长方体形气囊隔振器试验方法及垂向刚度特性研究

气囊隔振器具有恒定工作高度下通过改变充气压力调节刚度和承载能力,以满足不同设备隔振需求的特性。分析了该特性对其性能试验方法的影响,针对气囊隔振器载荷-变形曲线呈封闭迟滞状,提出了基于多项式拟合的静刚度计算方法,采用恒定载荷激振对气囊隔振器动态性能展开试验研究,并以某型带嵌入撑条的橡胶-帘布长方体形气囊隔振器为试样,进行了静、动态性能试验。试验结果表明,长方体形气囊隔振器额定载荷以及额定载荷作用下的静刚度、动刚度与囊内充气气压之间基本成线性关系。并且,不同充气压力下,气囊隔振器与相应额定承载质量组成的系统在垂直方向上固有频率差别很小。     

橡胶隔振器冲击特性的试验研究

应用落锤冲击机的试验方法,研究KBX-2000型橡胶隔振器在不同落锤高度下的冲击力随位移变化曲线,并且结合隔振器的静态试验数据,探寻隔振器冲击力随位移变化曲线与静态力随位移变化曲线之间的关系。通过对比分析试验结果发现,KBX-2000型隔振器在小变形情况下表现出等刚度特性,而在大变形情况下则呈现出渐硬的非线性。随着冲击输入的增加,大冲击载荷下的冲击力随位移变化曲线能较好地包络小冲击载荷下的冲击力随位移变化曲线。隔振器的冲击力随位移变化特性与静态力随位移变化特性可模拟为分段的多元函数,这对于抗冲击的设计项目中具有一定的参考意义。     

冲击荷载作用下花岗岩动力特性试验分析

利用SHPB试验设备,研究花岗岩在不同冲击气体压力下的压缩力学性能,讨论岩石类材料的应力-应变特性和破坏过程。结果表明,花岗岩的平均应变率与冲击气体压力有明显相关性,在不同冲击压力下,应变率时间历程曲线明显不同;岩石的应力-应变曲线可分成初始压密、稳定变形、非线性弹性与破坏4个阶段,且冲击气压存在一个使岩石破碎效果明显的合理值;其破坏形式大多以沿轴向的劈裂破坏为主,但在较高的冲击气压作用下,岩石则呈压碎破坏形式。     

根据灰铸铁吸收能量测定其断裂韧性

本买验把带有不同缺口深度的灰铸铁选作脆性材料，用却贝冲击试验机记录载荷一变形曲线来进行试验。断裂韧性Gc由断裂载荷来确定，也可由不同缺口的试样吸收的能量来确定。此外，对在各温度下灰铸铁的冲击断裂行为用各种不同的能量进行研究(在此情况下，冲击速度要相应变化）；同时，也研究了经不同热处理的基体微观组织对韧性的影响。     

三种管线钢的冲击性能分析

抵抗裂纹扩展能力是管线钢的重要性能之一。对三种管线钢进行了电子测力冲击试验，分析和比较了冲击载荷-变形曲线和各项指标，根据曲线判断了不同级别管线钢的抗裂纹扩展能力。     

装药落锤冲击实验载荷特性研究

在装药发射安全性试验中,只有落锤的冲击载荷与膛压曲线较为相近时,落锤冲击试验结果才有意义。落锤冲击载荷特性与多种因素有关,通过对各种因素的调整,使落锤冲击载荷与膛压曲线吻合是落锤法进行装药发射安全性试验的前提,也具有一定难度。采用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件对落锤冲击载荷作用下炸药装药内部压力的变化过程进行数值模拟,通过改变落锤的高度、落锤的质量以及炸药装药的高度,来研究炸药装药内部的动态响应特征(压力变化的过程)。模拟实验的结果表明:落锤的高度、落锤的质量以及炸药装药的高度对炸药装药内部压力都有影响;落锤的质量和炸药装药高度对压力脉冲作用时间宽度有影响,而落锤的高度对压力脉冲作用时间没影响。     

囊式空气弹簧隔振器的特性计算研究

提出了囊式空气弹簧隔振器的静、动态刚度特性的设计计算方法。在分析了以薄壳及气体状态方程为基础的计算模型后．针对解决囊内气体压力跟随问题的计算难点．设计了计算方法及步骤,并进行了总控制及分运算编程．对一研制的枕状形气囊隔振器进行了特性计算，分析了影响隔振器特性的几个重要因素,计算与试验结果有很好的一致性。该方法计算精度满足工程应用，实用性强，方便灵活。     

强冲击载荷下混凝土动态本构关系

利用一级轻气炮对混凝土靶板进行冲击压缩试验,测量出不同冲击速度下的压力-时间信号曲线。采用拉氏分析方法对实验数据进行分析,得到了流场中各力学量沿时-空的分布规律,从而得到混凝土材料应力-应变试验曲线。在试验研究及拉氏分析的基础上,分析混凝土材料在强冲击载荷下的动态本构特性。最后,结合损伤率型演化和粘弹性理论,建立了混凝土材料的损伤型粘弹性本构方程。数值拟合表明理论预示与试验吻合良好。     

冲击载荷下圆环压缩变形特性研究

基于Johnson-Cook材料模型,应用数值模拟的方法,研究了圆环件在冲击载荷作用下的压缩变形规律。得到了冲击载荷下的摩擦系数-变形特性曲线,由此研究了不同载荷幅值(加载速度)、不同应变率敏感系数下的圆环内径变化规律以及对临界摩擦系数的影响。结果表明:摩擦系数-变形特性曲线和准静态结果基本趋势一致但有较大的差异,其中惯性效应起主要作用,应变率效应则起着次要作用。另外,此过程存在着临界摩擦系数,而应变率效应和惯性效应对圆环的临界摩擦系数影响不大,因此,临界摩擦系数可以作为试件的内在属性,应用于圆环的冲击锻压工程。     

多方向冲击条件下隔振器冲击特性试验研究

作用在设备上的冲击载荷往往是多方向的,导致安装在设备上的隔振器同时产生不同方向的大变形。此时,隔振器的冲击特性与实验室单方向冲击条件下获得的试验结果会存在差异。多方向冲击对隔振器冲击特性的影响目前国内外相关研究很少,需要开展一些探索性的工作。为此,使用落锤式冲击机对BE120和EA120两型橡胶隔振器进行两个方向冲击载荷同时作用下的冲击试验研究。试验结果表明,隔振器的冲击刚度与其主轴方向的冲击刚度存在相关性。但由于目前试验样本太少,试验结论并不能代表所有类型隔振器的特性。     

Research on nonlinear torsional buckling and post-buckling of eccentrically stiffened functionally graded thin circular cylindrical shells

This paper is presented to solve the nonlinear buckling and post-buckling problem of functionally graded stiffened thin circular cylindrical shells only under torsion by the analytical approach. The shells are reinforced by rings and stringers attached to their inside and the material properties of shell and the stiffeners are assumed to be continuously graded in the thickness direction. Theoretical formulations based on the smeared stiffeners technique and the classical shell theory with the geometrical nonlinearity in von Karman sense are derived. Approximate three-term solution of deflection is chosen more correctly and the explicit expression to finding critical load and post-buckling torsional load–deflection curves are given. The effects of various parameters and the effectiveness of stiffeners on the stability of shell are shown.     

冷弯薄壁型钢梁-OSB板组合楼盖静力挠度及振动性能试验研究

对冷弯薄壁型钢梁-OSB板组合楼盖足尺模型进行改变边界条件的振动试验, 研究组合楼盖在四边支撑和梁端简支、四边支撑和梁端固结、两边支撑和梁端简支、两边支撑和梁端固结四种不同边界条件时静力荷载下的挠度及人沿平行和垂直楼盖梁方向行走、脚跟冲击、沙袋从空中落下、激励锤冲击不同动力荷载工况下的自振频率。研究表明:边界条件的变化会引起组合楼盖挠度和自振频率的变化, 可以通过改变边界条件来提高组合楼盖的振动性能;边界条件不同时组合楼盖在1kN集中荷载作用下跨中挠度均小于2mm, 在动力荷载作用下除个别情况外自振频率均高于15Hz, 建议组合楼盖在1kN集中荷载作用下跨中挠度限值设为2mm, 振动舒适度要求较高时自振频率限值设为15Hz。另外, 采用等效刚度法提出的理论公式能较好地预测不同边界条件时组合楼盖在静力荷载下的挠度及动力荷载下的自振频率。     

指感压力可控的脉象信号采集装置

通过压力可控的微型气泵和气囊模拟医者诊脉过程的手指指感压力,在不同压力状态下采集脉象信号.微型气泵产生的压力由电磁阀调节,脉象传感器被固定在附有气囊的腕带上,整套装置由DSP芯片控制.脉象信号被采集后,经过滤波放大处理,A/D转换,最终通过串口发送到上位机,实现了不同压力状态下脉象信号的采集和对比.通过对腕带的改进,使脉象传感器的采集压力可控且能连续变化,采集模式更加接近手指诊脉.     

冲击载荷下永磁式电涡流减振器设计及动态特性分析

为研究轮式车辆的电涡流减振器在行进间冲击载荷下的动态特性,结合电涡流理论设计了一种永磁式电涡流减振器,并基于等效磁路模型和麦克斯韦方程分析了其导体筒表面空气间隙处磁感应强度与阻尼力之间的关系;同时,利用有限元法对永磁式电涡流减振器的静、动态磁场分布进行了研究,并分析了不同结构参数对其阻尼特性的影响及不同运动速度下的示功特性曲线。通过建立1/4车辆悬架动力学模型和基于高斯滤波白噪声的随机路面激励模型,对车辆行进间冲击载荷下永磁式电涡流减振器的动态特性进行了分析。结果表明：永磁式电涡流减振器的磁场在动态条件下会发生退磁以及磁感线趋速聚集现象,各结构参数对其阻尼特性的影响较大;永磁式电涡流减振器的响应速度快,压缩、复原阻尼力恒定且平稳,可以高效、快速地消除轮式车辆越野时受到的路面激励和车载武器射击时的冲击载荷,能够有效抑制车体振动。研究结果对提高轮式车辆的越野机动性以及车载武器的射击精度具有重要意义。     

循环载荷下中空玻璃的承载特点

通过对不同结构的中空玻璃在循环载荷下的挠度和应力进行测量,分析了循环载荷下中空玻璃内、外片厚度比,空气层厚度对其承载性能的影响。实验结果表明:循环载荷下,空气层阻尼力增大,使外片玻璃承受更大比例的载荷,但内、外片玻璃刚度仍是决定其载荷分配的主要原因;循环载荷下,内、外片厚度相差越大,中空玻璃的等效厚度越大;空气层厚度对中空玻璃承载性能影响较小。进行中空玻璃生产时,应合理选择内、外片厚度及空气层厚度,以达到最佳的设计效果。     

爆炸冲击波作用下玻璃材料动态响应数值模拟研究

采用ANSYS/LS-DYNA对玻璃材料在爆炸冲击作用下的动态响应和破坏进行了数值模拟研究,并应用空气中爆炸冲击波经验公式进行了相应计算分析,对比结果表明,数值模拟结果和理论公式计算结果相差10%左右。分析了不同炸药药量作用下玻璃的破坏特征,分析结果表明:在炸药药量较小情况下玻璃碎而不破,炸药药量增加到一定程度时,玻璃在冲击波作用下迅速破碎,碎片具有较大的初始的动能。研究结果对玻璃的抗爆设计可提供一定的参考。     

Large deflections of a nonuniform cantilever beam with end rotational load

Large deflection analysis of a cantilever beam under a tip concentrated rotational load governed by a second order nonlinear differential equation is solved with a simple and accurate numerical scheme. The details of load deflection curves for a class of beams having variable cross-section are presented.     

柱形空气垫静态压缩几何模型研究

目的 研究柱形空气垫静态压缩缓冲性能,将理论几何压缩模型进行试验验证,证明可行性。 方法 根据柱形空气垫受压变形特征,推导出几何压缩模型理论公式,对不同宽度、不同充气压强的柱形空气垫进行静态压缩试验,用拓色法计算理论面积,将试验曲线与理论曲线进行对比。结果 随着压缩位移的增加,接触面积曲线的理论值与试验值呈线性关系,在宽度相同的情况下,充气压强的增大导致接触面积曲线的理论值与试验值吻合程度下降;相同宽度、不同压强的柱形空气垫载荷位移曲线很接近,显示出规格才是影响柱形空气垫缓冲性能的主要因素。结论 所提出的柱形空气垫静态压缩几何模型可行。     

考虑转速的舰船推进轴系抗冲击计算和分析

舰船推进轴系的抗冲击性能是舰船生命力的主要影响因素之一。为了分析推进轴系在转动状态下的抗冲击性能,将其视为一个低速的转子系统,采用有限元法建立推进轴系受横向冲击载荷的计算模型,并用Newmark法对模型进行数值求解。通过实例仿真计算,研究推进轴系冲击响应特征及转速的影响。计算结果表明,转轴的回转效应使其在垂直和水平方向的弯曲振动相互耦合,其影响等效为阻尼效应,与静态轴系冲击响应相比,当系统阻尼较小时,转速对大转动惯量部件附近位置的响应影响较大,不可忽略;但当系统阻尼较大时,转速的影响较小。轴系的最大冲击位移出现在距离较远的相邻两轴承间的轴中部;轴的弯曲变形能有效地吸收冲击能量,故螺旋桨的冲击加速度响应不大。     

无人机回收气囊减震性能有限元参数分析

目的伞降-气囊回收方式是目前无人机回收的主要方式,气囊能够在回收过程中很好地起到降低过载、限制反弹、保护设备的作用,研究气囊在回收过程中的回收特性对于加快无人机研制进度,提高无人机的回收质量具有重要意义。方法采用有限元模拟方法对无人机回收过程中气囊的减震特性进行研究,以单个气囊为研究对象,分析气囊充气后压力、气囊排气孔面积和气囊放气压力对气囊减震性能的影响,并对气囊参数进行优化。将优化过的气囊应用于某型高亚音速无人机,并对其减震特性进行验证。结果充气后压力、排气孔面积和放气压力等气囊参数无论过大还是过小都会影响减震性能,实际应用中必须根据实物具体情况,确定一组合理的气囊参数。某型高亚音速无人机采用双气囊减震方案,在进行气囊参数优化后,回收时其重心位置的加速度明显减小,飞机回弹速度及剩余速度也得到明显改善,满足了机体及机载设备对回收过载的要求。结论采用有限元对气囊的分析和优化方法对于气囊的设计具有较强的指导意义。