基于单片机的包装六面体跌落方位控制算法

对跌落方位的控制是跌落试验机自动控制技术的核心.通过对包装六面体在垂直冲击跌落试验中不同跌落方位旋转过程的几何分析,提出了一种基于单片机的包装六面体跌落方位控制算法,该算法可根据设定自动完成任意跌落方位的形成.实际检验表明,控制算法所得结果与重力线检验一致,表明该算法正确,可用于包装六面体跌落试验跌落方位的控制.     

基于LabVIEW的包装六面体跌落方位控制研究

对跌落方位的控制是跌落试验机自动控制技术的核心,目前大多采用人为固定跌落方位。为了降低操作复杂程度和人为误差等因素的影响,设计了一种基于虚拟仪器LabVIEW的包装六面体棱跌落的控制方案。方案采用梁式测力传感器将测得的信号通过数据采集卡传输到主机端,然后用LabVIEW软件对采集的数据进行实时显示、监测与控制。     

包装六面体角（棱）跌落时各跌落角误差的关系及控制方法

推导了包装六面体在垂直冲击试验中角（棱）跌落时各跌落角以及角误差之间的关系,以实例说明了满足试验标准时各跌落角误差取值的限制,并提出了仅控制角误差ｄα、ｄβ来满足被测试件记位置要求的方法。     

薄型烟机包装实验室测试与跌落仿真分析

目的 研究薄型烟机包装跌落状态下的变形问题,并根据测试及仿真分析结果提出整改方向和具体措施。方法 根据运输包装件跌落试验方法确定导致产品变形的跌落工况,基于Creo和Ansys Workbench软件进行产品包装件跌落仿真分析,得到产品的位移及应力分布。结果 扫频测试共振频率与模态分析固有频率一致,证明了有限元模型建立的正确性;跌落过程中能量守恒证明了分析结果的正确性;最大位移分布于滤网、蜗壳、电机上,最大应力分布于产品外壳上;实验室测试与仿真分析得到的加速度随时间的变化趋势基本相同。结论 分析产品跌落变形问题可采用实验室测试与有限元仿真分析相结合的方法,全面评价产品变形情况和应力集中现象。解决薄型烟机变形问题可通过增加衬垫、改进产品结构等方式实现。有限元模型的验证和分析过程中的能量守恒能够保证有限元分析结果的正确性。     

弹药包装跌落实验研究

采用传感器、陀螺仪和计算机辅助测试技术,研究出弹药包装跌落测试系统.该系统可根据实际情况和设定条件实时测试跌落角度和对应触地冲击力,解决了全范围跌落角度和对应冲击力的测试问题,既为弹药包装跌落提供实验和验收数据,也为内装弹药设计和验收提供参考资料.     

一种马铃薯临界损伤跌落高度的测定方法

针对马铃薯这类不易观察跌落损伤的果蔬产品,提出了一种测定其临界损伤跌落高度的方法。首先对马铃薯进行准静态压缩,得到其产生损伤时的压缩变形量。同时,通过测量马铃薯在不同跌落高度下的跌落信号,分析得到反映不同跌落高度与跌落变形量之间关系的数学模型。对应压缩变形量在此数学模型中的值,即可得到马铃薯的临界损伤跌落高度,为38cm。     

陶瓷餐具多次跌落损伤及其表征

研究陶瓷餐具多次跌落工况下的损伤表征技术,并建立了理论模型。采用跌落试验测试了陶瓷餐具多次跌落破损加速度与跌落次数的关系,基于理想弹塑性模型,建立了其多次跌落工况下的损伤表征技术描述方程。结果表明:多次跌落工况下陶瓷餐具最大耐受加速度与承受激励次数直接关联,其跌落破损特性呈现累积特征,所建立模型能有效描述这一特性。研究结论对指导陶瓷餐具的物流与销售防护、产品强度改进设计等,具有重要价值和指导意义。     

DNAN基熔铸装药榴弹跌落冲击特性与安全性分析

为研究DNAN（2,4-二硝基苯甲醚）基熔铸炸药跌落过程的力学响应,设计了含模拟装药的榴弹跌落试验,应用力传感器测试系统分析了弹体跌落的冲击响应特性。同时,基于有限元方法模拟了DNAN基熔铸装药弹体在不同工况下的跌落过程,得到了DNAN基熔铸炸药受到的应力载荷及冲击加速度过载变化规律。结果表明:通过试验与仿真对比,验证了有限元模拟弹药跌落的可行性;DNAN基熔铸炸药受到的冲击载荷在传递过程中呈现出递减的趋势,作用时间在1~2 ms之间;弹体装药冲击载荷峰值随跌落高度与角度的增加而变大,作用时间近似相同;DNAN基熔铸炸药升温随着跌落高度的增加而增大,整体升温幅度为2.3~5.8 ℃。仿真结果可为DNAN基熔铸装药榴弹跌落安全性设计提供依据。     

跌落损伤脆值及损伤边界

提出了跌落损伤脆值与跌落损伤边界的新概念,并提出了测定获取跌落冲击损伤脆值与跌落损伤边界曲线的技术过程与方法.以嘎拉苹果为研究对象,设计多组高度对嘎拉苹果进行自由跌落刚性冲击试验.在测试获得冲击力-时间数据的基础上,通过理论分析计算,得到加速度-时间、变形量-时间等动态关系曲线,获得了嘎拉苹果跌落损伤脆值;构造了嘎拉苹果跌落损伤边界曲线.结果表明,跌落损伤边界曲线与传统产品跌落破损边界曲线存在较大差异.对应果品类产品,即使速度很小,只要产品瞬时加速度达到一定值,也将产生冲击损伤;对应不同的损伤率,可构造相应的多条损伤边界曲线.提出的概念及研究结果为控制果品类产品的跌落损伤、合理地进行缓冲包装设计提供了新的理论基础.     

二氧化铀粉末运输容器假想跌落事故下的安全设计与试验验证

目的 设计易裂变二氧化铀粉末运输容器,证明容器在最危险姿态下,可以满足9 m跌落的核临界、屏蔽安全和放射性物质包容相关设计准则。方法 设计外柔内刚的三层密封容器,内外壳之间填充聚氨酯减振吸能材料,建模分析容器多种姿态下的结构与功能材料动态响应,确定最危险跌落姿态。针对最危险工况开展实际跌落测试试验,证明容器在假想事故下的安全性。结果 容器在最危险跌落工况下,聚氨酯材料减振吸能效果与设计计算相符,中子吸收板、中子慢化板等功能材料位置和缺损量符合要求。二氧化铀粉末的密封性得以保障。结论 以有限元分析为基础的容器仿真分析与样机试验结果匹配度较高,试验样机通过了相关跌落试验,证明了容器在危险姿态下的9 m跌落安全性能。     

某型号液晶电视包装件角跌落仿真及屏碎分析

目的 为了提高液晶电视的包装在跌落过程中的保护作用,增加产品安全性。方法 采用三维建模软件Creo建立液晶电视零部件及包装三维实体模型,导入LS-DYNA进行有限元仿真分析,并通过液晶电视跌落试验验证了跌落仿真分析的可行性。基于仿真结果在LS-DYNA中重新建模,有针对性地设计新的包装结构。将改进后的包装件进行相同的跌落模拟,对比改进前后结果。结果 对液晶电视包装件进行角跌落自由落体的工况下的跌落仿真分析,结果显示,改进包装前液晶面板z方向的加速度峰值最大,最大可达到250g,改进包装后各方向峰值都相应减少,其中面板z方向加速度峰值降低了64%,同时液晶面板Mises应力最大值减少了10%。结论 有限元仿真分析能较为准确地反应实际跌落工况,并能获得液晶电视跌落冲击中任一时刻各部件的Mises应力和变形,对包装的设计改进具有指导意义,改进的包装结构能对液晶电视起到更好的保护作用。     

亚临界载荷下跌落高度对苹果贮藏寿命的影响

以洛川富士苹果为对象,研究了苹果在临界损伤高度以下,跌落高度对其贮藏时间的影响。采用自制跌落试验系统,测试了苹果在临界损伤高度下不同高度跌落后的硬度及贮藏时间,统计分析了苹果跌落高度对其硬度及储贮时间的影响。结果表明:在临界高度以下,苹果不会出现现时损伤,但其贮藏时间会缩短;跌落高度越高,贮藏时间缩短越明显。     

吸排气管管径变化对空调系统制冷性能的影响

采用系统仿真的方法研究吸排气管管径变化对空调系统性能的影响。研究结果表明：吸排气管管径变化直接影响吸排气管饱和温降或压降,且吸气管内制冷剂压降直接降低吸气压力,排气管内制冷剂压降直接增加排气压力。其中,吸气管压降变化主要影响低压侧热力参数、制冷剂质量流量、制冷量和EER,对系统耗功影响较小,而排气管压降变化主要影响高压侧热力参数、系统耗功和EER,对系统制冷量影响较小。对于本文研究的系统,吸气管和排气管饱和温降控制在1 K以内时,系统性能相对吸、排气管路制冷剂压降为零的系统降低幅度在2%以内,可作为吸排气管选型标准。     

果实亚临界损伤边界曲线

以洛川富士苹果为实验材料,研究了果实在临界损伤高度以下,跌落高度对其贮藏时间的影响,构建了洛川富士苹果的亚临界损伤边界曲线。结果表明,在临界高度以下,果实不会出现损伤,但其贮藏时间会缩短;跌落高度越高,贮藏时间缩短越明显;与传统损伤边界曲线相比,亚临界损伤边界曲线依赖于果实的贮藏时间。     

某带泡沫护帽的筒装导弹跌落仿真分析

目的验证某肩扛发射的筒装导弹在0.5 m跌落工况下聚氨酯泡沫护帽的缓冲效能。方法对筒弹进行0.5 m无损跌落试验,发现挡销块被剪切破坏,通过固定在弹体上的加速度传感器,得到弹体加速度数据;然后通过有限元仿真软件Ansys/LS-DYNA模拟筒装导弹的跌落过程,分别得到挡销块应力分布及弹体加速度数据。结果挡销块某区域应力超过其材料强度极限,从而发生单元失效,与试验现象一致;弹体在弹轴方向上的加速度最大值为200g,与试验值183g的误差为9.3%,表明建立的仿真模型合理有效。根据此模型对提出的2种改进优化方法的有效性进行了仿真验证。结论通过试验与仿真对比建立合理有效的有限元仿真,验证了更改挡销块材质及加厚护帽,均可满足在0.5 m跌落环境下的强度要求,为产品下一步的改进优化提供了有效建议,可提升产品的研制效率,节约试验成本。     

Transient dynamics of a rotating spherical liquid drop

The transient rotation of a liquid drop in an infinite gaseous medium is analyzed for two cases: viscous retardation from constant-speed rotation, and steady-torque start-up with development to the steady state. This situation arises when a levitated liquid drop is rotated with an acoustically applied torque. Subsequent changes in the torque cause transient effects. To understand such a system, the two basic problems of start-up and retardation are studied. The rotational Reynolds number is considered to be low enough so that nonlinear inertial effects may be neglected. The Laplace-transform method is used to deal with the time dependence. Since the fluid velocity has only the azimuthal direction (and the profile is independent of it), and the other angular dependence is factorable as sin θ, the solution turns out to be effectively a two-variable problem in r and t. Nevertheless, the finite mass of the spherical drop and its finite viscosity make it a mathematically challenging problem. Besides the full analytical solution, results are obtained in the limits of a solid sphere, and small time for the liquid drop. In all liquid-drop cases, the results are limited to the drop viscosity being higher than the surrounding region. For several common liquids in a gas, the flow field indicates nearly a solid-sphere like behavior, except at small times in the region near the interface. The deviations from the asymptotic center-point velocity are amplified for illustration.     

不同内容物的容器静压及跌落实验结果差异性分析

目的 在相同罐体条件下,分别探究不同内容物的罐体静态压缩及动态跌落实验结果的差异性。方法 针对常见的空气、液体、固体内容物的3类罐体进行静态压缩和动态跌落实验,以跌落方式、跌落高度、测试位置为变量对比分析不同罐体的最大加速度拟合曲线。结果 在静压实验中,空气罐应力集中在下方,液体罐和固体罐应力集中在上方。在跌落实验中,3类罐体的最大加速度值均有差异,差值最大为1.59 km/s2;2种跌落方式下,由上至下,空气罐身应力分布呈三次函数,极值点与对称中心受跌落高度影响较大;液体罐身应力分布呈正弦函数,幅值和初相受跌落高度影响较大;固体罐身应力分布在平跌落与45°角跌落下分别呈指数函数和二次函数,受跌落高度影响不大。结论 内容物不同,容器的静态压缩实验结果不同,动态冲击实验结果有显著差异,跌落方式对容器的动态跌落结果有较大影响。     

Impact force on downstream bed of weir by free overfall flow

Abstract

According to previous experimental studies on free overfall, the main influencing factors of the local scour downstream of a drop structure were found to be the impact position of the nappe flow and the force striking on the channel bed. In this study, the pressure transducers and strain amplifiers, which did not disturb the flow field, were set up to measure the pressure distributions along the streamwise direction downstream of the weir. The data were recorded through an A‐D converter and compared with the data collected by Moore (1943) and Rand (1955). Expressions for the impact position and impact force of the flow nappe derived from the experimental results and the theoretical analysis. The relationship among weir height h, impact position of free overfall L_p , and drop number D were put into the following equation: L_p/h = 1.82D ^0.17.