摘要:针对航空薄壁件因残余应力分布失配引发无序二次变形的关键问题，选取典型薄壁航空异形件，提出基于残余应力能量场模型与特征匹配度评价指标协同控制的变形抑制方法。利用铣削仿真提取各参数残余应力，进行残余应力重分布，通过各特征残余应力赋予匹配发现：相邻和对立的特征间会有耦合叠加与抵消特性，各特征在单一残余应力场作用下，工件最大变形显著；采用高特征匹配度下的多残余应力场协同匹配后，最大变形量减少近28.6%。实验数据表明，优化后的加工参数体系可实现特征间动态平衡，异形件实际变形最大降低27.2%，圆度最大减小了49.5%，验证了该方法的有效性。研究证实，基于残余应力能量场与特征匹配度协同调控的应力分布优化策略对航空薄壁件整体形变控制具有显著工程价值。

摘要:针对飞机大型结构件加工后极易在残余应力场作用下产生复杂变形的问题，提出了一种基于残余应力场原位推断的加工顺序优化方法。该方法通过粗加工阶段实时监测工件变形力，原位推断毛坯残余应力场分布，并以变形力时序均匀性为评价指标，结合有限元仿真实现加工顺序优化。在飞机三米级铝合金结构件上进行了对比实验，实验结果表明：经优化后零件全局99.31%的变形量小于0.20 mm，高精度区域（变形量≤0.10 mm）占比从48.48%提升至81.94%，平均变形量由0.109 mm降至0.059 mm。该方法有效抑制了大型结构件的加工变形。

摘要:铝合金薄壁圆盘类零件作为某卫星探测器天线核心结构，平面度要求极高，当前的铣削水平往往难以满足设计要求。针对7A04铝合金薄壁圆盘在铣削加工中因残余应力耦合作用导致的变形超差问题，提出了一种结构设计与工艺控制协同的变形抑制方法。首先，获得7A04铝合金初始残余应力与铣削残余应力梯度分布规律。其次，采用Abaqus有限元平台，建立薄壁圆盘初始/铣削残余应力耦合作用下的变形仿真模型。然后，进行7A04铝合金薄壁圆盘结构抗变形优化设计。最后，通过薄壁圆盘加工实验，验证了结构优化方案的有效性，发现薄壁圆盘平面度达到0.103 mm。由此，形成了“应力分布检测?变形仿真建模?抗变形结构设计”的协同控制方法，有效抑制了初始与铣削残余应力的耦合变形，为航天薄壁零件的精密制造提供有效的技术解决方案。

摘要:针对航空发动机附件机匣加工易变形的难题，提出了一种基于浮动装夹系统的加工变形实时监测与调控方法。提取附件机匣典型薄壁深腔特征构建了实验零件，设计了气动控制的4压紧缸+6支撑缸的浮动装夹系统，通过嵌入支撑缸加载?卸载动态调控策略，实现了加工区域集中应力的阶段性释放与重布；通过在支撑缸作用区域集成压电和激光传感器，获取了应力释放前后弱刚度位置支撑力和位移历程数据，借助有限元仿真模型，将轴向力负载转变为零件加工应力、变形场。结果显示，动态支撑相较于传统固定支撑，平均应力下降72.16%，变形量降低67.11%，表明所建立的浮动装夹系统与调控策略能够有效降低薄壁深腔零件加工残余应力累积，提高附件机匣类零件加工几何精度。

摘要:响应时间是影响电阻温度计动态测量误差的关键因素。回路电流阶跃响应（LCSR）法可实现在役电阻温度计响应时间的原位测量，但其中热动态传热过程的变焦耳热和内外部影响因素、转换关系及阶数仍有待进一步研究。基于COMSOL Multiphysics软件，建立多物理场耦合模型，实现LCSR中电流、温度场、外部流场的相互耦合和全过程仿真，重点讨论电阻丝变焦耳热产生机理。建立LCSR法与浸入法的转换关系式，LCSR动态响应曲线经三阶关系式转换，与浸入法对比，响应时间相对误差仅为1.51%。开展LCSR法响应时间影响因素研究，深入分析外部流体流速、内部填充材料与空气层对响应时间的影响。同步进行LCSR法和浸入法验证试验，对比表明：LCSR法响应时间仿真与试验结果的相对误差为2.46%；在3种流速下，LCSR试验数据经转换后的响应时间与浸入法试验结果的相对误差均小于5%，验证了建立的转换关系对试验结果的适用性。

摘要:直流撞击式喷嘴结构简单、制造成本低，是常用的雾化喷嘴类型，其雾化过程通过双股射流撞击实现。采用流体体积法与欧拉?拉格朗日法相结合的VOF-to-DPM多相流模型，对双股射流撞击雾化过程进行了数值模拟。通过计算获取撞击后的液膜破碎长度，并与文献中的实验值及数值模拟结果进行对比，验证了数值模拟的可靠性。结果表明：双股流体撞击后形成扇形液膜，撞击点沿线两侧的速度近似等于射流速度，且呈轴对称分布，Z轴方向的速度分量近似呈中心对称分布；射流孔径越小，液膜厚度越薄，不稳定性越大，从而促进液膜的一次破碎和二次雾化，具有较好的雾化效果。

摘要:离心式血泵叶轮的几何结构对血泵的水力特性及溶血特性有着显著影响。本研究基于多相流方法，对HeartWare心室辅助装置（HeartWare ventricular assist device，HVAD）进行数值模拟，通过分析血泵的流场和剪切力分布，探讨流道宽度和顶部间隙对血泵的水力性能（扬程和效率）和溶血性能（标准溶血指数）的影响。研究结果表明：随着叶轮流道宽度的增大，血泵扬程增加；但宽度的增大会导致叶轮流道出口处的再循环和停滞区域扩大，加速血栓的形成；顶部间隙对血泵的水力性能影响较小，但增大顶部间隙有助于改善溶血性能，随着顶部间隙的增大，高剪切力的比例显著减少，血泵的标准溶血指数也明显降低。综合分析，当叶轮流道宽度为3.8 mm、顶部间隙为70 μm时，血泵扬程和效率分别为76.622 8 mmHg和29.2535%，血泵的标准溶血指数为0.004 97 g/100 L，此时血泵既具有良好的血液相容性，又能提供一定的水力性能。本研究结果可为HVAD的结构改进提供一定参考。

摘要:随着新能源并网规模扩大，火电机组深度调峰需求日益突出，这对电站锅炉的宽负荷运行能力提出了更高要求。集箱效应对锅炉过热器并联管组的流量分配均匀性具有重要影响，研究锅炉宽负荷运行下的集箱效应，对锅炉安全灵活运行至关重要。以某135 MW循环流化床锅炉的汽冷屏为例，在10%～100%BMCR负荷范围，对两种管径尺度汇集集箱（引出管?219 mm×14 mm和出口集箱?377 mm×20 mm）内的工质流动与压力分布特性进行数值模拟，获得锅炉负荷与管径尺度对汇集集箱集箱效应的影响。结果表明：随管径尺度增大，汇集集箱内流动行为趋于复杂，集箱效应增强；随锅炉负荷降低，汇集集箱内涡流与旋流的强度减弱，集箱效应减弱。对比汇集集箱内静压分布的模拟结果与我国水动力标准计算结果，表明水动力标准计算结果偏高，偏高幅度随汇集集箱管径增大而增大。

摘要:针对传统有限元方法在形状优化方面存在形状描述误差、模型格式转换冗余的问题，提出一种基于等几何分析的二维参数化多片模型形状优化方法。在建模阶段，采用 “尺寸参数+全四边形分块”的参数化框架，将复杂二维模型分割构建为适配等几何分析的多片模型，规避传统方法的模型转换环节。优化计算阶段，构建“灵敏度引导+面片连接约束”的调控机制，通过设计变量?柔度的灵敏度解析推导，指导控制点和权重的迭代优化；同时在面片连接处，实现灵敏度的连续性调整，保证相邻面片优化结果的连续和平滑；优化过程中，动态更新设计变量界限，确保优化结果的可行性和稳定性，避免优化模型生成失效。通过3个数值算例验证，所提方法可有效降低模型柔度，最大降幅达30.8%。本文方法为复杂二维几何模型的高效形状优化提供一种新的方案和思路，且可以进一步推广到三维体参数化模型的形状优化算法中，进而为实现造型仿真优化的一体化奠定理论基础。

摘要:针对高G载荷下反复冲击的驾驶员颈部慢性损伤问题，提出一种基于头颈?防护装置耦合模型的拉索式防护装备的设计方法。防护装置穿戴于驾驶员头肩之间，其防护效能受人机动态交互过程影响，设计时需考虑人机耦合效应。基于拉格朗日动力学，建立头颈部与装置在外界冲击下协同响应的耦合动力学模型，分析装置关键尺寸对颈部动力学响应的影响。为实现防护装备的优化设计，使用颈部损伤评价标准（NIC），对防护装备在头、肩不同安装位置的防护效果进行了评估。最后，搭建人体头颈实验平台，对优化设计结果进行验证。结果表明：耦合模型可用于装备设计，且优化后的设计可有效降低颈部损伤风险。该设计方案构建了涵盖人机动态交互过程的防护装备设计框架，为同类防护装备设计提供新思路。

摘要:研究了一类具有常数捕获（投放）率的食饵?捕食者模型，并考虑食饵种群的恐惧效应对系统动力学行为的影响。首先，分析了系统的平衡点及其稳定性，验证了边界平衡点在一定条件下会退化为鞍结点。其次，通过对系统做相应变换，应用正规型理论严格证明系统在一定条件下会发生鞍结点分支、Hopf分支和退化Hopf分支。研究结果表明，该系统在某些参数条件下恰好有两个极限环，其中外部的极限环是稳定的。最后，借助MATLAB软件，绘制系统对应不同参数取值的相图。数值模拟显示，恐惧程度过低会导致种群灭亡，即食饵种群适度的恐惧效应有利于两种群的共存。

摘要:针对越库配送模式下物流费用高、客户满意度低、碳减排压力大的问题，提出了一种基于时变车速的跨时段道路行程时间的计算方法，更加精准地度量成本与时间的关系。综合考虑软时间窗约束以及行驶速度对碳排放的影响，构建了双目标模型，同时优化系统总成本和等待延误时间这两个相互冲突的目标，并提出了一种结合可变邻域搜索与非支配排序遗传算法Ⅱ的混合启发式算法进行求解。数值实验表明，该算法能在不同规模算例下有效求解模型，算法综合性能更高。改进的时变车速模型在提升客户满意度方面优于静态网络。