单双壳体潜艇冲击响应对比研究

探索单双壳体冲击环境差异对我国单双过渡型潜艇结构设计具有重要意义.采用均摊板厚的方法将某双壳体潜艇简化至对应的单壳体潜艇,利用有限元软件ABAQUS对潜艇在水下爆炸载荷作用下潜艇的冲击环境进行数值实验仿真,对加速度数据处理得到冲击谱表示的潜艇冲击环境,并将典型部位的冲击响应和沿艇长方向的响应结果分布进行对比研究.结果表明:双壳体的加速度响应值与冲击谱值同单壳体相比有相当程度的减小,双壳体潜艇的响应较单壳体潜艇的响应更具整体性.     

冲击响应谱控制系统仿真研究

该文用计算机仿真的方法，进行了用电动振动台实现模拟爆炸冲击环境的冲击响应谱控制方法研究。根据冲击试验规范合成时域波形，分量级转化为驱动信号输入到振动台系统。计算系统响应加速度及冲击响应谱，用波形幅值均衡法对冲击响应谱进行修正。实现冲击响应谱控制。     

典型舰船水下爆炸冲击环境仿真

利用冲击谱描述方法,对舰船在水下爆炸载荷作用下的冲击环境进行了数值模拟和分析. 利用MSC Dytran软件计算在爆炸载荷作用下舰船各测点的加速度,用加速度计算得到冲击谱,并总结出爆炸参数和冲击谱的关系. 通过分析表明冲击谱的谱值由船底外板到最上层甲板呈衰减的趋势;各测点加速度谱值随爆炸距离的增加近似呈指数衰减;各测点的加速度谱值随炸药量的增加近似呈抛物线增加.     

冲击环境下航天器电磁自锁阀锁闭特性研究

电磁自锁阀广泛应用于卫星、运载火箭、飞船等航天器中,在发动机点火、火工装置爆炸、星箭分离等强冲击环境下,可能发生锁闭失效,影响航天器的安全运行.本文针对冲击载荷作用下电磁自锁阀的锁闭可靠性问题,研究了自锁阀锁闭失效机理,建立了工装-自锁阀有限元模型,并通过模态试验验证模型的正确性.基于模态叠加理论,研究自锁阀的冲击响应特性,根据冲击响应结果和阀芯能量分析,判断阀芯锁闭状态.为了验证分析结果的准确性,使用摆锤式冲击台开展冲击试验,得到的阀芯锁闭状态与理论分析结果吻合良好,说明了分析方法的有效性.本文的研究可为电磁式自锁阀的抗冲击设计提供理论基础和技术支撑.     

一种宇航继电器冲击响应谱等效计算方法的研究

宇航继电器抗冲击性能试验是其力学可靠性评价的关键要素,研究和分析试验时域波形与冲击响应谱的等效算法,将有效提升器件实际应用过程冲击边界条件评估的准确程度,增强冲击环境下器件使用安全性.回溯了国内外公开的冲击响应谱计算方法的研究历史,概览了通用算法及应用效果.依据军用继电器冲击试验评价方法,建立规定时域曲线,在斜坡不变理论基础上,推导单自由度系统传递函数关系表达式,通过Matlab软件,建立起始频率与终止频率之间加速度峰值谱与时域函数之间的等效对应数值关系,并设计数字滤波器用于推算等效冲击响应谱.利用该算法实现了典型半正弦冲击条件的等效冲击响应谱计算,并与某器件冲击边界条件对比,可为后续继电器设计、生产及试验过程中冲击量级确定提供理论依据.     

冲击载荷作用下金属防护外壳的防爆仿真分析

为了降低和防止爆炸冲击波对目标的破坏,提高防爆抗冲击能力,使用多孔材料或轻质材料设计多层复合结构,已经成为当前国内外防爆安全研究的热点.有限元分析是模拟爆炸实验的重要手段.鉴于目前飞机黑匣子不能满足在爆炸冲击的极限工作环境下正常工作的要求,采用通用有限元软件ABAQUS作为结构非线性动力学仿真分析的工具,调用显式分析模块ABAQUS/Explicit进行了数值汁算,提出并论证了采用中间柔性材料缓冲层的复合防护结构,能够延缓爆炸载荷对黑匣子核心单元的冲击作用,保护黑匣子内部模块不受严重破坏,为飞机黑匣子保护外壳的设计提供了重要指导.     

水下爆炸冲击载荷作用下舵的动态特性

利用Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE)有限元方法求解爆炸冲击过程中的流固耦合问题:采用ALE算法描述流体和炸药模型,采用Lagrangain方法描述舵结构模型,不同介质间的界面采用接触罚函数耦合算法。应用有限元软件ANSYS/LS-DYNA仿真模拟舵遭受TNT炸药爆炸冲击作用的全过程,得到舵的应力云图、位移云图,典型位置压力时间历程,加速度时间曲线等冲击响应。计算结果表明:利用A L E方法可以预估舵在水下爆炸冲击载荷作用下的损伤情况,为舵的抗冲击设计提供依据。     

箱形梁结构船体水下非接触爆炸冲击环境分析

为研究箱形梁结构船体在水下非接触爆炸作用下的冲击环境,在船体中部范围内主要受力部位设置箱形梁,并与考虑箱形梁产生的质量变化而建立的等重船模进行对比,来描述箱形梁结构对冲击环境的影响.基于Abaqus中的声固耦合算法求解2种形式船体的冲击响应,以冲击谱为工具描述船体结构的冲击环境,并给出舱内甲板层的冲击环境分布.分析归纳箱形梁的作用机理,为相关舰船设备的舾装与船体优化设计提供参考.     

冲击谱试验装置仿真研究

该文从跌落式谐振板模拟装置设计原理出发，采用工程结构动态特性分析中常用的有限元方法对该装置的关键件谐振频板的固有频率进行了设计计算，同时对整个系统在冲头的真实冲击力作用下的动态响应使用振型迭加法进行了计算机仿真研究，研究结果表明：适当调整冲击力的大小，谐振板的固有频率以及板上、板下各类阻尼材料的阻尼特性，跌落式谐振板模拟装置可以较好地实现对航天器爆炸冲击环境的模拟，该文对现有同类装置的调试以及对利用同一设计原理进行了新装置的研制会有一定的指导作用。     

加速度传感器及其安装工艺对加速台车模拟试验测量结果的影响

为研究加速度传感器及其安装工艺对车辆加速台车模拟试验测量结果的影响,采用碰撞试验常用的压阻式和电容式加速度传感器对加速台车碰撞模拟试验进行了测试。在DIAdem和Matlab中计算了加速度传感器输出结果的偏差、相干函数、能量谱、冲击响应谱等参数,在时域和频域内分析了加速度传感器及其安装工艺对加速台车模拟试验测量结果的影响。     

用落锤冲击机测试磁电式冲击速度传感器的性能

介绍了用落锤式冲击机测试磁电式冲击速度传感器的测试系统组成、试验方法和数据处理方法。给出了试验结果。     

Simulation and characterization of dynamic contact in a MEMS passive vibration threshold sensor

A micro-machined passive vibration threshold sensor with a compliant stationary electrode has been designed, simulated and characterized. Bridge-type elastic beams as the compliant stationary electrode is adopted to improve the contact effect of the vibration threshold sensor and prolong its contact time. The dynamic contact between the two electrodes of the micro-machined vibration threshold sensor is simulated and analyzed by finite-element method (FEM). It’s indicated that a ‘skip contact’ phenomenon occurred during the switching on, which has been described and successfully explained in this paper. Deformations and stress distributions of the compliant electrode during contact under 55 g half-sine applied shock acceleration is also simulated. An all-metal cap that can undergo 6.08 × 10⁵ Pa has been designed and fabricated by UV-LIGA process for package of the vibration threshold sensor. A drop hammer test of the fabricated vibration threshold sensor has been done, which is in accordance with the FEM simulation of dynamic contact process. The measured response time of the threshold sensor is about 0.3 ms under 55 g applied acceleration and two contact times in the skip contact are 16 and 4 µs, respectively, which are in agreement with simulated results. The obtained natural frequency of the vibration threshold sensor by a vibration test is about 810 Hz in the first model, which also agrees with the model.     

基于DSP实现的一阶倒立摆控制

倒立摆是控制领域中典型的被控对象。本文通过智能控制算法实现倒立摆的起摆控制。当摆杆的角度进入稳定区域时,通过PID控制算法使摆杆稳定。整个控制过程由基于DSP(DigitalSignalProcessor)为核心的控制器来实现。经过实物检验,成功地实现了一级倒立摆的稳摆和起摆控制。     

煤焦炉捣固锤运行参数嵌入式自动测量装置

捣固机是捣固炼焦的核心设备,其锤体运行参数与煤墙质量紧密相关。传统的人工检测方法测量精度和效率都较低,无法满足现代高效生产的需求。针对此问题,提出一种新的捣固锤工作参数自动测量方法和测量装置。该装置以加速度传感器为主要元件嵌入捣固锤,实时测量锤体的加速度值,并通过计算机系统的数值运算获取捣固锤的速度、行程等运行参数。利用无线通信方式将所获参数传送至捣固机控制系统,从而实现捣固过程的实时自动监测。此外,为了解决嵌入式测量装置随锤体剧烈运动下的长期自主供电问题,设计了一种基于捣固锤直线运动的磁浮式震动自发电装置。现场测试表明,该装置能够满足捣固锤运动参数自动测量的实际工作需求。     

新型气液联合液压打桩锤的仿真研究

液压系统是液压打桩锤的核心部分,其性能直接影响液压打桩锤打桩的质量及打桩效率.为了建立系统主要插装阀及桩锤系统的数学模型,并运用AMESim建立了仿真模型,根据液压系统的工作原理运用AMESim对新型气液联合打桩锤的动态过程进行了仿真研究.结果表明系统的最大打击能,最大冲击力和频率等参数均符合设计要求,通过对插装阀启闭时的响应时间及锤头下降时间的比较,系统也可以实现一定条件下的急停.仿真结果对于新型气液联合液压打桩锤的研究和开发具有一定的指导意义.     

计算机仿真技术在物理教学中的应用浅探

利用计算机的仿真技术辅助物理教学,将是今后的一个发展趋势。作为一个典型实例,计算机仿真单摆实验不仅可以取代真实的单摆实验,而且在适用范围和测试效果上比真实实验更好。     

基于语义分割和空间上下文信息的防震锤识别

针对目前输电线路中防震锤部件识别精确率低,缺陷无法诊断,未充分利用其空间上下文信息的问题,提出结合DeepLabV3+语义分割网络与防震锤的空间上下文关系对其进行识别与缺陷诊断;利用图像分块和数据集预处理提高DeepLabV3+网络分割精度,将防震锤与其周围部件分割出来后,建立其空间上下文关系缩小防震锤的识别范围,提高其识别精确率;实验结果表明,图像分块与预处理能够将DeepLabV3+网络的分割精度提升到93.4%以上,DeepLabV3+网络可以有效的识别正常防震锤与缺陷防震锤,识别召回率可以达到87%以上,建立防震锤与周围部件的空间上下文关系能够提高其识别精确率到90%以上。     

The design of a simulated forcible entry test for fire fighters

This study investigated the physiological responses and performances for 20 fire fighters when completing simulated forcible entry tests. The purpose was to establish the validity of using a tire striking test and to examine the effects of varying the test parameters. The tests consisted of striking a reinforced structure and a weighted truck tire on a plywood covered table with either a 4.54 or a 5.60 kg sledge hammer. The results indicate that the simulated forcible entry tests are short in duration (range = 8.0-17.6 s), but are also physically demanding in terms of cardiovascular response (range = 86.5-97.2 for a percentage of heart rate reserve). The differences in striking a reinforced structure versus hitting a tire were insignificant according to most of the measures taken. The parameters for the simulated forcible entry test that were determined to be most appropriate were to move the tire 30 cm and use the 4.54 kg sledge hammer.     

基于尺度不变特征金字塔的输电线路缺陷检测

针对现有目标检测算法在高压电力复杂巡检场景下电力部件与巡检缺陷检测精度较低的问题,提出一种基于尺度不变特征金字塔的输电线路缺陷检测方法。将主流目标检测方法用于该场景,对比得出RepPoints v2网络模型的检测精度最高。针对RepPoints v2中FPN结构不能有效提取跨层次间语义信息及角点验证过程中忽略尺度归一化的问题,结合高效通道注意力模块（ECA）与尺度均衡金字塔卷积（SEPC）提出了一种尺度不变特征金字塔结构SI-FPN（scale-invariant feature pyramid networks）。其中ECA注意力模块对FPN的特征进行通道级别的增强,之后SEPC从FPN中提取尺度不变特征并对跨层次的金字塔特征进行融合。通过在自建的包含绝缘子、防震锤、悬垂线夹、绝缘子自爆、防震锤脱落与鸟巢六类对象的数据集上进行训练测试表明,该方法在RepPoints v2的基准上提升1.9个百分点,mAP达到96.3%,检测精度远超当前基准检测模型,且所设计的SI-FPN模块可作为一种独立的结构改善其他检测模型,具有一定的通用性。