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飛行器先進液壓管路系統流固耦合動力學與控制(精)

  • 作者：岳珠峰//劉偉//周長聰//翟敬宇|責編:楊丹
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030677853
  • 出版日期：2022/06/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：549
人民幣：RMB 368 元      售價：元
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內容大鋼
    本書從機理、失效、設計和應用四個方面，系統地介紹飛行器先進液壓管路系統流固耦合動力學分析與控制方面的理論、技術和方法。內容涵蓋複雜管路系統流固耦合機理和模擬建模；管路結構流固耦合振動響應規律和失效模型；管路系統減振和可靠性優化設計方法；基於光纖光柵的管路系統故障監測技術；流固耦合試驗技術與飛行器管路工程的故障分析等。
    本書可供飛行器液壓管路系統結構設計領域的工程師閱讀，也可供飛行器液壓管路系統、發動機管路系統、流固耦合動力學等專業方向的研究生和教師使用，還可供船舶、航天等領域從事管路系統設計等相關工作的工程技術人員參考。
作者介紹
岳珠峰//劉偉//周長聰//翟敬宇|責編:楊丹
目錄
前言
第1章  緒論
  1.1  飛行器高壓液壓系統
  1.2  飛行器液壓管路系統的故障
  1.3  飛行器液壓系統的流固耦合動力學概念
  1.4  流固耦合對液壓功能和結構性能的影響
  1.5  飛行器液壓管路系統流固耦合問題的特點
  參考文獻
第2章  飛行器管路系統的流固耦合振動理論
  2.1  輸流管路流固耦合振動方程概述
    2.1.1  流固耦合的主要形式
    2.1.2  水錘方程模型
    2.1.3  四方程模型
    2.1.4  十四方程模型
    2.1.5  運動耦合方程模型
  2.2  單一管路的流固耦合振動方程
    2.2.1  直管的流固耦合振動方程
    2.2.2  曲管的流固耦合振動方程
    2.2.3  錐形管的流固耦合振動方程
    2.2.4  卡箍支撐單管路的流固耦合振動方程
  2.3  基於多直管組集的複雜管路全系統流固耦合建模方法
    2.3.1  直管離散單元的處理
    2.3.2  方向餘弦矩陣的建立
    2.3.3  多直管組集方法
    2.3.4  飛行器輸流管路振動特性分析軟體平台
  2.4  基於直-曲管組集的複雜管路全系統流固耦合建模方法
    2.4.1  輸流直管的動剛度矩陣
    2.4.2  輸流曲管的動剛度矩陣
    2.4.3  基於動剛度矩陣法的直-曲管組集演算法
    2.4.4  基於直-曲管組集演算法的流固耦合建模示例
    2.4.5  基於直-曲管組集演算法的管形布局參數影響分析
  2.5  軟硬相接管路的流固耦合動力學特性與參數共振分析
    2.5.1  軟硬相接輸流管路動力學模型
    2.5.2  軟硬相接輸流管路固有特性分析
    2.5.3  兩種參數共振區分析方法
    2.5.4  軟硬相接輸流管路的參數共振區分析
    2.5.5  系統參數對參數共振區的影響
    2.5.6  軟硬相接管路流固耦合動力學設計建議
  參考文獻
第3章  液壓管路系統的流固耦合響應分析與優化技術
  3.1  三段式彎曲的肘形導管的優化設計方法
    3.1.1  液壓管路彎曲處的紊流分析
    3.1.2  三段式直角彎曲管形設計
    3.1.3  三段式直角彎曲管形的優化設計
    3.1.4  三段式直角彎曲管形優化前後效果對比
    3.1.5  最優管形尺寸的影響討論分析
  3.2  「Ω」彎曲管形的力學機制探討
    3.2.1  「Ω」彎曲管形降低安裝應力的作用
    3.2.2  「Ω」彎曲管形降低壓力脈動的作用
    3.2.3  「Ω」彎曲管形的調頻作用

    3.2.4  「Ω」彎曲管形降低面內流固耦合共振響應的作用
  3.3  大展弦比機翼中液壓管路的抗大變形設計方法
    3.3.1  大展弦比機翼-管路的簡化力學模型
    3.3.2  管路的主要布局參數
    3.3.3  布局參數對管路根部應力的影響
    3.3.4  布局參數對管路卡箍處變形的影響
    3.3.5  大變形機翼中液壓管路的布局優化設計
  3.4  機體振動激勵下「機體-卡箍-管路」系統的模擬分析
    3.4.1  「機體-卡箍-管路」系統分析模型
    3.4.2  「機體-卡箍-管路」系統的模態分析
    3.4.3  「機體-卡箍-管路」系統的諧響應分析
    3.4.4  「機體-卡箍-管路」系統的隨機振動分析
  3.5  壓力脈動激勵下「機體-卡箍-管路」系統的響應分析
    3.5.1  「機體-卡箍-管路」系統壓力脈動試驗台
    3.5.2  不同壓力水平下管路應變波動分析
    3.5.3  不同脈動幅值下管路周嚮應變波動分析
    3.5.4  不同脈動頻率下管路周嚮應變波動分析
    3.5.5  壓力脈動作用下管路系統加速度響應結果分析
    3.5.6  「機體-卡箍-管路」系統壓力脈動的流固耦合模擬方法
  3.6  發動機液壓管路系統的卡箍布局多目標優化
    3.6.1  發動機液壓管路系統多目標設計要求
    3.6.2  發動機液壓管路系統模擬模型
    3.6.3  發動機液壓管路卡箍位置的參數化與參數靈敏度分析
    3.6.4  發動機液壓管路卡箍位置的多目標優化設計
  參考文獻
第4章  多源激勵下管路流固耦合振動試驗研究
  4.1  布局參數對肘形管路模態特性影響的試驗分析
    4.1.1  不同布局參數的肘形管路模態試驗
    4.1.2  肘形管路的模態影響因素及其規律分析
    4.1.3  不同布局參數的肘形管路模態數值模擬分析
  4.2  單一機體振動激勵下肘形管路振動響應規律的試驗分析
    4.2.1  單一機體振動激勵工況及響應測試方法
    4.2.2  單一機體振動激勵下管路流固耦合振動響應
    4.2.3  布局參數對單一機體振動激勵下振動響應的影響
  4.3  單一壓力脈動激勵下肘形管路振動響應規律的試驗分析
    4.3.1  單一壓力脈動激勵工況
    4.3.2  單一壓力脈動激勵下管路流固耦合振動響應
    4.3.3  布局參數對單一壓力脈動激勵下振動響應的影響
  4.4  多源組合激勵下肘形管路振動響應規律的試驗分析
    4.4.1  多源組合激勵頻率對加速度響應的影響
    4.4.2  多源組合激勵頻率對動態應變響應的影響
    4.4.3  多源組合激勵壓力脈動幅值對加速度響應的影響
    4.4.4  多源組合激勵壓力脈動幅值對動態應變響應的影響
    4.4.5  多源組合激勵壓力水平對加速度響應的影響
    4.4.6  多源組合激勵壓力水平對動態應變響應的影響
    4.4.7  布局參數對多源組合激勵下管路流固耦合振動響應的影響
    4.4.8  多源組合激勵下管路結構流固耦合規律
  參考文獻
第5章  管路、接頭和密封件的失效分析方法
  5.1  管路結構的疲勞試驗和壽命分析

    5.1.1  直管疲勞試驗和壽命分析
    5.1.2  含接頭直管疲勞試驗和壽命分析
    5.1.3  含缺口直管疲勞試驗和壽命分析
    5.1.4  管路疲勞壽命分析預測模型
    5.1.5  含缺陷管路的疲勞壽命分析
    5.1.6  管路裂紋擴展壽命分析
  5.2  金屬擴口管接頭接觸密封失效影響因素分析
    5.2.1  擴口管接頭的擰緊力矩和接觸應力分析
    5.2.2  影響擴口管接頭接觸性能的因素分析
    5.2.3  含擴口管接頭液壓管路的疲勞模擬
    5.2.4  基於隨機粗糙度的管接頭的錐口-擴口接觸磨損分析
  5.3  橡膠密封件性能退化及壽命預測方法研究
    5.3.1  橡膠密封件老化性能表徵
    5.3.2  O形密封圈的失效準則和失效判據
    5.3.3  橡膠密封件老化密封壽命預測方法
    5.3.4  氟橡膠熱氧老化性能研究
    5.3.5  氟橡膠老化機理分析
  參考文獻
第6章  弱支撐卡箍-管路系統剛度分析與流固耦合模擬
  6.1  航空卡箍-管路系統動力問題概述
  6.2  單點P形卡箍等效剛度分析
    6.2.1  卡箍等效剛度分析原理
    6.2.2  卡箍-管路的剛度分析有限元建模
    6.2.3  卡箍的應力狀態分析
    6.2.4  卡箍等效剛度隨管徑變化規律
    6.2.5  溫度對卡箍等效剛度的影響研究
    6.2.6  箍帶張角對卡箍等效剛度的影響
  6.3  單點P形卡箍的等效剛度試驗研究
    6.3.1  卡箍等效剛度試驗
    6.3.2  管徑對卡箍等效剛度影響的試驗分析
    6.3.3  溫度對卡箍等效剛度影響的試驗分析
    6.3.4  試驗值與模擬值的對比
  6.4  單點P形卡箍的振動疲勞試驗研究
    6.4.1  振動疲勞試樣
    6.4.2  試驗原理及方法
    6.4.3  預試驗
    6.4.4  單點P形卡箍的疲勞極限
  6.5  金屬懸臂卡箍的等效剛度模擬分析方法
    6.5.1  金屬懸臂卡箍結構
    6.5.2  金屬懸臂卡箍的等效線剛度
    6.5.3  金屬懸臂卡箍的等效扭轉剛度
    6.5.4  金屬懸臂卡箍等效剛度與預緊力之間的關係
    6.5.5  卡箍安裝方式對管路固有頻率的影響
  6.6  卡箍-管路結構流固耦合動力學分析
    6.6.1  MpCCI在流固耦合分析中的應用
    6.6.2  卡箍-管路的流固耦合模型
    6.6.3  工作壓力對卡箍-管路結構流固耦合振動的影響
    6.6.4  壓力脈動幅值對卡箍-管路結構流固耦合振動的影響
    6.6.5  卡箍-管路結構流固耦合共振分析
  參考文獻

第7章  航空液壓管路系統主被動振動控制技術
  7.1  黏彈性約束層阻尼管路系統的非線性有限元建模
    7.1.1  黏彈性阻尼材料動態力學特性分析
    7.1.2  黏彈性約束層阻尼管路變形協調關係
    7.1.3  黏彈性約束層阻尼管路的形函數
    7.1.4  黏彈性約束層阻尼管路的剛度和質量矩陣
    7.1.5  黏彈性約束層阻尼管路的損耗因子
  7.2  黏彈性約束層阻尼管路系統的振動測試及減振有效性驗證
    7.2.1  黏彈性約束層阻尼管路模擬模型
    7.2.2  黏彈性層參數對固有頻率及損耗因子的影響
    7.2.3  約束層參數對固有頻率及損耗因子的影響
    7.2.4  壓力脈動激勵下黏彈性阻尼管路減振效果驗證
    7.2.5  基礎激勵下黏彈性阻尼管路減振效果驗證
  7.3  黏彈性阻尼卡箍-管路系統動力學特性分析
    7.3.1  黏彈性阻尼卡箍的力學特性
    7.3.2  黏彈性阻尼卡箍-管路系統的動態阻尼特性研究
    7.3.3  不同激振幅值下黏彈性阻尼卡箍-管路系統動態特性
    7.3.4  高阻尼卡箍-管路系統減振有效性對比
  7.4  液壓管路系統的主動約束層阻尼結構
    7.4.1  幾種典型主動約束層阻尼結構
    7.4.2  主動約束層壓電材料特性
    7.4.3  主動約束層阻尼管路結構設計
  7.5  基於有限元法的主動約束層阻尼管路振動控制分析
    7.5.1  壓電材料基本參數與坐標變換
    7.5.2  主動約束層阻尼管路變形分析
    7.5.3  基礎激勵下主動約束層阻尼管路振動控制分析
    7.5.4  壓力脈動激勵下主動約束層阻尼管路振動控制分析
  7.6  主動約束層阻尼振動控制平台搭建與試驗驗證
    7.6.1  主動約束層阻尼管路振動控制系統工作原理
    7.6.2  基於Labview的振動控制平台搭建
    7.6.3  不同激勵形式下主動約束層阻尼管路振動控制試驗
    7.6.4  結構與控制參數對振動控制效果影響分析
  參考文獻
第8章  飛行器液壓管路系統的動力學可靠性分析及優化設計
  8.1  隨機激勵下液壓管路系統參數的重要性分析
    8.1.1  隨機結構的平穩隨機響應分析
    8.1.2  隨機結構的平穩隨機響應全局靈敏度
    8.1.3  動力響應全局靈敏度的求解方法
    8.1.4  飛行器液壓管路的隨機振動響應及其參數靈敏度
  8.2  飛行器液壓管路系統的動力學可靠性分析方法
    8.2.1  飛行器液壓管路系統的有限元模型
    8.2.2  飛行器液壓管路系統的動強度可靠性
  8.3  飛行器液壓管路系統的動力學可靠性優化
    8.3.1  飛行器液壓管路系統的可靠性優化模型
    8.3.2  設計變數的靈敏度分析
    8.3.3  飛行器液壓管路系統基於靈敏度信息的優化設計
  8.4  飛行器液壓管路系統MTBF的優化設計分析
    8.4.1  飛行器液壓管路系統的MTBF及其優化模型
    8.4.2  支撐約束坐標的靈敏度分析
    8.4.3  飛行器液壓管路系統MTBF的優化設計

  8.5  飛行器液壓管路系統的穩健性優化設計
    8.5.1  飛行器液壓管路系統的穩健性優化模型
    8.5.2  高維結構穩健性優化設計問題的降維預處理優化方法
    8.5.3  基於重要性測度降維的飛行器液壓管路穩健性優化設計
  參考文獻
第9章  基於光纖光柵感測的液壓管路狀態檢測方法與應用
  9.1  光纖光柵多信息感知原理與解調方法
    9.1.1  光纖光柵感測基本原理
    9.1.2  光纖光柵信號濾波解調方法
    9.1.3  光纖光柵信號干涉解調方法
    9.1.4  面向機械裝備的高速解調方法
  9.2  液壓管路耦合多附件的動力學方程模型建立與分析
    9.2.1  多卡箍支撐管路的卡箍鬆動建模與分析
    9.2.2  液壓管路-裂紋動力學方程模型建立
  9.3  基於分散式光纖光柵應變感測的液壓管路狀態檢測方法
    9.3.1  基於時頻特徵的液壓管路損傷檢測方法
    9.3.2  基於多重分形的液壓管路裂紋檢測方法
    9.3.3  基於卷積神經網路的液壓管路鬆動檢測方法
    9.3.4  基於工作應變振型的液壓管路鬆動檢測方法
  9.4  分散式多參數液壓管路狀態監測系統集成及其應用
    9.4.1  面向液壓管路系統的智能塊狀卡箍設計
    9.4.2  液壓管路系統檢測軟體系統的設計和集成
    9.4.3  基於光纖光柵的液壓管路智能卡箍鬆動檢測與應用
    9.4.4  基於光纖光柵的液壓管路分散式多參數卡箍鬆動檢測與應用
    9.4.5  基於光纖光柵的液壓管路裂紋檢測與應用
  參考文獻
第10章  飛行器管路系統流固耦合動力學故障分析案例
  10.1  某型飛機四通管路系統故障機理分析與試驗驗證
    10.1.1  飛行器管路系統流固耦合動力學故障溯源一般流程
    10.1.2  某型飛行器液壓系統四通管路裂紋故障描述
    10.1.3  管路失效部位的微觀形貌分析
    10.1.4  故障管路的裂紋在整體裝配件上所處的位置
    10.1.5  四通管路系統的模態特性分析
    10.1.6  四通管路系統故障機理的試驗驗證
    10.1.7  改進建議及分析
  10.2  某型飛機液壓管路流固耦合動力學響應與試驗驗證
    10.2.1  某型飛機液壓管路故障概述
    10.2.2  導致管路故障的可能因素分析
    10.2.3  故障管路的流固耦合振動特性預測
    10.2.4  故障管路的模態特性試驗
    10.2.5  開泵狀態下管路的動應力試驗
    10.2.6  故障管路的流固耦合模擬
    10.2.7  降低管路系統應力的措施
  10.3  某型飛機液壓管路卡箍斷裂故障機理及改進方案分析
    10.3.1  液壓管路卡箍斷裂故障描述
    10.3.2  故障管路系統動力學建模
    10.3.3  故障管路系統的模態分析
    10.3.4  故障機理總結
    10.3.5  改進方案校核分析
    10.3.6  最終改進建議

  10.4  飛行器液壓管路系統動應力控制的設計方法
    10.4.1  降低壓力脈動幅值
    10.4.2  避免流固耦合共振
    10.4.3  管形和卡箍布局優化設計
    10.4.4  合理應用阻尼材料
    10.4.5  可靠性優化設計
  參考文獻

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