设备冲击极限载荷及分析实例

船用设备抗冲击能力用冲击极限载荷来衡量,可应用于设备以及隔振系统的选型和设计,是船舶抗冲击研究的重要内容之一。设备冲击极限载荷是设备本身的固有特性,利用冲击输入的加速度或冲击谱来表征。船用柴油机的冲击失效判别准则有应力超限、应变超限、位移超限、连接结构失效等。TBD234V6柴油机冲击响应仿真分析表明在BV043/1985规定的冲击载荷下,停机状态时应力指标超限,零部件之间变形指标达到1～2 mm,需要在装配零部件时保证不会引起干涉,曲轴变形指标表明油膜被破坏,因此,该型柴油机必须加装隔冲装置。机脚螺纹连接冲击响应线性计算表明,螺纹连接产生分离。     

关于螺栓联接计算中的载荷系数

为了根据经典的弹簧模型进行螺栓联接的最优计算，还需要精确地知道载荷系数n。作者在数值和实验的研究中，借助于光学的变形分析，查明了主要参数对螺栓联接的传力特性的影响，并用一个模型说明之。该模型以观察联接的夹紧区域为依据。因而在螺栓联接的计算中具有极重要的价值。     

BE型橡胶隔振器冲击极限载荷研究

采用试验方法对BE型橡胶隔振器的冲击极限进行探索,获得隔振元件的冲击极限及极限载荷下的破坏模式。通过有限元软件ABAQUS,采用Marlow模型模拟橡胶材料,对BE型橡胶隔振器的抗冲性能进行数值模拟,无论极限载荷还是隔振元件的破坏模式,数值结果均与试验结果吻合较好,表明该数值方法能有效模拟隔振器的抗冲性能,是研究橡胶隔振器冲击极限载荷的一种有效手段。     

一种基于二次曲线拟合的冲击峰值计算方法

针对半正弦冲击波形峰值的计算,提出了二次曲线拟合算法。通过截取部分峰值波形拟合计算获得峰值,有简捷、收敛的特点,并可通过拟合残差有效值判定拟合效果的优劣。该方法直接使用原始数据计算,无须滤波,可获得更加客观准确的结果。通过校准实验波形计算并与以往方法比较,验证了该方法的有效性和可行性。     

瓦楞纸板屁曲临界载荷的一种等效计算方法

为了方便确定屈曲临界载荷,对瓦楞纸板进行合理简化,建立了两种瓦楞纸板的简化模型,并使它们在计算屈曲临界载荷分析方面等效。在有限元分析中,各向同性板模型与正交各向异性板模型相比,减少了建模所需的参数,并可以达到用各向同性板取代瓦楞纸板进行屈曲分析的目的。通过理论计算和有限元分析,结果表明两种简化模型在屈曲临界载荷的分析方面基本等效,误差在5%以内。     

GS2型钢丝绳隔振器极限冲击载荷研究

采用试验方法对GS2型钢丝绳隔振器的极限冲击载荷进行探索,隔振器发生较大永久变形时隔振器达到冲击极限。此外,基于通用有限元软件ABAQUS对GS2型钢丝绳隔振器的抗冲性能进行数值模拟,并与试验结果进行比较,取得较好的效果,这为类似钢丝绳隔振器的抗冲动态特性研究提供了一种简单、合理的工程设计借鉴。     

冲击荷载下级间螺栓法兰连接结构失效实验与数值仿真研究

基于火箭(导弹)级间螺栓法兰连接结构简化的原理性实验件,利用Abaqus有限元模型设计并进行了落锤冲击失效实验。实验采集了螺栓力时程响应数据、落锤冲击力和冲击速度、柱段关键点应力时程响应数据和连接界面开缝位移时程响应数据。实验结果表明,横向冲击荷载作用下连接结构螺栓组呈序列失效特点,螺栓分布面上半部分三个螺栓为初始承载失效螺栓,决定连接结构工作强度,实验数据与仿真模型数据对比表明仿真模型具有良好的计算精度。研究结果可为箭(弹)体连接结构抗冲击强度设计提供参考。     

计算结构极限载荷的修正弹性补偿法

为减少弹性补偿法(ECM)在计算复杂结构的极限载荷时存在的较大误差,通过引入调整因子f提出了一种修正的弹性补偿法(MECM)。该方法在保留弹性补偿法简单、高效等优点的基础上,提高了复杂结构极限载荷的计算精度。通过三个典型算例比较了弹塑性增量法(EPAM)、两倍弹性斜率法(TESM)、弹性补偿法以及修正弹性补偿法的计算结果,表明修正弹性补偿法对于复杂结构能获得较高的计算精度。     

真空设备环板的塑性极限载荷计算

本文应用奇异函数计算真空设备板在线性载荷和环形集中力作用下的塑性极限荷载。     

一种新型雷管脚线自动打把机

介绍了一种集伺服驱动、气动及精密机械传动于一体的新型电雷管脚线自动打把机.该设备采用独特的"Z" 字形打把方式,通过PLC控制,在4 s的时间内连续、自动地完成20个不同的动作并打出2个把线,具有先进、高效、自动和可靠等特点, 是传统机械式打把机的更新换代产品.     

一种识别复杂连接结构刚度参数的实用方法

以某型航天器太阳电池阵的试验数据为基础，对电池阵的连接铰链副刚度参数进行了识别，推导出一套识别复杂连接结构的实用方法。通过连接子结构动柔度矩阵特征方程，建立了以界面节点内力和界面节点位移为未知数的动平衡方程，然后通过子结构上的可测自由度振型来计算连接界面节点力和节点位移，最后求解动平衡方程得到连接铰链副的刚度参数。文中还讨论了不同类型单元组合的问题，通过计算结果与试验结果对比，表明本文所提出的方法应用于识别复杂连接结构的刚度参数是正确的，有效高的辨识精度和良好的工程应用价值。     

一种基于残周期正弦拟合的冲击峰值计算方法

针对半正弦冲击波形峰值幅度的计算,提出了一种基于残周期正弦曲线拟合的最小二乘计算方法,通过在脉冲测量波形中截取峰值附近近似于半正弦部分的峰值波形,使用残周期正弦曲线拟合方法计算获得冲击峰值幅度。它具有操作简捷易行、收敛性好的特点,并可以通过拟合残差有效值来判定拟合效果的优劣。该方法直接使用截取的峰值波形原始数据进行计算,不需要用滤波器对波形数据进行预处理,从而避免了冲击计量中常用的数字滤波给峰值计算结果带来的影响,可以获得更加客观准确的校准结果。通过在实际校准实验波形上的计算,并与以往计算方法进行了比较,验证了所述方法的有效性和切实可行性。     

碳纤维增强环氧树脂复合材料螺栓连接结构在拉伸载荷下损伤过程的声发射分析

采用声发射技术对不同几何尺寸的碳纤维增强环氧树脂复合材料（CFRP）螺栓连接结构在静力载荷下破坏行为进行了试验研究,比较了不同几何构型下的连接结构的破坏行为与声发射信号之间的映射关系。采用声发射技术对结构损伤过程中的声发射信号进行全程采集与转换,结合CFRP螺栓结构的载荷-位移曲线和宏/细观破坏形貌,分析了幅值、熵曲线和Andrews曲线与破坏行为之间的关系。结果表明:挤压与剪切破坏试件的载荷-位移曲线均呈现出较明显的塑性特征。结构发生挤压和剪切破坏时,声发射信号以中幅值信号为主,并伴随少量高幅值信号;结构发生拉伸破坏时对应的幅值为中幅值信号。根据熵曲线特征将CFRP连接结构破坏过程分为四个阶段,在损伤演化阶段发生纤维断裂、分层等失效模式,在结构失效阶段以分层失效为主。基于Andrews曲线分析得到挤压和拉伸失效模式在损伤演化阶段会出现多种损伤类型,剪切失效模式在结构失效阶段会出现多种损伤类型。      

KA弯曲型橡胶隔振抗冲器冲击极限载荷研究

通过逐步增加冲击当量的试验方法对KA-100弯曲型橡胶隔振抗冲器的冲击极限载荷进行探索,获得隔振元件的极限冲击载荷。通过ABAQUS有限元软件及Yeoh超弹模型及粘性阻尼方法分析几何非线性占主导的弯曲型橡胶隔振抗冲器的冲击极限载荷。分析与冲击试验结果吻合较好,表明采用数值仿真方法可以作为冲击大变形橡胶隔振抗冲器冲击极限载荷研究的一种有效手段。     

介绍一种新型的阀门连接结构

介绍了林德公司28000标米~3/时空分设备三只节流阀法兰连接加螺栓套筒,提高了阀的密封性,减少了连接件的预应力和结构尺寸。并从理论和工作条件方面作了说明。     

一种基于低通滤波的公路简支梁桥实测冲击系数计算方法

分析现行公路桥梁评定规范中实测冲击系数计算中存在的问题;基于动力学理论推导移动力作用下简支梁的动力响应,分析其中的振动频率成分,得到对应静态分量的频段;提出通过频域低通滤波从简支桥梁的动力响应中提取相应的静力成分的方法;通过仿真分析介绍了动挠度响应提取静力成分进而计算冲击系数的具体过程;并将该方法应用于某简支梁桥跑车试验的冲击系数计算。结果表明：该方法方便、可靠,可供从事桥梁评定的人员参考。     

一种基于频响因子的转子系统基础冲击响应计算方法

考查地震或水下非接触爆炸冲击下旋转机械的动态响应特性,一般从研究转子系统基础冲击响应出发。由于陀螺效应和转子-轴承的交互效应,转子系统运动方程系数矩阵呈非对称性,不能在模态坐标下解耦,无法利用常规模态叠加法求解,所以以往的研究一般采用数值积分如Newmark法等进行迭代求解,但数值积分法相对模态叠加法要耗费较多的计算资源。提出了一种复数域内转子系统冲击响应计算方法,无需坐标解耦但仍可以利用线性叠加法进行响应求解。首先将激励和响应傅立叶展开成复数形式,包括正向旋转项和反向旋转项,根据方程左右两边相同频率前系数相等的事实得到特征方程,将特征方程写成简单矩阵束的本征方程形式,求得矩阵束的本征值和本征向量,将本征向量正规化,进一步得到矩阵束的逆阵,将逆阵元素取名为“频响因子”,将逆阵与激励相乘即可得到频率响应幅值,将所有频率响应成分叠加即可得到系统响应。通过一个工程实例,比较了所提方法与数值积分方法的结果,比较分析表明,所提方法满足工程要求,可以作为转子系统基础冲击响应和瞬态响应计算的一种普适方法。     

板极限分析的一种改进方法

本文提出了以约束变尺度优化思想为基础的一种改进方法，分析板的极限荷载。在能量原理和平衡意义下建立相应的目标函数和约束方程。计算结果表明：这种方法与传统的确定方法相比具有概念清晰、算法可靠、实用等优点。