴气动弯矩... 根据新一代运载火箭CZ-5及其动力学相似缩比模型的助推支承、两个弯曲模态主方向的模态参数有显著差别的特点,推导了火箭地面风载荷在模态主方向的非定常气动弯矩系数,给出了非定常气动弯矩的计算方法,并通过坐标转换,得到风轴气动弯矩系数的计算公式。将非定常气动弯矩系数中与动特性有关的参数统称为动态弯矩因子,从而统一了所有类型火箭的地面风载荷非定常气动弯矩系数的计算公式。此外为简化助推器支承火箭地面风载荷的试验方法,给出了气动加速度和位移系数的计算方法,提出了加速度因子和动态位移因子的概念。通过对CZ-5缩比弹性模型的动特性和弯矩因子的计算,分析了支承筒和不同构型模型的影响,并根据各阶弯曲模态对应的不同响应因子的变化,证明了地面风载荷试验只计及一阶模态的合理性。建议采用弯矩和位移测量数据分析非定常气动系数,不宜直接采用加速度数据计算气动系数。 展开更多

关键词 风洞缩比模型 非定常气动系数 动态弯矩因子 加速度因子 位移因子

下载PDF 职称材料

航天器贮箱液体的有效转动惯量(上) 被引量：5

13

作者 马斌捷 刘桢 林宏 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2011年第1期21-25,共5页

分析整理了航天器圆环筒形平底贮箱内液体的有效转动惯量计算方法,修正了现有文献中的错误,在常用的参数范围内对液体的有效转动惯量进行了计算,对其变化规律和影响因素做了物理分析,推导了液体滚转有效转动惯量的计算公式,并给出了适... 分析整理了航天器圆环筒形平底贮箱内液体的有效转动惯量计算方法,修正了现有文献中的错误,在常用的参数范围内对液体的有效转动惯量进行了计算,对其变化规律和影响因素做了物理分析,推导了液体滚转有效转动惯量的计算公式,并给出了适用的近似计算方法。对于纵向挡板引起的液体滚转有效转动惯量,给出了工程计算方法,能够确定滚转时液体的有效转动惯量和阻尼的量级和范围。讨论了横向挡板对绕横轴的液体有效转动惯量的影响,指出了目前未解决的问题,提出了开展液体有效转动惯量工程研究的建议。 展开更多

关键词 液体晃动 阻尼 转动惯量

下载PDF 职称材料

潜射导弹级间段密封圈动态密封性能模拟试验方法 被引量：4

14

作者 马斌捷 吴军 林宏 《强度与环境》 2006年第3期17-24,共8页

根据潜射导弹级间段密封圈在出水过程中的动态变形参数设计了一套模拟试验件和加载、加水及测量装置,采用摆锤冲击加载方式和裂纹动态张开位移测量方法再现了密封圈在导弹出水过程中的使用条件,证明密封圈在规定的开缝宽度、开缝时间和... 根据潜射导弹级间段密封圈在出水过程中的动态变形参数设计了一套模拟试验件和加载、加水及测量装置,采用摆锤冲击加载方式和裂纹动态张开位移测量方法再现了密封圈在导弹出水过程中的使用条件,证明密封圈在规定的开缝宽度、开缝时间和弹体内外压差的使用环境下能够保证防水和密封效果。利用两自由度冲击响应模型分析了试验的动响应曲线,给出了试验系统模态参数的识别结果。 展开更多

关键词 潜射导弹 出水 密封 冲击 开缝 峰值 脉宽

下载PDF 职称材料

水中容腔式压力传感器频响特性的非线性气泡效应分析 被引量：1

15

作者 马斌捷 吴军 +1 位作者 王国庆 侯传涛 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2013年第3期42-49,共8页

根据频响特性试验的状态和测量结果,借用线性模型的层流假设和建模方法,在绝热条件下推导大范围变化压力的非线性气泡效应分析模型,获得与测量曲线一致的计算结果。通过对不同简化条件模型的计算比较,证明影响传感器频响特性分析模型精... 根据频响特性试验的状态和测量结果,借用线性模型的层流假设和建模方法,在绝热条件下推导大范围变化压力的非线性气泡效应分析模型,获得与测量曲线一致的计算结果。通过对不同简化条件模型的计算比较,证明影响传感器频响特性分析模型精度的主要因素是气体刚度的非线性效应,压力导数平方项是次要影响因素,液柱长度变化的影响较小。传感器的比刚度决定了液体脉冲压力测量的频响范围,两者不存在线性相关性。气泡效应模型的粘性系数和容腔体积需要根据试验结果进行修正,以计及液体的淤积和表面张力效应,并将流场的紊流效应和不均匀性体现在参数变化中。本模型在不计膜片影响时可用于气体动态压力响应分析。 展开更多

关键词 脉冲压力 频响特性 气泡效应 非线性 容腔 绝热过程

下载PDF 职称材料

航天器贮箱液体的有效转动惯量(下) 被引量：2

16

作者 马斌捷 刘桢 林宏 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2011年第2期15-18,28,共5页

分析整理了航天器圆环筒形平底贮箱内液体的有效转动惯量计算方法,修正了现有文献中的错误,在常用的参数范围内对液体的有效转动惯量进行了计算,对其变化规律和影响因素做了物理分析,推导了液体滚转有效转动惯量的计算公式,并给出了适... 分析整理了航天器圆环筒形平底贮箱内液体的有效转动惯量计算方法,修正了现有文献中的错误,在常用的参数范围内对液体的有效转动惯量进行了计算,对其变化规律和影响因素做了物理分析,推导了液体滚转有效转动惯量的计算公式,并给出了适用的近似计算方法。对于纵向挡板引起的液体滚转有效转动惯量,给出了工程计算方法,能够确定滚转时液体的有效转动惯量和阻尼的量级和范围。讨论了横向挡板对绕横轴的液体有效转动惯量的影响,指出了目前未解决的问题,提出了开展液体有效转动惯量工程研究的建议。 展开更多

关键词 液体晃动 阻尼 转动惯量

下载PDF 职称材料

助推器支承的火箭地面风载荷非定常气动系数(下) 被引量：2

17

作者 马斌捷 吴艳红 高庆 《强度与环境》 2009年第3期1-7,共7页

根据新一代运载火箭CZ-5及其动力学相似缩比模型的助推支承、两个弯曲模态主方向的模态参数有显著差别的特点,推导了火箭地面风载荷在模态主方向的非定常气动弯矩系数,给出了非定常气动弯矩的计算方法,并通过坐标转换,得到风轴气动弯矩... 根据新一代运载火箭CZ-5及其动力学相似缩比模型的助推支承、两个弯曲模态主方向的模态参数有显著差别的特点,推导了火箭地面风载荷在模态主方向的非定常气动弯矩系数,给出了非定常气动弯矩的计算方法,并通过坐标转换,得到风轴气动弯矩系数的计算公式。将非定常气动弯矩系数中与动特性有关的参数统称为动态弯矩因子,从而统一了所有类型火箭的地面风载荷非定常气动弯矩系数的计算公式。此外为简化助推器支承火箭地面风载荷的试验方法,给出了气动加速度和位移系数的计算方法,提出了加速度因子和动态位移因子的概念。通过对CZ-5缩比弹性模型的动特性和弯矩因子的计算,分析了支承筒和不同构型模型的影响,并根据各阶弯曲模态对应的不同响应因子的变化,证明了地面风载荷试验只计及一阶模态的合理性。建议采用弯矩和位移测量数据分析非定常气动系数,不宜直接采用加速度数据计算气动系数。 展开更多

关键词 风洞缩比模型 非定常气动系数 动态弯矩因子 加速度因子 位移因子

下载PDF 职称材料

已知变差系数的结构强度序贯检验方法 被引量：2

18

作者 马斌捷 马建芳 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期488-491,共4页

介绍结构可靠性检验的概念和各种强度检验方法的特点,对已知变差系数(CV法)的均值检验和个值检验方法进行改进,利用可靠性安全系数和各种强度与载荷系数,给出无量纲的判别准则。将变差系数不变的条件引入到序贯检验方法中,推导出新的结... 介绍结构可靠性检验的概念和各种强度检验方法的特点,对已知变差系数(CV法)的均值检验和个值检验方法进行改进,利用可靠性安全系数和各种强度与载荷系数,给出无量纲的判别准则。将变差系数不变的条件引入到序贯检验方法中,推导出新的结构强度检验方法,分析检验变量与均值法的差异,得到两者的近似关系。计算与分析结果表明,均值法效率略高于序贯法,两者分别适用于强度设计裕量较小和较大的情况,扩大了CV检验方法的使用范围,使检验样本量最小,提高了检验效率;个值法效率最低,不建议采用。 展开更多

关键词 变差系数 结构可靠性 均值 个值 序贯 强度检验

下载PDF 职称材料

液体晃动的谐波响应分析 被引量：1

19

作者 马斌捷 林宏 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2005年第1期35-39,共5页

研究了箱体内液体大幅角晃动的谐波响应问题,提出了谐波产生的条件。通过建立谐波响应动力学模型,给出了大幅角晃动时液体晃动的总响应。研究结果表明,除应考虑经典的晃动共振基波响应外,还有必要考虑 3次谐波响应。

关键词 液体晃动 推进剂贮箱 谐波响应

下载PDF 职称材料

固体发动机切割分离泄压过程分析 被引量：1

20

作者 马斌捷 吴江 林宏 《强度与环境》 2005年第3期19-23,32,共6页

本文依据质点动力学和一维可压缩流体动力学原理,利用无限大容器的出流结果,在适当的简化假设基础上,建立了固体发动机切割分离泄压过程的数学模型,并对泄压过程和分离后的状态变化进行预测,通过比对分析试验容器的理论和试验结果,证明... 本文依据质点动力学和一维可压缩流体动力学原理,利用无限大容器的出流结果,在适当的简化假设基础上,建立了固体发动机切割分离泄压过程的数学模型,并对泄压过程和分离后的状态变化进行预测,通过比对分析试验容器的理论和试验结果,证明本文方法的误差在15%以内。 展开更多

关键词 固体发动机 泄压过程 一维可压缩流

下载PDF 职称材料