受火侵袭简支钢梁的冲击动力响应

利用有限差分离散控制方程进行数值分析，研究了火侵袭时简支钢梁在阶跃载荷作用下的弹塑性动力响应。通过对不同应变率下和不同温度下的挠度曲线的分析，阐明了塑性应变率和温度对冲击载荷作用下梁挠度的影响，还给出了极限温度与载荷和应变率的定量关系。研究表明，塑性位移随应变率的增大而逐渐减小，却随温度的升高而逐渐增大。     

受火侵袭简支钢梁的冲击动力响应

利用有限差分离散控制方程进行数值分析,研究了火侵袭时简支钢梁在阶跃载荷作用下的弹塑性动力响应。通过对不同应变率下和不同温度下的挠度曲线的分析,阐明了塑性应变率和温度对冲击载荷作用下梁挠度的影响,还给出了极限温度与载荷和应变率的定量关系。研究表明,塑性位移随应变率的增大而逐渐减小,却随温度的升高而逐渐增大。     

限位式准零刚度隔离系统的冲击响应分析

针对准零刚度系统受冲击载荷作用时相对位移响应较大的问题,提出限位式准零刚度隔离系统.分析了限位式准零刚度系统的工作原理,建立其冲击激励下的动力学方程,采用龙格-库塔法进行仿真计算,研究了限位器参数(刚度比、阻尼比)对冲击响应的影响.结果表明,限位式准零刚度隔离系统能有效降低冲击载荷作用下的相对位移响应,通过匹配合理的限位器刚度及阻尼参数,可有效提高其抗冲击性能.     

含裂纹板在冲击载荷作用下的失效准则

研究了含裂纹板在低速率冲击载荷作用下的互型动态起裂问题。分析了裂尖塑性区附近的周向应变，利用裂尖塑性流变模型的概念，建立了一个裂尖计算模型，推导出裂尖张开位移和裂尖塑性区周线上最大周向应变的关系。据此提出最大周向应变理论作为动态起裂准则。通过ＬＹ１２ＣＺ制成的带裂纹试件在ＭＴＳ─８１０试验机上进行冲击拉伸试验，利用数值计算和实验结合的方法，计算了εθ·（ｔ）、ＣＴＯＤ（ｔ）和Ｊｄ（ｔ）随时间的变化曲线，验证了最大周向应变理论作为动态起裂准则的可行性。     

改进的边裂纹板条D—M模型

本文提出了一个改进的边裂纹板条D－M模型，该模型考虑了裂纹背表面的屈服对裂纹塑性区尺寸和张开位移的影响。通过积分变换法，导出了平面应变双边裂纹板条在任意I型载荷下的应力强度因子及裂纹面张开位移公式，在此基础上建立了平面应变单边裂纹板条的D－M模型。对于轴向拉伸和纯弯曲载荷情况，分别计算了裂纹塑性区尺寸和张开位移。给出了在拉、弯两种载荷同时作用下背表面开始屈服和韧带完全屈服时的载荷轨迹。     

多级金字塔夹芯结构的抗冲击及吸能性

讨论了有着相同重量的一阶和二阶金字塔点阵结构在冲击载荷作用下的抗冲击和吸能性.用有限元分析软件ABAQUS建立了一阶金字塔芯体夹芯结构和二阶金字塔芯体夹芯结构在冲击载荷作用下的三维有限元模型,分析了在冲击载荷下有着相同相对密度和相同体重的两种芯体结构的位移与加载时间的关系,比较了两种芯体结构随着无量纲冲量和相对密度增加时的抗冲击能力,并分析了夹芯结构的吸能机理及两种芯体结构的吸能能力.结果表明,两种芯体结构中储存内能的80%以上均来源于塑性能释放.随着无量纲冲量的增加,两种芯体结构的吸能率在增加,二阶金字塔芯体结构在无量纲位移趋于平缓后其吸能率和抗冲击性能与一阶金字塔芯体结构相接近.     

不同爆炸载荷作用下加筋板的动态响应分析

主要仿真分析了3种爆炸冲击载荷作用下加筋板动态响应的异同。利用有限元分析软件LS-DYNA,模拟了加筋板在矩形、三角形、指数形等3种冲击载荷作用下的动态响应。通过比较加筋板压力、等效应力、位移等参数,分析得出:在3种冲击载荷强度和冲量都相等的情况下,目标板前期阶段的动态响应基本相同;对整体破坏效果而言,矩形冲击载荷的破坏效应最大,三角形载荷次之,而最能体现爆炸冲击载荷特征的指数形载荷的破坏效果则最小。     

弹塑性疲劳微弯裂纹CTOD及J积分问题

从理论上比较精确地研究了疲劳载荷作用下弯曲延伸裂纹尖端塑性区域边界上的交变正应力和交变剪应力的分布状况.综合考虑了疲劳作用应力、塑性区域交变正应力和交变剪应力,利用二阶摄动方法,研究分析了疲劳载荷作用下弯曲延伸裂纹尖端塑性区域的范围.利用二阶摄动方法与卡氏定理计算了疲劳载荷作用下弯曲延伸裂纹尖端张开位移的最大值及变化幅值.以弯曲延伸裂纹尖端塑性区域的边界曲线为积分回路,求解了疲劳载荷作用下弹塑性弯曲延伸裂纹尖端J积分的最大值与变化幅值.为有效地预测及驾驭疲劳载荷作用下工程结构裂纹的弯曲扩展提供了理论依据.     

冲击地压巷道锚杆-围岩系统复刚度特性

为探讨冲击载荷作用下锚固围岩体动力失稳机理与能量耗散机制,基于振动力学理论,建立锚杆-围岩在冲击载荷作用下的三维轴对称力学模型,获得了冲击载荷作用下锚杆-围岩系统复刚度的解析表达.从抵抗变形与能量耗散两个方面,分析了冲击地压发生时锚杆-围岩系统的动力响应特征.结果表明:在相同频率的冲击载荷作用下,随着围岩黏性阻尼、围岩强度以及锚固长的增加,锚杆-围岩系统复刚度越大,抵抗纵向变形能力越强,应力波能量耗散越快,系统吸能特性越好;随着冲击载荷频率的增加,围岩强度与黏性材料阻尼对锚杆-围岩系统复刚度影响更为明显;全长锚固条件下,锚杆-围岩系统抵抗纵向变形能力几乎不受冲击载荷频率控制.采用数值分析验证了理论分析的正确性.建议采用围岩注浆改性与锚杆全长锚固方式,提高冲击载荷作用下锚杆-围岩系统抵抗冲击变形能力与增强系统阻尼耗能性能.     

单层板壳穿甲数值仿真分析

板壳结构在高速冲击载荷作用下的穿甲是非常复杂的高度非线性动态响应过程,现有各种理论和实验研究方法都有各自不同的应用范围与条件.借助于有限元程序LS-DYNA对单层板壳结构在具有锥形弹头导弹高速冲击载荷作用下的侵彻、穿孔过程进行数值仿真分析,讨论弹体以不同速度、不同角度冲击不同厚度钢板所形成的塑性区域范围、破口形状和破口半径,定量描述了穿甲后钢板中的塑性区分布以及破口半径的大小.仿真分析表明,弹体的冲击速度和入射角度是影响板壳中塑性区分布范围和破口半径大小的主要因素.表明该数值算法适用于解决高速冲击动力学问题,模拟和预测材料在高速冲击下的瞬态响应.     

不同滞回模型下单自由度系统的位移和能量反应

为考察塑性耗能、阻尼耗能、延性以及刚度突变对于抗震和减振的意义,对冲击和简谐荷载作用下的不同滞回模型(理想弹塑性、双折线线性强化型、剪切滑移和非线性弹性模型)的单自由度(SDOF)系统振子进行了理论和数值的分析.通过研究得到了冲击荷载下,结构所能承受的荷载等于结构的最大静力承载力;并给出了结构的最大位移、振幅等计算式.在简谐荷载作用下,当荷载频率低于结构自振频率时,总体上振幅随后期刚度增大而减小;当荷载频率远大于结构自振频率时,结构的振幅几乎保持不变.结构的塑性耗能比阻尼耗能更有利于结构振动位移的控制,尤其在共振条件下更为显著.     

横观各向同性平板中复合应力波的传播规律研究

以各向异性本构关系一般理论为基础,导出了横观各向同性平板中的粘塑性本构关系及板中复合应力波传播的控制方程,应用有限差分方法研究了在压扭复合冲击载荷作用下粘塑性横观各向同性平板中复合应力波的传播特性与演化规律,分析了粘塑性参数和撞击倾角对复合应力波传播与演化规律的影响,并对各种现象进行了分析和解释.     

微机电系统后坐保险机构温度相关动态特性

搭建了一套由高冲击加载系统、温度加载系统以及高速显微光学成像系统组成的典型微机电系统(MEMS)结构温度相关动态测试系统,用该系统对引信用MEMS后坐保险机构在温度和冲击载荷耦合环境下进行动态特性测试,得到了不同温度(-40℃~50℃)下引信用MEMS后坐保险机构中滑块相对于基板框的位移-时间曲线以及速度-时间曲线。通过对比分析,得出冲击条件下温度对MEMS后坐保险机构中滑块相对于基板框的位移以及速度的影响规律。     

冲击载荷下材料动态断裂参数的有限元计算

材料在冲击载荷下的行为不同于静态载荷作用下的行为。然而,由于动态断裂问题的复杂性,即使象三点弯曲试样,也还没有获得裂纹尖端动态应力强度因子的解析表达式。为了满足理论分析和实验工作的需要,采用LS-DYNA有限元软件,对三点弯曲试样在冲击载荷作用下(包括正弦、线性和不规则载荷历程)的动态过程进行了有限元分析,获得了裂纹尖端的动态应力应变场和裂纹尖端区域节点力和位移与时间的关系曲线。基于虚拟裂纹闭合技术(VCCT),提出了在冲击载荷作用下裂纹结构能量释放率和动态应力强度因子的计算方法,得到了不同冲击载荷下三点弯曲试样的能量释放率GI和动态应力强度因子KId与时间的关系曲线。结果表明:该方法得到的有限元计算结果与实验吻合较好,且具有较高精度,文中提出的方法可用于动态断裂参数的计算。     

阶跃载荷作用下变截面悬臂梁的弹塑性响应模式

利用有限差分离散控制方程进行数值分析，研究了阶跃载荷作用下变截面悬臂梁的弹塑性动力响应。通过对不同阶跃载荷作用下，响应各时刻弯矩分布规律的细致分析，清晰地阐明了变截面悬臂梁的弹塑性动力响应模式。研究表明，对于中载工况，整个响应过程只在梁根部形成塑性铰；对于高载工况，响应过程在梁跨中形成塑性铰的基础上，还增加了在半梁左侧存在塑性区、梁的根部存在驻定塑性铰等响应模式。弹塑性响应分析肯定了刚塑性分析所假定的变形模式的主要特征，同时也指出了刚塑性分析模型的不足，因而增进了对于梁的变形机制的认识和理解。     

塔式起重机工程载荷状态研究

目的研究塔式起重机工程载荷状态,提供评估塔式起重机疲劳寿命的依据.方法确定塔式起重机经历工程的工程类型,用以反映塔机工作的起吊特点及工作繁忙程度;在了解其工程类型的基础上,建立相应塔机的工程档案,记录塔机经历具体工程的概况、起吊载荷的大小和作用的次数等;采用放缩系数法及加权修正方法对所记录的数据进行评估、处理及校正.结果确定塔机所经历的工程的载荷状态,可以较为准确地分析和建立塔式起重机所历经的每一个工程的载荷谱,提供了评价塔式起重机疲劳安全可靠的重要根据.结论研究的记录方法简单可行,量化方法可操作性强,有利于塔机的规范化管理,能够反映出塔式起重机工程载荷状态的主要信息,避免了在线监测系统所存在长期维护困难和系统本身可靠性问题.     

冲击载荷下圆柱螺旋弹簧强度可靠性研究

给出了圆柱螺旋弹簧在冲击载荷作用下的应力分析模型,讨论了应用MonteCarlo统计模拟技术确定应力分布规律的基本原理和方法,在此基础上,以某云爆系统点火击针簧为例,研究了其冲击载荷作用下的强度可靠性,并与相应静载荷作用下的强度可靠性计算结果进行了分析比较。     

一种新型冲击磨损试验机的研制

针对材料在纯法向往复冲击载荷作用下的磨损特性，对所研制的冲击磨损试验机，详细地描述了它的各种特性，并给出了热喷涂Ｃｒ３Ｃ２－２５％ｎｉＣｒ涂层在１５０ＭＰａ冲击载荷作用下，冲击１５０万次后的实验结果和ＳＥＭ分析。     

纯滚动隔震系统位移计算方法的对比分析

针对纯滚动隔震系统,根据其地震位移反应规律,编制了数值分析程序;采用实验方法和理论分析方法,对比分析了数值分析程序和传统的刚塑性力位移曲线方法。结果表明,数值分析程序比较合理,计算结果比较精确,且偏于保守;传统的刚塑性力位移曲线方法不合理,计算结果偏小;地震作用下,结构的最大相对位移可能超越地面的最大绝对位移。     

材料和构件在循环冲击载荷下的变形断裂研究

本综合归纳了材料和构件在循环冲击载荷下的变形，断裂规律机理研究成果，指出材料的变形具有多系滑移难于进行，应变不均匀性大和塑性有集中在冲击接触点的特点；材料断裂过程为裂纹萌生扩展和最后断裂过程，组织及实验条件对材料断鲜明有较大影响。冲击载荷引起的冲击应力波动态效应，体积效应，缺口效应加载点位置效应对构件的寿命有很大的影响。