水下爆炸冲击平台数值仿真设计研究

为研制水下爆炸冲击平台,初步设计平台隔振系统和两种船体结构,运用有限元分析软件ABAQUS,对安装隔振系统前后平台在爆炸载荷作用下的冲击响应进行计算分析,预估平台抗冲隔振效果。采用声固耦合方法,考虑空化效应和材料应变率的影响。仿真结果表明,在水下爆炸载荷作用下,采用加强的船体结构,平台船体底部的塑性变形显著减小,平台的垂向加速度峰值衰减率超过95%。经海上爆炸试验验证,数值仿真结果与试验值吻合良好,仿真设计方法合理。     

手机触摸屏抗跌落仿真分析

跌落试验是手机产品可靠性试验的一个重要测试项目,一般在产品开发后期进行.采用有限元仿真分析可以大大降低开发成本,缩短开发周期,提高产品开发速度.利用Abaqus对处于开发阶段的手机触摸屏抗跌落性能进行数值仿真分析,研究跌落过程中触摸屏的受力情况,为造型设计师和结构工程师提供相应的设计参考.     

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。     

基于Abaqus的手持式电动工具跌落仿真

通过适当的几何简化并充分考虑材料的相关特性,合理再现零件之间的装配关系,应用Abaqus模拟手持式电动工具跌落测试.结果表明:仿真分析结果与试验结果吻合,能够观测到整个跌落冲击过程和产品内部的冲击特性,帮助找到导致失效的根本原因.跌落仿真分析结果可以在样机出来之前消除一些设计缺陷,有效指导产品设计.     

航天器爆炸冲击环境模拟装置仿真研究

爆炸冲击环境对航天器具有较大的影响.摆锤式冲击试验台是模拟爆炸冲击环境的一种较好的手段.应用有限元理论,以显式有限元动力分析软件LS-DYNA和大型商用有限元软件ANSYS为工具对摆锤式冲击试验台进行仿真研究;得到了不同条件下的响应谱曲线,并进行了讨论研究,给出了响应板设计参数、试验台支撑条件和冲击脉冲对响应谱曲线的影响,模拟了满足几种典型冲击响应谱试验规范的响应谱曲线.得出了摆锤式冲击试验台可以较好的模拟爆炸冲击环境的结论.     

土壤碰撞问题的刚-散耦合动力学分析

本文以探测器着陆行星土壤为背景,对土壤碰撞问题进行刚-散耦合动力学建模与仿真分析研究.结合离散元方法和多体动力学方法,对半球壳装置土壤跌落问题进行耦合动力学仿真.通过与实验结果及有限元仿真结果对比,验证所采用离散元方法的有效性.分析了颗粒场中颗粒尺寸、恢复系数、静摩擦系数等参数,对碰撞中物体和颗粒场的碰撞加速度、碰撞持续时间、振动波形等动力学响应的影响.本研究将拓展对刚-散耦合动力学问题的理论认识,为探测器着陆系统的设计提供技术支持.     

产品损坏与消除次冲击的重要性

本文阐述了在跌落冲击试验时主冲击与次冲击的特点.计算了产品系统对整个单次冲击过程的响应,并分析了产品损坏的原因.当产品进行精密冲击试验时,消除次冲击是很有必要的.     

水下爆炸作用下轻型鱼雷冲击响应数值仿真

轻型鱼雷受水下爆炸作用的冲击响应对鱼雷设计具有重要意义;利用ABAQUS软件验证了材料动态失效对圆桶结构水下爆炸数值仿真的影响,并对美制MK44型鱼雷受深水炸弹攻击下的冲击响应进行仿真计算,给出了两种失效准则下的安全距离和破坏模式;结果表明,考虑材料动态失效时应使用水为主耦合面的公式进行计算,结构变形响应取决于加筋方式;研究可为可对轻型鱼雷的设计和考核提供参考。     

基于速度载荷法的板级电子封装跌落失效分析

在ABAQUS软件中,建立了板级TSOP(thin small outline package)封装跌落/冲击问题的三维有限元模型.采用速度载荷法,研究了PCB(printed circuit board)、芯片引脚等的动力学响应,分析了不同支撑条件对仿真结果的影响,并结合板级TSOP封装跌落破坏实验对TSOP封装芯片的焊点失效机理进行了研究.实验结果表明,芯片的惯性力和芯片安装部位PCB的弯曲变形对焊点应力都有较大影响,焊点应力峰值出现在冲击后2ms到3ms之间,这与PCB跌落变形过程中中心部位和碰撞面"二次碰撞"所产生的芯片安装部位弯曲变形密切相关,TSOP封装芯片引脚部位的瞬时拉应力和剪切应力是导致焊点失效的主要原因.     

基于Matlab及LS-DYNA的断裂导线冲击铁路棚洞仿真平台

为了实现断裂输电导线对拟建铁路棚洞的冲击仿真,论文基于Matlab与LS-DYNA软件开发了一种计算机仿真平台.该计算机仿真平台通过Matlab特定程序指令实现输电导线特征参数的修改,并将特征参数送入LS-DYNA求解器中进行参数化建模仿真,实现了Matlab与LS-DYNA之间的数据传递及两者的嵌套运行.最后以商合杭铁路淮盱线铁路段1000kV输电导线为例,分析了输电导线断裂对拟建棚洞的冲击作用,得到了输电导线对拟建棚洞冲击作用的时程曲线及碰撞过程中的等效应力分布云图,有效地指导了拟建铁路棚洞结构的设计.     

甲苯歧化装置紧急泄压工况的模拟研究

循环氢中断是甲苯歧化装置中十分严重的事故,通常设置有针对该工况的紧急泄压停车系统(ESD)。在保证装置在较短时间内完成泄压的同时,必须确保设备和催化剂的安全,因此确定一个适当的泄压速度尤为重要。紧急泄压是一种动态的过程,本文利用DYNSIM动态模拟软件,以180万吨/年甲苯歧化装置为研究对象,建立该装置氢气循环反应系统的动态模型,利用该模型研究了紧急泄压工况下泄压速度对装置操作参数的影响。通过调整动态模型中控制阀的开度,实现对不同泄压速度的模拟,考察了泄压速度与泄压时间和反应进出料换热器温降速率的关系,验证了反应器压差的变化趋势。模拟结果显示,泄压速度与泄压时间成反比关系、与反应进出料换热器的温降速率成正比关系,紧急泄压工况反应器压差会大幅度下降。在此基础上得出了较优的泄放流量,可用于泄压限流孔板的设计,保证反应系统的安全运行。     

直流调速系统的LQSF*设计

改善调速系统的动态速降问题,早已引起设计和应用部门的重视,本文是从工程应用观点出发,用状态空间方法中的二次型线性最优调节器技术改进直流调速系统的新尝试,同时对系统的控制结构的合理性作了讨论。文中除了介绍基本型和无静差型LQSF调速系统外,作者还提出了一种新的无静差-低动态速降型LQSF调速系统控制结构。经过分析、计算机仿真和部分物理实验,证实这种新型调速系统无论在响应速度上,还是稳定裕量上都比目前通用的西门子方案“双环”调速系统优越,动态速降有大幅度的改进,且和稳定性的矛盾不大,同时噪声的影响也不大,很有工业推广价值。     

高铁车厢内部紧急情况下人员疏散仿真研究

在引入元胞自动机理论的基础上,模拟分析了紧急情况下人员生理及心理的不同对疏散过程的影响,通过人员动态调整自身行为,并引入人员竞争力,对人员疏散过程建立模型。在疏散过程中,根据存在着一定程度的外部干扰因素,提出疏散干扰度概念。计算机仿真的结果表明,考虑人员竞争力,以及出口疏散干扰的问题,可以更加真实地模拟人员紧急疏散过程和疏散状况。     

可脱落式前副车架结构仿真与试验

为应对日趋严格的被动安全法规和标准以及当前流行的短前悬设计带来的整车前碰空间不足的问题,提出可脱落式副车架设计方案。首次引入三阶等效波设计方法,基于某车型Euro NCAP前部偏置碰撞仿真结果提取前副车架连接点位置的载荷特征曲线,规划可脱落式副车架的失效时域;设计前副车架脱落方式及其零部件试验方案,采用CrachFEM失效模型对试验方案进行仿真,对比5轮试验与仿真结果发现：CrachFEM失效模型仿真与冲击试验中前副车架的拉脱失效力峰值的误差最大值为4.31%。 将优选脱落结构设计方案应用于该车型Euro NCAP前部偏置碰撞仿真计算,前副车架在规划时域内脱落,第三阶等效加速度a3降低11.83%,整车位移增大20 mm,整车归零时刻延长1.1 ms,因此该方案可有效改善该车型的前部高速耐碰撞性能。     

商业软件Gambit和Fluent在化工中的应用

用商业软件Gambit和Fluent对填料塔中的双切环流气体分布器的流场分布和人口阻力进行了研究和分析,模拟结果与前人的实验符合较好。同时说明利用Gambit和Fluent可以对化工中的一些操作单元进行模拟,以进一步指导科学研究和工程设计。     

航空发动机传感器故障诊断设计与验证综合仿真平台

针对航空发动机传感器故障诊断算法无法快速和高效地完成硬件在回路仿真问题;提出了基于虚拟仪器语言与快速原型化技术的航空发动机传感器故障诊断硬件在回路仿真方法,并研制了基于该方法的硬件在回路实时仿真平台;经过实验验证后,该平台不仅为发动机传感器故障诊断方法提供了实时仿真平台,同时为扩展本平台使之成为完全的半物理仿真平台奠定了基础,有一定的工程实用价值。     

碳纤维层合板冲击吸能有限元模拟

为预测复合材料结构的冲击吸能效果,用三维有限元法模拟金属圆柱体冲击碳纤维层合板的过程．层合板被简化为三维正交各向异性材料板;采用Abaqus提供的vumat等扩展编程接口,用FORTRAN编写程序表征材料的弹性、强度和累积失效,实现动态破坏过程仿真;计算结果与冲击试验结果具有可比性．Abaqus的显式分析方法结合编程接口可用于层合板的冲击吸能仿真,结果的准确性取决于用户建立的材料模型．对不同速度、质量和直径的金属圆柱体的冲击进行计算,结果表明在穿透情况下,随着圆柱体速度的增加,圆柱体的动能衰减增多,而系统动能的减少相对稳定,因此后者更适合于临界速度的计算．     

Optimal design of adaptive structures Part II. Adaptation to impact loads

This paper is a continuation of the article entitled “Remodeling for Impact Reception.” It presents a generalization of the previously discussed concept on optimal remodeling of elasto-plastic structures exposed to impact load, where remodeling process is simulated via virtual distortion method (VDM). The resultant stiffest structure determined in the first part of this paper determines the initial configuration to design the optimal adaptive structure. It is assumed that considered structure can be equipped with so-called structural fuses with plastic-like behavior and controllable yield stress levels. Such an adaptive structure can still be optimized by the proper selection of locations for structural fuses and by the proper tuning of yield stress levels to the identified impact load. Maximization of the impact energy dissipation as the objective function allows significant reduction of residual vibrations after a few milliseconds. VDM-based algorithms for fast, complex reanalysis of dynamically loaded elasto-plastic structures and their sensitivity analysis are the key tools for the above-mentioned optimization procedures.     

基于SDRA的移动车辆载荷作用下桥梁动力响应分析

为直观反映结构振动时的响应状态,开发出具有较好人机交互界面的结构动力响应分析有限元计算程序系统SDRA,实现FORTRAN数值计算功能与VB的界面设计和图形开发功能的无缝链接.车辆在桥梁上行驶时,SDRA可实时监测桥梁动力响应的全过程并将计算结果以字符和动画的方式显示在VB界面上.对于变速行驶在桥面上的车辆出现紧急刹车...