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1. 发明公开

CN117574738A 直升机编织复合材料抗弹性能数值模拟方法、系统及设备
公开(公告)号：CN117574738A
公开(公告)日：2024-02-20
申请号：CN202410056631.9
申请日：2024-01-16
申请人：北京航空航天大学 , 南京理工大学
发明人：严鹏 , 王克鸿 , 于世纪 , 黄业增 , 董雷霆 , 李明净 , 李书 , 贺天鹏
IPC分类号： G06F30/23 , G16C60/00 , G06F30/15 , G06F111/10 , G06F113/26 , G06F119/14
摘要：本发明公开一种直升机编织复合材料抗弹性能数值模拟方法、系统及设备，涉及直升机机身结构抗弹研究领域。本发明创新性地利用静力凝聚法并结合辅助结点法高效求解编织复合材料的宏观等效刚度；并提出了基于能量范数的自适应分区方法，定量指导宏细观耦合模型进行合理且高效的区域划分；进一步开发了直升机编织复合材料抗弹性能仿真模型的参数化建模方法，实现了仿真模型的快速自动化建模，通过数值模拟实现了对编织复合材料抗弹性能的有效预测，在满足计算精度的同时显著提升了计算效率，能够为直升机机身结构抗弹性能分析等方面的研究提供技术支持，具有重要的现实意义和应用前景。

2. 发明公开

CN116424552A 主动扭转桨叶振动控制方法、系统、设备及介质有权
公开(公告)号：CN116424552A
公开(公告)日：2023-07-14
申请号：CN202310602261.X
申请日：2023-05-26
申请人：北京航空航天大学
发明人：董雷霆 , 张泽玮 , 黄业增 , 李明净 , 李书
IPC分类号： B64C27/51 , B64C27/467 , G06F17/11 , G06F17/13 , G06F17/16
摘要：本发明公开一种主动扭转桨叶振动控制方法、系统、设备及介质，涉及直升机结构设计领域。本发明方法通过进行力电耦合作用下主动扭转桨叶的梁剖面特性分析，求得梁模型下的广义刚度矩阵；在广义刚度矩阵基础上构建考虑结构非线性响应的几何精确压电梁模型；所述几何精确压电梁模型包括梁结构的几何方程、本构方程、平衡方程和电路方程；采用几何精确压电梁模型计算桨毂载荷；基于驱动器输入电压与桨毂载荷输出间的关系，采用高阶谐波控制算法实现主动扭转桨叶振动的有效控制。

3. 发明公开

CN116907279A 一种抗半速12.7mm穿甲弹的直升机装甲结构审中-实审
公开(公告)号：CN116907279A
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202310934237.6
申请日：2023-07-28
申请人：北京航空航天大学
发明人：李明净 , 秦岭南 , 董雷霆 , 沈宝莹 , 黄业增
IPC分类号： F41H5/04 , B64C27/04
摘要：本发明公开一种抗半速12.7mm穿甲弹的直升机装甲结构，涉及直升机结构设计领域，该结构包括：沿穿甲弹入射方向依次设置的陶瓷面板和碳纤维蜂窝夹芯背板；陶瓷面板的材料为抗弹陶瓷；碳纤维蜂窝夹芯背板包括沿穿甲弹入射方向依次设置的迎弹面壁板、碳蜂窝夹芯层和背弹面壁板；迎弹面壁板和背弹面壁板的材料均为金属或者纤维增强复合材料；碳蜂窝夹芯层为蜂窝结构；碳蜂窝夹芯层的材料为碳纤维增强复合材料；陶瓷面板用于破碎穿甲弹弹头以及通过磨蚀作用削减穿甲弹动能；碳纤维蜂窝夹芯背板用于在穿甲弹侵彻陶瓷面板时为陶瓷面板提供抗弯支撑和抗压缩支撑。本发明能够提高局部支撑刚度并减小装甲中符合材料背板的质量。

4. 发明授权

CN116305589B 一种直升机桨叶结构降阶分析方法、系统、设备及介质有权
公开(公告)号：CN116305589B
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202310571708.1
申请日：2023-05-22
申请人：北京航空航天大学
发明人：董雷霆 , 卢志远 , 黄业增 , 李明净 , 李书 , 贺天鹏
IPC分类号： G06F30/15 , G06F30/23 , G06F111/04 , G06F119/14
摘要：本发明公开一种直升机桨叶结构降阶分析方法、系统、设备及介质，涉及结构多尺度分析技术领域，先建立直升机桨叶三维单胞的有限元网格模型，并利用多载荷工况对有限元网格模型进行变形仿真，计算三维单胞的等效属性矩阵。然后建立直升机桨叶的简化模型，将直升机桨叶所受的实际载荷施加在简化模型上，基于有限元仿真计算得到简化模型的各个单元的广义单元应变，基于单元的广义单元应变和等效属性矩阵计算每一单元的广义单元应力，以进一步计算每一单元的应力场。本发明利用结构降阶技术，能更好地处理截面不连续的桨叶，适用于复合材料、含横向加强等多种形式的桨叶结构。

5. 发明授权

CN116204992B 一种直升机复合装甲抗侵彻FEM-SPH耦合分析方法有权
公开(公告)号：CN116204992B
公开(公告)日：2023-07-11
申请号：CN202310495236.6
申请日：2023-05-05
申请人：北京航空航天大学
发明人：李明净 , 董雷霆 , 秦岭南 , 黄业增
IPC分类号： G06F30/15 , G06F30/23 , G06F30/25 , G16C60/00 , G06F111/10 , G06F113/26 , G06F113/28 , G06F119/02 , G06F119/14
摘要：本发明涉及一种直升机复合装甲抗侵彻FEM‑SPH耦合分析方法，该方法基于靶试试验中不同材料体系的失效模式，以穿甲弹变形程度的大小，靶板的子层材料种类、尺寸大小、是否为受冲击区域为依据，采用了FEM与SPH两种算法，对穿甲弹以及靶板分区建模，避免FEM算法中发生网格畸变、单元删除，SPH算法中粒子发生数值断裂，可以用于直升机复合装甲抗穿甲弹侵彻的数值模拟仿真分析，获得可靠的仿真结果，在直升机复合装甲设计流程中有助于指导靶试试验方向，节约试验成本，提高装甲的设计水平。

6. 发明授权

CN117574738B 直升机编织复合材料抗弹性能数值模拟方法、系统及设备有权
公开(公告)号：CN117574738B
公开(公告)日：2024-03-29
申请号：CN202410056631.9
申请日：2024-01-16
申请人：北京航空航天大学 , 南京理工大学
发明人：严鹏 , 王克鸿 , 于世纪 , 黄业增 , 董雷霆 , 李明净 , 李书 , 贺天鹏
IPC分类号： G06F30/23 , G16C60/00 , G06F30/15 , G06F111/10 , G06F113/26 , G06F119/14
摘要：本发明公开一种直升机编织复合材料抗弹性能数值模拟方法、系统及设备，涉及直升机机身结构抗弹研究领域。本发明创新性地利用静力凝聚法并结合辅助结点法高效求解编织复合材料的宏观等效刚度；并提出了基于能量范数的自适应分区方法，定量指导宏细观耦合模型进行合理且高效的区域划分；进一步开发了直升机编织复合材料抗弹性能仿真模型的参数化建模方法，实现了仿真模型的快速自动化建模，通过数值模拟实现了对编织复合材料抗弹性能的有效预测，在满足计算精度的同时显著提升了计算效率，能够为直升机机身结构抗弹性能分析等方面的研究提供技术支持，具有重要的现实意义和应用前景。

7. 发明公开

CN117540493A 一种飞行器防护结构防护-承载一体化优化设计方法有权
公开(公告)号：CN117540493A
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202410029349.1
申请日：2024-01-09
申请人：天目山实验室 , 北京航空航天大学 , 南京理工大学
发明人：李明净 , 王克鸿 , 李春华 , 马德沛 , 黄业增 , 董雷霆 , 李书 , 贺天鹏
IPC分类号： G06F30/15 , G16C60/00 , G06F30/23 , G06F17/11 , G06F30/25 , G06F111/10 , G06F119/14 , G06F113/26
摘要：本发明公开了一种飞行器防护结构防护‑承载一体化优化设计方法，涉及飞行器结构领域，包括：选取防护单元开展冲击试验，建立冲击数值仿真模型并结合试验结果验证模型的准确性，基于试验与仿真结果验证防护单元防护性能；分别建立基于隐式静力学方法、显式动力学方法与显式动力学‑隐式静力学联合方法的数值仿真模型，来分别验证防护单元在静载荷、动载荷与冲击后静载荷下的承载性能；选取设计变量，通过试验设计方法和上述仿真模型建立仿真数据库，基于仿真数据库建立代理模型，选取优化算法开展防护单元优化设计，并融合试验和仿真数据实现代理模型自适应更新。本发明将仿真与试验相结合，提出了一种高效率、低成本的设计方法。

8. 发明公开

CN117521272A 一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法有权
公开(公告)号：CN117521272A
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202410021831.0
申请日：2024-01-08
申请人：北京航空航天大学 , 南京理工大学
发明人：李明净 , 王克鸿 , 秦岭南 , 黄业增 , 董雷霆 , 李书 , 贺天鹏
IPC分类号： G06F30/15 , G06F30/23 , G06F30/27 , G06F111/10 , G06F113/26
摘要：本发明提供一种抗大口径子弹的飞行器防护结构设计方法，属于飞行器结构设计领域，包括：对典型防护结构进行抗冲击试验，总结典型防护结构各组分抗冲击机理，设计有抗冲击潜力的新防护结构。选取对抗冲击防护性能影响显著的结构参数作为设计变量，基于仿真数据库建立防护结构抗冲击防护性能的代理模型；基于所建立的代理模型和合适的优化算法开展防护结构抗冲击防护性能的优化设计，并通过融合抗冲击试验数值仿真数据实现代理模型的自适应更新以提升优化精度。本发明在不降低陶瓷/金属复合结构防护能力的前提下实现整体防护结构的减重，满足兼顾防护力和轻量化的设计需求，并显著提升优化设计效率。

9. 发明授权

CN116644617B 基于纤维计算晶粒的航空纤维复合材料细观力学分析方法有权
公开(公告)号：CN116644617B
公开(公告)日：2023-12-22
申请号：CN202310926378.3
申请日：2023-07-27
申请人：北京航空航天大学
发明人：董雷霆 , 黄业增 , 李明净 , 于世纪
IPC分类号： G06F30/20 , G16C60/00 , G06F113/26 , G06F119/14
摘要：本发明公开了一种基于纤维计算晶粒的航空纤维复合材料细观力学分析方法，涉及航空纤维复合材料分析领域，包括构造含有多根随机分布纤维的代表性体积单元，并对代表性体积单元进行离散化处理，得到多个包括纤维和基体的纤维计算晶粒；采用Papkovich‑Neuber解与缩放的柱调和函数来表征纤维和基体内的Trefftz试函数位移场，进而确定新的多场边界变分原理，并根据新的多场边界变分原理构建每个纤维计算晶粒的刚度矩阵；根据每个纤维计算晶粒的刚度矩阵，确定代表性体积单元的细观应力场和/或等效弹性模量。本发明可精确快速的实现内嵌大量随机分布纤维的代表性体积单元的细观应力场的计算，并准确预测其的等效弹性模量。(56)对比文件Junbo Wang;Peng Yan,Leiting Dong,Satya N,Atluri.Direct numericalsimulation of complex nano-structuredcomposites,considering interfacestretching and bending effects,usingnano-computational grains.InternationalJournal for Numerical Methods inEngineering.2020,第166卷(第6期),第1423-1657页.Junbo Wang;Peng Yan,Leiting Dong,Satya N,Atluri.Direct numericalsimulation of complex nano-structuredcomposites,considering interfacestretching and bending effects,usingnano-computational grains.InternationalJournal for Numerical Methods inEngineering.2020,第166卷(第6期),第1423-1657页.黄永霞;郭然;李伟.颗粒增强复合材料有效模量的Voronoi单元有限元法分析.重庆大学学报.2016,(第05期),第63-72页.李俊琛;李旭东;盛捷.多晶体材料微结构的仿真与取向分布函数计算.黑龙江科技学院学报.2009,(第05期),第401-406页.刘会珍;茹忠亮;马国胜.纤维增强复合材料宏观力学参数均匀化有限元计算方法.河南城建学院学报.2018,(第04期),第84-90页.

10. 发明授权

CN116424552B 主动扭转桨叶振动控制方法、系统、设备及介质有权
公开(公告)号：CN116424552B
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202310602261.X
申请日：2023-05-26
申请人：北京航空航天大学
发明人：董雷霆 , 张泽玮 , 黄业增 , 李明净 , 李书
IPC分类号： B64C27/51 , B64C27/467 , G06F17/11 , G06F17/13 , G06F17/16
摘要：本发明公开一种主动扭转桨叶振动控制方法、系统、设备及介质，涉及直升机结构设计领域。本发明方法通过进行力电耦合作用下主动扭转桨叶的梁剖面特性分析，求得梁模型下的广义刚度矩阵；在广义刚度矩阵基础上构建考虑结构非线性响应的几何精确压电梁模型；所述几何精确压电梁模型包括梁结构的几何方程、本构方程、平衡方程和电路方程；采用几何精确压电梁模型计算桨毂载荷；基于驱动器输入电压与桨毂载荷输出间的关系，采用高阶谐波控制算法实现主动扭转桨叶振动的有效控制。

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