新型自充气式着陆缓冲气囊的理论分析与设计研究

目的针对目前着陆缓冲气囊充气展开方面的功能缺陷,设计研究一种新型自充气式气囊。方法详细论述气囊的结构及其自充气原理,建立气囊整体结构模型;分析气囊进气孔的结构和工作原理,并进行相关计算;最后理论分析气囊缓冲着陆过程及其缓冲性能。结果新型自充气式缓冲气囊展开时仅有1/6的体积需要自带气源充气,进气口结构能满足空投下落时气囊的自充气,实例计算得出空投载荷的最大冲击加速度只有60 m/s2,小于允许的最大冲击加速度。结论新型自充气式气囊能够大大减轻空投系统自身的重量,进气口结构能满足气囊功能要求,使空投物资受到的冲击加速度小于允许的最大值,气囊能对空投货物起到很好的缓冲保护作用。     

空投着陆缓冲气囊研究现状

目的总结当前着陆缓冲气囊的国内外研究现状。方法介绍不同缓冲气囊的工作原理与优缺点,总结解析与有限元2种气囊性能的计算方法与性能参数优化方法的研究现状,以及气囊技术研究的发展方向。结果分析了各类缓冲气囊与性能参数计算方法的优缺点,总结了气囊技术待解决的问题。结论提高缓冲气囊的气压主动控制技术与着陆姿态控制技术可进一步提高气囊性能。     

空投着陆气囊缓冲系统环境适应性研究

目的 研究在空投着陆过程中, 气囊缓冲系统的缓冲特性和环境适应性, 分析空投着陆环境变化对气囊缓冲特性的影响。方法 以热力学理论和刚体动力学为基础, 建立空投着陆气囊缓冲系统动力学模型, 以此为基础编写气囊缓冲特性计算分析软件; 针对某型主-辅囊结构气囊进行地面冲击试验,对比验证了计算模型的正确性。结果 空投着陆海拔高度为0, 3000, 4500 m时, 空投装备着地瞬间的着地速度分别为0.52, 0.96, 2.31 m/s, 随着海拔升高, 空投装备着地速度明显增大。环境温度、 大气密度和大气压力等参数对气囊缓冲特性的影响比较显著。结论 气囊缓冲系统的缓冲特性满足设计要求, 可适应海拔较高的空投环境。同一气囊系统在较高海拔环境中使用应充分评估其适用性和安全性, 避免空投装备着地速度较大而造成装备损坏。     

圆柱筒式空投气囊缓冲模拟

目的研究某空投缓冲系统圆柱筒式气囊的缓冲过程,得出缓冲特性曲线,并校核装备冲击过载。方法基于有限元理论,利用Ansys中的显示动力学分析软件LS-DYNA建立气囊缓冲系统的有限元模型,采用粒子法,对气囊缓冲过程进行数值模拟,并与传统气囊仿真所使用的控制体积法进行对比。结果经模拟得出空投着陆缓冲过程中气囊排气口打开时间为63.4 ms,缓冲过程中的最大过载为13.3g,获得了缓冲高度、货台加速度等特性的变化规律。将气囊缓冲特性与使用传统的控制体积法仿真的结果进行了对比,排气口打开时间误差为10.7%,最大过载误差为8.6%。结论 2种方法的结果对比一致性较好,验证了粒子法进行缓冲气囊模拟的可行性,同时使用圆柱筒式气囊缓冲的最大过载满足装备空投对过载不超过20g的要求。     

着陆气囊缓冲过程数值模拟研究

目的 对某大型空降装备着陆缓冲系统的可排气型气囊缓冲过程进行数值模拟研究。方法 基于有限元方法, 建立着陆缓冲系统的有限元模型, 采用控制体积法, 利用显式动力分析软件LS-DYNA对着陆气囊的缓冲过程进行数值模拟, 分析了气囊缓冲过程中气囊内压、 气囊剩余高度和气囊排气速率等特性的变化规律, 以及气囊织布的弹性模量、 排气压力和排气口面积等主要参数变化时对气囊缓冲特性的影响规律。结果 对气囊的缓冲特性影响较大的参数为气囊的排气压力和排气口面积, 当气囊织布的弹性模量高于0.2 GPa时, 弹性模量的变化对气囊的缓冲特性影响较小。结论 研究结果可为工程人员进行气囊初始设计和对气囊缓冲过程进行模拟仿真提供参考。     

全向式多室连通气囊的缓冲特性研究

气囊缓冲技术广泛地应用于汽车、航空和国防工业等领域中。本文基于非线性有限元软件LS-DYNA,建立了全向式多室连通气囊软着陆系统的有限元模型,并用试验验证了模型的准确性,完成了软着陆过程的仿真分析。通过合理设计工况,本文对全向式多室连通气囊的吸能特性进行了研究,分析了初始囊压、气囊直径、隔膜内孔直径和通气孔直径等对缓冲特性的影响。研究结论可用来指导全向式多室连通气囊着陆系统的设计。     

缓冲特性可控的智能气囊装置实验研究

提出了一种可对气囊排气口进行实时主动控制的气囊装置，称为智能气囊。智能气囊是一种应用智能材料结构设计的智能缓冲构件，能在碰撞过程中实现主动缓冲，可使缓冲过载更为平缓。在对气囊内不可压流分析的基础上，推导了理想缓冲时排气口面积变化规律，并建立了主动缓冲模型。在此基础上设计了智能气囊实验装置，采用独立的传感、驱动、控制元件及气囊。驱动机构采用层叠电致伸缩驱动器设计．实验显示该机构具有良好的驱动性能；控制采用了一维的模糊控制方法。控与不控的对比实验证实了智能气囊装置具有主动缓冲功能。     

重型装备空投用连通型气囊缓冲特性仿真

目的为了探究连通型气囊在重型装备空投缓冲时的着陆缓冲特性,对其进行有限元建模及仿真研究。方法采用均压多腔室流动气囊模型理论建立装备-气囊系统有限元模型,通过显式非线性有限元方法模拟求解其跌落缓冲过程,并进行连通孔大小对缓冲特性的影响分析。结果随着连通孔面积的增大,各气室之间的内压差距变小,最大偏差从13.2%逐渐变小至0,加速度峰值从7.130g逐渐变小直至6.925g,但是总体上加速度峰值变化不大。采用连通型气囊能够实现与非连通气囊基本相同的缓冲特性,对于重心偏前的装备而言,为了避免装备俯仰过度,连通孔的大小不宜设置过大。结论该研究可为重型装备空投用连通型气囊的设计、改进提供理论基础和技术手段。     

缓冲气囊着陆过程仿真研究

以冲压式快速空投气囊为研究对象,对冲压式快速空投气囊的垂直着陆缓冲过程进行了仿真。首先使用Solidworks 软件建立了气囊的仿真模型,然后使用Ansys/ LS-Dyna 有限元分析软件,仿真研究了冲压式快速空投气囊着陆过程中气囊的应力应变的动态参数。研究得出了气囊在着陆缓冲过程中受到的最大应力值,以及出现最大应变的区域,从而更好地确定空投物体的质量,并且可以针对性地加强对气囊应力应变较大区域的防护,防止气囊在冲击过程中被破坏。     

从静态压缩试验结果看缓冲包装材料特性

缓冲包装材料的特性有静态与动态之分。静态特性一般是指在压缩速度极低的情况下（一般为１２ｍｍ／ｍｉｎ左右）测得所需参数，如变形量、压力值等，然后进行数据处理，从而得出缓冲系数随静应力、应变或变形能的变化规律。动态压缩试验过程与实际运输中产生的变速冲击过...     

Experimental Study on Characteristics of NiMnGaMagnetically Controlled Shape Memory Alloy

The static and dynamic magnetic controlling characteristics of NiMnGa magnetically controlled shape memory alloy （MSMA） were experimentally studied. The results show that the characteristics of induced strain with respect to the magnetic field are nonlinear with saturation nature, and dependent on the temperature as well as the load applied to the MSMA. The magnetic shape memory effect can be observed only in complete martensite phase at room temperature. The magnetic permeability of MSMA is not constant and reduces with the increment of magnetic field. The relative saturation magnetic permeability of MSMA is about 1.5.     

新型包装材料“瓦中瓦”缓冲特性研究

增强夹心瓦楞纸板("瓦中瓦")是一种新型包装材料.对6种"瓦中瓦"进行了静态压缩试验,分析其静态缓冲特性,并用性能最好的一种"瓦中瓦"与聚苯乙烯泡沫塑料对电脑主机作缓冲包装,进行振动冲击的对比试验,探索其代替聚苯乙烯泡沫塑料的可能性.结果表明,"瓦中瓦"是大型家用电器、机电设备等较为理想的环保包装材料和包装容器.     

发泡聚乙烯醇缓冲特性研究

开展了干态发泡聚乙烯醇(PVOH)平面及轴向压缩试验、SEM试验和饱和吸水后的发泡PVOH的静态压缩试验研究。结果表明:发泡PVOH的缓冲性能因其加工方向不同而略有不同,发泡PVOH的轴向承载性能略高于其平面承载性能;干态发泡PVOH压缩后基本不具有回弹性,压缩后泡孔孔壁弯曲,泡孔减小,泡沫变得密实,其压缩应力-应变曲线呈线弹性区、平台区和密实化区;饱和吸水后的发泡聚乙烯醇承载性能明显减弱,压缩回弹性增强。因此,发泡PVOH适合于易于污染环境的液态药品或危险品的缓冲外包装,当液体产品的内包装破损后,发泡PVOH可迅速吸收液体以防泄漏,可以起到缓冲的效果。     

纸浆模塑制品缓冲性能的实验研究

采用静态压缩试验获得了纸浆模塑制品的材料厚度对其缓冲性能的影响特性,提出了数据处理中的等效面积理论,并利用等效面积为基础来表征纸浆模塑制品的缓冲性能,这些研究为纸浆模塑制品的缓冲包装设计提供了理论依据.     

醋酸纤维包装缓冲力学性能仿真与试验研究

目的 探究醋纤包装样棒对爆珠的缓冲力学性能,减少样棒在高速输送时因受到冲击载荷导致爆珠破损。方法 采用超弹性模型的方法对爆珠材料的本构模型进行定义,通过仿真与程序迭代完成材料超弹性模型2个关键参数的确定;运用Abaqus软件对醋纤包装样棒进行轴向和径向挤压仿真,最后通过搭建试验台对样棒与爆珠分别进行拉伸试验和挤压试验。结果 超弹性材料参数为C₁₀=5.2 MPa、D₁=0.38 kPa时,仿真计算出压板下压力F与爆珠理论所承受的最大压力值的相对误差为3.4%,符合醋纤包装样棒缓冲力学性能的仿真要求。随着样棒径向和轴向挤压量的逐渐增大,压板的支反力也逐渐增大,醋纤包装样棒在承受轴向冲击时对爆珠的缓冲效果更优秀。结论 爆珠材料本构模型的建立及仿真试验分析为研究醋纤包装样棒的高速输送提供了理论基础。     

基于板式冰蓄冷的冷藏库恒温特性的实验研究

冷库中增加蓄冷系统可以起到稳定库内温度、延长保鲜时间的效果,与峰谷电价结合,还可以实现良好的经济性。利用保温箱模拟冷库,在保温箱安放相变蓄冷板,板内充注水作为蓄冷液,所用蓄冷液体积与保温箱的容积比为1:30。通过测试分析蓄冷保温箱内的保温效果、空间温度分布及传热温差,验证了内部采用蓄冷板系统的冷库,在电价高峰期的8小时之内,温度波动小于0.6℃,库内各点最大温差为1.1℃,能够达到货物保存的要求及节能的效果,为冰蓄冷技术在冷库系统中的应用奠定理论和实验基础。     

蜂窝纸板动态缓冲特性的试验研究

基于跌落冲击试验,分析了3种不同的蜂窝纸板在0.3,0.6,0.9m高度下的动态冲击曲线,并建立了其能量吸收图。试验结果表明:随着厚跨比的增大,蜂窝纸板的最佳能量吸收点向右上方偏移,其单位体积吸收能量的能力增强;当完全压溃后,蜂窝纸板的最佳能量吸收点不随冲击高度的变化而改变。     

几种常见缓冲托盘的缓冲材料研究

对应用于大型工业设备的缓冲托盘的常用缓冲材料:防振垫圈、单层发泡聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物进行了介绍。试验研究了其中2种泡沫材料的静态压缩、跌落冲击性能曲线,为缓冲托盘的设计提供理论根据。     

三角小翼V形阵列换热特性实验研究

在Re=4800~10200范围内,实验研究了矩形通道内圆管侧后方两排三角小翼V形阵列布置的强化换热特性,比较了三角小翼V形阵列布置和单排大三角小翼布置的换热差异,研究了攻角、翼高和排列间距对换热的影响。结果表明:三角小翼V形阵列的Nu数比单排大三角小翼平均增加4.9%,且随着阵列中翼片前后排间距的增加,换热呈增强趋势。对于三角小翼V形阵列和单排大三角小翼,随着小翼攻角的增加,通道换热先增加后减小,最佳攻角均为α=60°,随着小翼翼高的增加,通道换热单调增加。实验数据拟合得到了V形三角小翼阵列和单排大三角小翼的Nu数无量纲关联式,为管翅式换热器中三角小翼的布置提供了依据和参考。