水下爆炸中铝圆柱壳的载荷分析

显式瞬态动力学软件（MSC/DYTRAN）已经被使用在水下爆炸分析中,最新发布的该软件版本中,一种新的ALE流体-结构耦合技术已经在多材料欧拉解法中引入,为了显示这种新型相互作用技术在水下爆炸分析中的功能,进行了包括水下爆炸铝圆柱壳受载的试验,结果表明,试验和分析结果吻合的很好,采用新型ALE时,CPU的时间效率提高了2倍。     

圆柱壳体结构在侧向爆炸冲击波载荷下的塑性破坏

在相关理论和假设的基础上,给出了自由状态下阶梯形质量分布金属圆柱壳体在侧向非对称脉冲载荷下的变形和运动方程,针对矩形脉冲载荷得出塑性响应解及临界断裂破坏判据,理论预测与实验结果吻合较好。     

截锥壳在强脉冲载荷作用下的动响应分析

研究了截锥壳受到迎风面呈余弦分布的强脉冲载荷作用时产生的瞬态响应.为此首先建立有限元模型,进行模态分析,用模态试验结果验证模型的正确性.接着对这一模型,加上余弦分布强脉冲载荷,用MSC/NASTRAN大型程序完成动响应计算,与化爆加载试验测量结果比较,观察上述计算结果的有效性.     

自由梁结构在局部脉冲载荷作用下的塑性破坏

应用相关理论和假设,建立了类似某些空间飞行器结构的、质量分布呈阶梯形自由梁的,且在侧向局部脉中载荷作用下的刚塑性动力模型。给出了塑性临界变菜载荷及最终塑性变形的形式,并对不同质量分布小尺寸梁冲击破坏试验。理论所得最终塑性变形与试验结果符合较好。     

响应面法在圆柱壳体结构优化设计中的应用

以爆炸过程使金属圆柱壳体结构内层分离时所需炸药量最小为目标,其某些尺寸为设计变量,外层结构上最大值为约束,对圆柱壳体结构进行优化.利用有限元显式程序模拟圆柱壳体的高度非线性爆炸行为.采用中心对称试验方法选取样本点,运用响应面法建立优化模型.利用Matlab中QUADPROG优化模块得到该响应面的最优解.上述优化过程不断重复,直到圆柱壳体结构最优的一组几何尺寸得到为止.研究结果表明响应面法应用于在侧向爆炸冲击作用分离的圆柱壳体结构优化问题上是可行的,具有提高计算效率、缩短设计周期等优点.     

时变弹性梁横向响应载荷识别

利用小波分析在时频两域都具有表征信号局部特征的特点,对时变弹性梁实际测量加速度数据进行了小波分解,然后从结构动力学理论出发提出了一种评估时变弹性梁截面弯矩的方法,结合时变弹性梁实际测量加速度数据对弹性梁主要截面弯矩进行了评估,给出了评估结果,并与试验结果进行了比较.文中的方法对自由-自由运行的弹性梁截面横向载荷的评估及设计具有重要的参考意义.     

摇摆载荷下发动机翼柱型装药结构完整性分析

以发动机翼柱型装药为研究对象,分析了发动机装药在摇摆载荷作用下所受的横摇和纵摇力矩,并利用有限元分析法计算了巡航期内发动机装药在摇摆载荷作用下的应力和应变变化情况,通过不同路经下的应力应变分析得出最大应力点以及危险部位,应用药柱破坏判据对发动机装药可靠性进行了判断,得出:在巡航期内摇摆载荷作用下发动机装药结构不会发生破坏。     

潜射火箭出水过程横向响应载荷研究

从分析潜射火箭出水过程空泡溃灭对火箭形成的载荷特征出发,结合潜射火箭出水过程中的频率特性变化现象,运用改进的弹性载荷计算方法,对潜射火箭出水过程的横向响应载荷进行了研究,为类似问题提供了一种载荷计算的工程方法,具有一定的工程实用价值.     

地雷爆炸载荷下防爆复合结构的动态响应研究

在现代城市巷战及未来战争中，地雷和简易爆炸装置(IEDs)将对装甲车辆构成严重威胁.传统的车辆底部防爆结构设计需要进行大量试验，成本高昂且准备周期长，因此防爆结构抗地雷仿真计算成为目前研究的重点.本文建立了三种防爆复合结构的有限元模型，通过LS-DYNA软件的ALE方法模拟地雷爆炸载荷作用下不同结构参数设置的防爆复合结构的动态响应，获得后效板中心点变形的位移-时间曲线.开展了防爆复合结构台架试验，测量后效板中心点的变形量并与有限元仿真结果进行对比，结果表明，后效板中心点最大塑性变形的仿真结果与试验结果误差均小于20%,可以通过有限元仿真进一步预测地雷爆炸载荷作用下后效板的塑性变形，提高防爆结构设计的工作效率.     

大挠度高阶剪切理论下复合材料圆柱壳的屈曲

考虑到了横向剪切的作用,通过应用最小势能原理和能量变分方法建立 了复合材料圆柱壳的稳定性控制方程。大挠度高阶剪切理论下复合材料圆柱壳稳定性方程的一组非线性高阶常系数偏微分方程,包含了4个独立的函数,它们分别为横向挠度w和参考曲面的法线转角φx,φy,以及应力函数F。在位移场的表达式中,将轴向和周向位移对z进行泰勒展开,并且保留了前4项,在使得横向剪力满足在上下表面为零的条件下,选用了同一阶剪切理论相同的参数,即引入了参考曲面的法线转角φx,φy,避免了引入横向剪力修正系数。此方法地于夹层复合材料板壳和各向同性板壳同样适用。采用前屈曲薄膜假设,假设屈曲位移函数w,φx,φy,通过求解广州特征值来使得系数矩阵的行列式的值为零,得到的最小的广义特征值就是屈曲载荷。文中通过数值计算确定了位称项的合适的数目,并且将屈曲载荷计算值与实验值做了对比。     

爆炸冲击荷载下球形防爆波井结构动力响应分析

在国防工程中,球形防爆波井等结构需要承受外部爆炸冲击荷载。基于对球形防爆波井结构模型合理地简化．分析了其在外部爆炸冲击荷载下的动力响应,给出了动力响应时的位移和应力分布函数。     

水下爆炸冲击波作用下小型多舱圆柱壳的塑性响应

运用数值计算与水下爆炸试验相结合的方法研究了水下爆炸冲击波作用下小型圆柱壳的塑性响应。通过引入金属材料的Johnson-Cook(J-C)强度模型,应用国际通用软件ABAQUS的声固耦合算法分析计算了小型圆柱壳在水下爆炸冲击波作用下的塑性变形,并进行了试验验证。     

飞行器火工装置的冲击隔离结构方案实验研究

飞行器由于采用了××炸药索作为级间分离及壁板减重的火工装置，当火工品引炸时，对周围的仪器支架和脱拔插头产生高达３００００ｇ的冲击加速度。为保护仪器支架和脱拔插头，本文，总结了多种隔冲击结构方案的试验结果，选出了一种最佳方案，即二级硅橡胶缓冲器与阻尼复合结构的结合形式。该方案可使冲击加速度衰减至１６０ｇ以下。测的是周向过载。４结语粘弹阻尼复合结构用于高频响、高过载的冲击衰减系统尚是一种新的尝试。由于本课题所设计的缓冲支架采用了多级隔冲方式，冲击载荷传递的环节多，而且是三维冲击响应，载荷的波形复杂，不确定因素多，无法采用理论分析的方法进行研究。虽然如此，缓冲器的隔冲特性以及粘弹阻尼复合结构的减振性能还是可以估算的。这方面的理论问题有待于进一步研究。从试验角度而言，本次试验已解决了飞行器的仪器盒及脱拔插头的隔冲击振动问题，证明所设计的隔冲击支架满足使用要求。通过对不同支承界面联接方式的研究，选出了较佳的支承结构形式，即文中的标准状态。该结构形式隔冲击性能好，衰减倍数大，安装和更换方便，防热性能好。试验数据表明，仪器架的衰减倍数大于４００倍，脱拔插头支架大于２９０倍；在最大过载约３００００ｇ，最大响应频率约２２．４     

管壳封装结构温循载荷下的失效机理研究

针对两种电子封装结构在温循试验中出现的引脚断裂现象,建立管壳-引脚-PCB板局部区域的有限元模型并进行热力耦合分析.研究结果表明,两种管壳失效最根本的原因是结构各部件线膨胀能力不同产生了不协调变形,导致结构局部的高应力应变响应,但二者破坏机理却不尽相同:一种失效模式属于陶瓷材料由于应力集中效应导致的脆性断裂;另一种失效模式主要由于锡铅焊料在温循载荷下产生较大的非弹性应变而产生的断裂失效.有限元仿真结果与试验现象吻合较好.     

高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器动力学特性研究

为探究筒型电磁阻尼器在高冲击环境下的制动效果,开展了高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器的动力学特性研究。基于ANSYS Maxwell电磁学有限元软件建立筒型电磁阻尼器二维数值仿真模型;通过对数值模型进行计算,获得筒型电磁阻尼器在冲击载荷作用下的阻尼输出特性和动力学特性,研究分析了内筒和外筒电磁阻尼力的分布特点;重点探究了导磁筒厚度、导电筒厚度、气隙宽度以及磁靴厚度等参数对动力学特性的影响。研究结果表明:双筒型电磁阻尼器的阻尼力主要由内外导电筒提供,外导电筒占据主导部分;内外导磁筒厚度在一定范围内不会对阻尼力产生影响。