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[发明专利]一种耐高温声发射传感器及其应用的热防护系统-CN201911401974.X有效
发明人：肖登红;高勇;温在顶;邹蕊璐;仝宗凯;周小红;李乃田 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2019-12-31 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G01N29/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种耐高温声发射传感器及其应用的热防护系统，涉及材料损伤检测技术领域，旨在简化声发射传感器冷却系统结构，提高传感器耐受温度。所述声发射传感器包括具有第一封闭空腔的壳体以及设置在所述第一封闭空腔中的声发射传感模块(4)、转接模块(5)，所述第一封闭空腔中填充第一冷却介质(6)，所述第一冷却介质为金属锂。本发明可以将传感模块的工作环境温度控制在200℃以内，从而无需设置复杂的循环冷却系统，能够使传感器适用于800℃～1600℃的热防护系统声发射信号监测中，大大降低了传感器周围系统的结构复杂度。
一种耐高温声发传感器及其应用防护系统

[发明专利]基于平衡四叉树的自适应细分网格拓扑优化方法与系统-CN202211172469.4在审
发明人：刘易斯;肖登红;高勇;唐奇;仝宗凯;周小红;杨正玺;杨高原 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2022-09-26 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了基于平衡四叉树的自适应细分网格拓扑优化方法与系统。该方法的步骤包括建立稀疏网格模型并定义载荷与边界；建立存储单元和节点信息的数据结构；初始化设计变量，计算目标函数与约束函数，以及函数对设计变量的灵敏度；计算各单元的细分因子并判定是否大于阈值；对于大于细分因子的网格，使用递归方式将网格单元分解，并更新单元和节点数据结构；针对更新模型建立刚度矩阵、约束矩阵与计算矩阵，并更新设计变量；重复以上步骤，直到收敛。基于前述方法，构建相应模块，并组成系统。本发明的方法保证高计算效率的同时实现极高的边界精度，极大拓宽了自适应拓扑优化方法的使用范围。
基于平衡四叉树自适应细分网格拓扑优化方法系统

[发明专利]一种叶轮机械气动阻尼计算方法-CN201810584147.8有效
发明人：杨晓东;金亮;高勇;仝宗凯;林晔;唐奇 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2018-06-08 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明实施例公开的一种叶轮机械气动阻尼计算方法，涉及叶轮机械气动弹性稳定性分析技术，该方法对孤立叶片进行动模态分析，获得叶片的振型、频率特征；通过模态数据构造模态激振力，并将其写入瞬态结构动力学计算命令中，将非定常流场计算与该瞬态动力学计算通过叶片的运动耦合迭代计算，即可获得叶片在流场中响应；真空中求解该瞬态动力学方程，即可获得叶片在真空中的响应；通过对数基函数拟合监测点在真空以及流场中的位移响应包络线获得非气动阻尼和总阻尼，进而计算得到气动阻尼。
一种叶轮机械气动阻尼计算方法

[发明专利]用于航天器结构振动抑制的阻尼器-CN202010798433.1有效
发明人：肖登红;高勇;周小红;仝宗凯 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2020-08-11 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： F16F7/08 文献下载
摘要：本发明公开用于航天器结构振动抑制的阻尼器，包括阻尼器外圈(1)、阻尼器内圈(2)以及多个阻尼单胞(3)，阻尼单胞(3)沿环向均匀分布于阻尼器外圈(1)以及阻尼器内圈之间(2)，每个阻尼单胞(3)沿径向受力。本发明采用单胞结构沿环形整体布置，克服了首尾的边界盲区效应，实现360°周向吸能的效果。
用于航天器结构振动抑制阻尼

[发明专利]位移和声发射一体化传感装置-CN201810377826.8有效
发明人：高勇;肖登红;李乃田;孟繁超;叶全红;张苏;周小红;仝宗凯;魏域鹏 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2018-04-25 - 公布日： 2021-10-19 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种位移和声发射一体化传感装置，该位移和声发射一体化传感装置包括波导杆、空间定位模块、声发射传感器和位移传感器，波导杆的一端与被测物体相接触，空间定位模块的一端与波导杆的另一端连接，空间定位模块具有容纳腔，声发射传感器设置在波导杆的另一端且位于容纳腔内，空间定位模块通过容纳腔对声发射传感器进行定位和夹紧，声发射传感器用于检测由波导杆传递的被测物体所发出的声发射信号，位移传感器与空间定位模块的另一端连接，位移传感器用于检测被测物体所产生的位移。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中高温力热试验中所测结构的承载能力和性能测量精度差以及结构损伤状态监测与诊断能力差的技术问题。
位移和声发射一体化传感装置

[发明专利]斥力型磁力负刚度蜂窝结构-CN201911402037.6有效
发明人：肖登红;高勇;周小红;仝宗凯 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2019-12-31 - 公布日： 2021-06-18 - 主分类号： F16F7/00 文献下载
摘要：本发明提出一种斥力型磁力负刚度蜂窝结构，包括：上部结构和下部结构，所述上部结构和下部结构互为镜像，其磁体磁性互为反向布置，通过支架连接；上部结构由多个相互连接的单胞结构构成；所述单胞结构包括壁板、接头、第一传递杆、第二传递杆、第一弯曲梁、第二弯曲梁、永磁体板；壁板通过第一传递杆与第一弯曲梁连接；第一弯曲梁与第二弯曲梁互为镜像设置；接头设置在第一弯曲梁与第二弯曲梁的两端位置；第二传递杆设置在第一弯曲梁与第二弯曲梁的最短距离处；永磁体板设置在接头、第二传递杆的竖直中间位置的连接线上。本发明通过正负刚度的组合，得到高的静刚度和低的动刚度，可以扩大隔振区间，解决了静位移与隔振效果之间的矛盾。
斥力磁力刚度蜂窝结构

[发明专利]空间碎片防护结构-CN201811257133.1有效
发明人：肖登红;高勇;张苏;李小婷;周小红;仝宗凯 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2018-10-26 - 公布日： 2020-08-21 - 主分类号： B64G1/52 文献下载
摘要：本发明实施例提供一种空间碎片防护结构，该防护结构包括内支撑层，中间层和外防护层，其中，内支撑层用于固定所述中间层，内支撑层具有两端开口的空腔，用于容纳待防护件；中间层设置在内支撑层和外防护层之间，中间层至少由蜂窝结构组成，蜂窝结构周向设置在内支撑层外表面，中间层至少用于吸收空间碎片的能量；外防护层周向设置述中间层的外表面，外防护层的外表面还设置为光滑过渡面，外防护层用于将所述空间碎片进行破碎。本发明实施例提供的防护结构能够解决现有空间碎片防护结构所存在的大应力集中，无法全面对航天舱体进行防护且不能达到对于直径更大的碎片的防护要求的技术问题。
空间碎片防护结构

[发明专利]航天器复合材料紧固件连接强度的评价方法-CN201711268634.5有效
发明人：肖登红;周小红;高勇;李乃田;仝宗凯 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2017-12-05 - 公布日： 2020-07-21 - 主分类号： G01N29/14 文献下载
摘要：本发明涉及一种航天器复合材料紧固件连接强度的评价方法，涉及航天器结构损伤检测技术领域。本发明基于声发射技术的优势，提出了一种航天器复合材料紧固件连接强度的评价方法，信号来源于损伤本身，能用于实时监测整个物理动态变化过程，检测范围广，少量的声发射传感器便可满足大面积探测的需求，且其检测精度高，且使用的结构简单、布置方便，可以应用于航天器相关复合材料结构件的损伤监测和评价需求。
航天器复合材料紧固连接强度评价方法

[发明专利]基于主动风冷的耐高温声发射传感器-CN201911407424.9在审
发明人：肖登红;高勇;仝宗凯 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2019-12-31 - 公布日： 2020-05-12 - 主分类号： G01N29/14 文献下载
摘要：本发明提出一种基于主动风冷的耐高温声发射传感器，包括：主动冷却风扇、耐高温金属外壳、毛细孔介质、气凝胶、陶瓷转接模块、高温声发射传感器；所述耐高温金属外壳为长方体状腔体结构，所述主动冷却风扇设置在所述耐高温金属外壳的上端开口内；所述气凝胶设置在所述耐高温金属外壳的内部；所述高温声发射传感器设置在所述耐高温金属外壳的腔体下部；所述毛细孔介质填充在所述耐高温金属外壳的腔体内；所述陶瓷转接模块设置在所述耐高温金属外壳的下端开口内。本发明采用主动风冷却系统实现微小空间下的温度控制，能长时间探测高温环境下的损伤信号，本发明结构简单，使用方便，能够实现在高温条件下对航天结构损伤进行监测。
基于主动风冷耐高温声发传感器

[发明专利]一种适用于高温环境的声发射信号感知系统-CN201810660821.6在审
发明人：肖登红;高勇;仝宗凯;周小红;李乃田;孟繁超 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2018-06-25 - 公布日： 2019-08-23 - 主分类号： G01N29/14 文献下载
摘要：本发明实施例公开的一种适用于高温环境的声发射信号感知系统，涉及航天器结构高温环境下的损伤监测技术，能够解决严酷的气动热环境导致声发射信号感知测试困难的问题。该系统声发射传感器通过隔热垫片与被测结构紧密接触，用于前端收集声发射信号；冷却工装包裹在声发射传感器外部，且二者之间用玄武岩气凝胶填充，冷却工装一端通过第四水管与第一水泵连通，冷却工装另一端通过第二水管与第二水泵连通，第一水泵通过第一水管与储水箱连通，第二水泵通过第三水管与储水箱连通，形成一个水冷循环系统，引导管贯穿冷却工装，用于将耐高温导线与声发射传感器连接。
声发射信号工装水泵声发射传感器连通水管冷却高温环境感知系统储水箱玄武岩水冷循环系统航天器结构耐高温导线气动热环境感知测试隔热垫片损伤监测气凝胶引导管填充贯穿外部

[发明专利]一种自适应结构损伤声发射传感器夹具-CN201810660523.7在审
发明人：李乃田;肖登红;高勇;魏域鹏;叶全红;张苏;周小红;仝宗凯 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2018-06-25 - 公布日： 2019-08-23 - 主分类号： G01N29/22 文献下载
摘要：本发明实施例公开的一种自适应结构损伤声发射传感器夹具，涉及航天器结构损伤监测技术，由空间滤波球、声发射传感器、气囊、气管、锥形壳体组成。空间滤波球紧密排列在锥形壳体的底部，该阵列可以整体弯曲变形；声发射传感器与空间滤波球紧密贴合；气囊位于声发射传感器上部空间，通过气管可以导入外部的高压气体，从而将声发射传感器顶住；锥形壳体用于整个夹具的支撑。该夹具主要用于结构损伤探测。
声发射传感器夹具结构损伤空间滤波锥形壳体自适应气囊气管航天器结构高压气体紧密排列紧密贴合上部空间损伤监测整体弯曲变形探测顶住外部支撑

[发明专利]一种复合材料剪切强度包络线的获取方法-CN201810229392.7有效
发明人：费庆国;郭飞;高勇;仝宗凯;张培伟;李彦斌;王猛;于静巍 -专利权人：东南大学
申请日： 2018-03-20 - 公布日： 2019-01-29 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种复合材料剪切强度包络线的获取方法，包括如下步骤：完成复合材料沿不同方向的剪切强度试验，每一方向下各完成若干试验；根据不同方向下的剪切强度试验数据采用贝叶斯理论获取各方向下剪切强度概率分布函数；根据各方向下剪切强度概率分布函数计算得到各方向下高可靠度剪切强度和低可靠度剪切强度，对不同方向下复合材料的高可靠度剪切强度和低可靠度剪切强度分别进行多次样条曲线拟合得到高可靠度和低可靠度剪切强度曲线，复合材料剪切强度包络线即由高可靠度和低可靠度剪切强度曲线构成。本发明获取强度包络线的方法同时考虑了强度随着加载工况的变化规律以及强度的分布规律，仅需完成少量试验即可获得材料的强度分布。
复合材料高可靠度可靠度包络线概率分布函数剪切强度试验样条曲线拟合变化规律分布规律强度包络强度分布数据采用贝叶斯加载试验

[发明专利]一种临近空间飞行器热防护结构损伤定位方法-CN201711214193.0在审
发明人：肖登红;高勇;周小红;仝宗凯 -专利权人：北京机电工程研究所
申请日： 2017-11-28 - 公布日： 2018-06-08 - 主分类号： G01N29/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种声发射源定位方法，其中，包括：利用声发射传感器拾取断铅损伤声发射信号；在声发射信号中选取直达波；对声发射信号中的直达波进行时间域操作；对执行时间域操作之后的直达波进行频域操作；对执行频域操作之后的直达波进行位移域变换操作，将信号由频域映射到信号的波数域；对执行位移域变换操作之后的直达波的信号映射到位移空间；对映射到位移空间的信号提取峰峰幅值以及波包的长度，以得到峰峰幅值和波包的长度随相位漂移的变化规律；根据变化规律，判断是否当峰峰幅值达到最大值时，波包的长度最小；最终的时间轴维度上的平移数值为声发射源距离声发射传感器的长度，以确定声发射源的位置。
直达波声发射信号波包声发射传感器变化规律频域操作声发射源时间域域变换映射损伤临近空间飞行器声发射源定位热防护结构平移相位漂移信号提取信号映射波数域时间轴断铅频域拾取维度

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