含能材料在冲击载荷下动态响应的有限元分析及热点形成…

围绕炸药装药的热点／起爆机制，在Ｐｅｒｚｙｎａ弹粘塑性本构模型的基础上，作了适当的补充和修正，在流动参数γ中计入温度和压力的影响，并考虑到固体炸药的热软化效应，将弹性模量也视为温度的函数，对稳态温度场中受冲击载荷作用的炸药药柱进行了弹粘塑性分析。动态有限元计算结果表明，计算曲线和实验曲线有很好的近似。本文所采用的本构模型和计算方法对于含能材料在冲击载荷下动态响应的有限元分析以及炸药装药中热点形成机     

导弹等效密度有限元模型的模态分析

分析包含很多非结构质量的细长体导弹的结构动力特性,需要简化的分析模型。针对以往方法0维点单元和3维实体单元等效非结构质量中存在的问题,提出等效密度法,即根据密度和刚度等效的原则,将非结构质量等效均布到壳体单元,修改壳体材料密度以保证其质量不变。应用3种方法分别建立了导弹有限元模型,并进行了导弹模态试验,将3种方法得到的模态频率与试验值比较,等效密度法建立的模型更为合理,应用简便。     

软化材料的弹塑性有限元分析

给出了软化材料弹塑性有限元分析的基本算法：选用显式Euler法作为本构积分方案;在结构未达到极限荷载前采用初应力法配合Thomas加速方案作为平衡迭代方法;而当结构接近极限荷载时,程序转换为弧长法控制迭代,使结构越过极值点进入软化区直至破坏。最后,讨论了该领域面临的重要问题——由于材料软化而导致的应变局部化现象及其有限元模拟。     

尾流中多气泡模型及有限元分析

舰船尾流的声学特性主要由分布其中的气泡声学特性决定。分析尾流中气泡的分布,根据气泡的数密度及半径分布,建立了尾流中双气泡的结构模型,并在此基础上,利用有限元方法和分析软件建立了尾流中多气泡的有限元模型,分析模型在周期变化载荷作用下的压力分布和结点位移变化,模拟气泡在尾流中的环境,引入点声源主动入射下的声场分析,模拟尾流在实验室条件下的主动声特性,从而综合得到舰船尾流的主动声特性。     

空投缓冲气囊有限元模型修正方法

为了提高空投缓冲气囊有限元模拟的准确性,需要对气囊有限元模型进行修正。建立了载荷-气囊系统有限元模型,通过模型参数对气囊缓冲特性的灵敏程度分析,选择气囊与地面之间的摩擦系数和气囊排气口流量系数作为待修正参数,建立了摩擦系数、流量系数与冲击响应的响应面模型,对该响应面模型采用遗传算法进行迭代修正,求解出待修正参数的最优解。通过修正前后仿真结果与试验结果的对比验证了模型修正的有效性。     

毫米波隐身材料主要参数的计算及误差分析

针对涂层隐身问题,本文提出利用被动毫米波辐射计技术来研究装甲目标隐身涂层的辐射特征,并给出对毫米波隐身材料主要参数发射率与反射率的计算公式,最后进行了误差分析.该方法拓展了辐射计技术的应用,对隐身材料的研究具有重要意义.     

基于频响函数灵敏度分析的鱼雷模型有限元模型修正

引入试验和有限元模型的频响函数形状和幅值相关系数,推导了频响函数相关系数的灵敏度分析方程,建立了鱼雷模型的结构有限元模型,利用少量试验数据,对初始有限元模型的壳体厚度、弹性模量等参数进行修正,修正后的频响函数相关系数明显提高。鱼雷模型的模态试验结果表明,有限元模型修正后的固有频率计算与试验结果的相对误差小于1.5%,为鱼雷模型振动传递、水下声辐射预报的准确性奠定了基础。     

基于有限元仿真的土壤压力沉陷模型建立与分析

针对土壤本构模型的多样性,利用有限元计算方法,对土壤压力沉陷进行建模与分析。根据有限元计算 方法在分析土壤力学中的应用,通过对不同土壤力学参数下得到的压力沉陷结果进行拟合,得出土壤压力沉陷特性 曲线,分析了土壤参数弹性模量、泊松比、内摩擦角和黏聚力对双指数模型参数的影响,给出了一种土壤压力沉陷 双指数模型。试验结果表明,采用双指数模型对湿黏土压力沉陷关系进行拟合是可行的。该方法对研究土壤压力沉 陷模型建立与分析具有参考价值。     

身管内膛参数化模型及其磨损有限元模型的生成方法

为了精确地建立磨损内膛有限元模型,提出分片拼接法,建立身管内膛的参数化实体模型;提出节点偏移法,构建磨损程度不同的内膛有限元模型;通过搭建磨损内膛的弹炮耦合模型,并计及磨损内膛体积增大量,采用热固耦合有限元法分析了火炮内弹道膛压和弹丸初速的退化过程。通过对比仿真结果和实验数据,验证了上述建模方法的正确性。该研究不仅对身管的设计和分析具有参考意义,也可以为火炮内弹道的性能退化提供评估方法。     

某层合板吊篮结构的有限元分析

为研究某车载炮层合板吊篮结构典型工况下的结构强度问题,运用Ansys Composite Prep-Post 软件对其 进行铺层并建立有限元仿真模型。采用瞬态动力学分析,尝试使用梁单元建模法来代替传统接触问题的求解方法, 炮塔按某较大加速度转动一定角度急停,得到吊篮应力分布和变形角度云图,并与实验数据进行比较。结果表明： 该方法对非线性接触问题的符合材料结构变形分析十分有效,对其他类似复合材料结构的有限元分析有着参考作用。     

基于有限元的锁紧螺母动态响应分析

以某液力机械行星变速结构涡轮轴紧固机构为研究对象,开展基于有限元的扭转振动激励对于紧固件预紧力和内部接触力变化规律的研究.通过建立有限元模型,分析在不同预紧力作用下螺母的轴向位移幅值变化规律和垫片止动舌与螺母、垫片内止动舌与螺纹轴的接触力的变化规律.由仿真结果可知:预紧力越小,螺母的轴向位移幅值在输入轴的扭转激励作用下逐渐增大的趋势越快,紧固件松动的趋势也越快.垫片止动舌与螺母、垫片内止动舌与螺纹轴的接触力出现周期性变化,随着紧固件的松动,其接触力幅值逐渐增大,止动舌受到疲劳断裂的机率增大.     

冲击载荷工况下履带车辆托带轮力学分析

在履带车辆托带轮受力分析的基础上,用有限元软件ANSYS建立了履带车辆托带轮的三重非线性有限元模型;以某型车托带轮为例,计算并绘制出轮缘、轮盘的载荷与变形曲线.同时建立了此托带轮3种有限元模型,并把该3种模型的应力及变形计算结果进行比较,找出了既满足精度要求又使计算时间最短的计算模型.     

轻武器用工程塑料热老化试验与寿命预测

针对轻武器用工程塑料随着武器的不断使用带来的性能降低,进行寿命预测来完善靶场的试验鉴定技术。运用多项式拟合曲线方法对轻武器用工程塑料在贮存期内进行寿命预测,考核轻武器用工程塑料的贮存寿命期限。     

装药弹动态应力有限元分析

为研究装药弹输弹过程安全性,采用ANSYS软件进行了动态应力分析。在有限元数值模拟中,一种是按实弹进行;另一种将弹体进行了合理简化,简化后可减少计算量的1/3,且结果相差不多。应力集中主要出现在弹壳部分,最大值为0.00117 MPa,与药柱屈服极限8.67 MPa相差甚远;所产生的变形的最大值为6.05×10-9m,非常微小,可以恢复。在有限元计算中采用保守的约束条件,实际输弹过程比以上值小,安全性得到保证。     

装配式钢桁桥动力特性的有限元分析与试验

固有频率和振型是反映结构动力特性的重要模态参数,其对于结构优化设计、结构动力学分析及使用状态的评估均具有重要意义。基于有限元软件ANSYS建立了某型装配式钢桁桥的三维空间有限元分析模型,并采用子空间法对其进行了模态分析,得出了相应的模态参数和振型。为验证数值计算结果,基于环境激励的谱分析方法对该桥进行了实装模态测试与分析。比较表明,有限元分析结果和实装测试结果吻合较好,验证了本文计算方法的可信性。在此基础上,结合有限元分析和实装测试结果,对该桥的自振特性进行了分析,为该类桥的动力特性分析提供了参考。     

推进剂三点弯曲实验的有限元分析

参考金属材料J积分的测试方法,测定了某型固体火箭发动机装药的断裂韧性.采用有限元的方法,分析了三点弯曲实验,得出了断裂韧性J_((?)C)的数值分析结果并对两者进行了比较.     

高密度钨合金的表面滲碳处理研究

采用固体渗碳的方法对高密度钨合金进行了表面渗碳处理，通过显微观测、能谱分析、X射线检测等分析手段对渗层进行了检测。结果表明试样在固体渗碳剂中经过950℃保温5 h的渗碳处理，可以获得两层渗层组织。其中表层为170～200 μm深的W2C渗层，其显微硬度值由HV388提高到HV525，表明钨合金的表面渗碳可以有效地提高其表面硬度。次表层的显微组织表明该层中W颗粒没有明显的变化，碳化物主要存在于粘结相中。     

基于有限元分析的螺纹连接强度设计技术研究

通过对螺纹连接强度的研究,确定适用于航空航天等对轻量化具有较高要求领域的螺纹连接优化强度设计方法。采用有限元分析方法对螺纹牙的强度校核进行了仿真分析,通过提取螺纹牙的接触力获得了螺纹连接的承载力分布规律,为传统螺纹强度计算中的旋合圈数提供了新的解决途径。