磁环型准零刚度隔振系统动态特性

特种车辆由于其作战、行驶环境复杂多变，使乘员及车载大型精密设备常暴露于低频大幅振动环境中，直接影响作战功效，甚至危及生命安全、引发严重的设备故障。为有效隔离其低频振动，开发了一种磁环型准零刚度隔振系统，对其系统刚度特性和隔振特性进行了理论与实验研究。基于磁电理论和刚度耦合理论，建立正、负刚度理论模型，获得了系统等效刚度，对其刚度机理与参数特性进行分析；进一步建立准零刚度隔振系统的非线性动力学模型，采用谐波平衡法和牛顿-拉夫森迭代法对系统非线性动力学方程进行求解，分析与评估其隔振特性，并搭建实验台进行验证。研究结果表明：负刚度机构具有明显的负刚度效应，与正刚度系统配合，可产生较宽的准零刚度区间；与线性系统相比，该准零刚度隔振系统隔振频带向低频区拓宽71.9%,共振峰值降低65.7%,稳态区间下位移响应幅值下降75%,加速度响应幅值下降80%,具有更宽的隔振频带和更大的振动衰减率。     

弹载任务设备抗高过载方法研究

针对某特种炮弹弹载任务设备的结构特点和受力环境,设计了由橡胶垫和碟簧组合的复合减振装置,经仿真计算,该装置能有效减缓结构受到的冲击,变形值亦在其许可范围之内。此外,通过改善连接关系、对关键器件采取封装固化等措施从结构设计上提高抗高过载能力。经试验验证,抗高过载设计方法合理可行,满足系统的隔振抗冲要求。     

水下爆炸双体船隔振性能数值仿真与试验研究水域

为了检验水下爆炸载荷作用下某双体船隔振系统设计的合理性,建立了双体船有限元模型,运用大型有限元分析软件ABAQUS,对安装隔振系统后双体船结构在爆炸载荷作用下的冲击响应进行了仿真,采用流固耦合方法考虑空化效应和材料应变率的影响,预估双体船隔振性能。仿真结果表明,双体船经隔振设计后,在水下爆炸载荷作用下,船体底部的塑性变形显著减小,船体的垂向加速度峰值衰减率超过95％。经海上爆炸试验验证,数值仿真结果与试验值吻合良好,双体船隔振系统设计合理。     

基于三维数字图像相关方法的水下冲击载荷作用下铝板动力学响应研究

基于数字图像相关（DIC）方法搭建了三维动态 DIC方法测试系统,利用冲击加载实验设备,对喷涂散斑的铝靶板进行冲击加载实验,获得了靶板的实时离面位移场;并利用安装在水靶舱壁面的压力传感器,测取了水中冲击波压力时程曲线;建立了针对冲击实验的二维轴对称仿真模型,分析了水靶舱内冲击波的形成与传播过程以及靶板的动态响应变形进程。研究结果表明,靶板的变形是由边界向中心呈环形扩展的,而且靶板极容易在法兰约束边界处出现剪裂现象。靶板实时变形与测点压力时程的实验值与仿真值具有良好的一致性,这表明结合三维动态DIC方法测试系统与等效加载设备可以实现对结构的水下冲击响应分析研究工作。     

转子系统冲击响应谱分析法研究

传统冲击响应谱分析计算方法如动态设计分析方法(DDAM)无法考虑阻尼效应,也无法求解运转状态下转子系统的冲击响应。提出了一种考虑阻尼效应的转子系统冲击响应谱分析方法,其中的阻尼模型选择了比例粘性阻尼模型,转子的旋转效应通过对系统施加一个幅值等于转子质量偏心惯性力的简谐激励力来模拟。该方法主要基于模态分析和线性叠加原理,通过模态分析、速度谱模态响应计算和最后的模态响应合成,得到了系统的最大位移响应和最大应力响应。用一个工程实例,比较了该方法与实时时域分析法的计算结果,误差在工程允许的范围之内,证明了该方法的有效性。     

软特性刚度在被动式Stewart隔冲平台中的应用研究

运用ADAMS软件建立被动式Stewart隔冲平台的动力学模型。对软特性刚度对隔冲平台动态刚度及冲击响应的影响进行了分析,并与线性刚度和冲击试验进行对比分析。结果表明:当单个隔冲器采用软特性刚度时,被动式Stewart隔冲平台的水平和垂直方向动态刚度均呈软刚度特性,且垂向动态等效刚度大于水平动态等效刚度。与限定位移相比,初始刚度对冲击响应的影响更大,初始刚度增大,冲击隔离率迅速下降。与线性刚度相比,软特性刚度系统可以有效降低被隔离设备的加速度响应幅值。仿真冲击隔离率和峰值发生时刻与试验结果比较接近,表明了仿真模型的有效性。     

内爆炸准静态压力对球形容器弹塑性动态响应的影响

利用单自由度模型对球壳弹塑性动态响应过程进行力学分析并推导出解析解,得到等向强化双线性弹塑性球壳在考虑准静态压力的内爆炸载荷作用下径向位移响应公式,解析结果与数值模拟结果吻合较好。对屈服发生于首个脉冲阶段和准静态压力阶段的两种情况进行分析,获得了准静态压力对球壳弹塑性动态响应的影响规律。研究发现,若屈服发生于准静态压力阶段,进入屈服阶段时刻会受准静态压力幅值影响,随准静态压力的增大而减小;无论屈服发生于哪个阶段,最大位移均出现于准静态压力阶段,且出现时刻有明显差异,最大位移值随着准静态压力幅值的增大而显著增大;与弹性响应结果相比,在弹塑性响应分析中准静态压力幅值对最大位移的影响更为显著。研究表明,在炸药的威力评估工作中,针对准静态压力效应采取结构弹塑性响应分析更有实用价值和指导意义。     

超磁致伸缩驱动器输出特性的实验研究

介绍了超磁致伸缩驱动器的特点和应用情况,论述了驱动器结构和内部磁路设计方法,对采用国产材料研制的驱动器位移及力的输出特性进行了测试,并对该驱动器在低频范围输出力的频率响应进行了实验。实验结果表明,该驱动器具有理想的动静态输出精度和输出范围,可以用于精密设备的低频主动隔振平台中。     

非线性缓冲隔振系统动力学分析

针对自行火炮系统内的机电设备,依据冲击缓冲和隔振的要求,进行了抗冲击隔振装置的设计与分析。建立了碟簧和金属丝网隔冲系统的非线性模型,对其缓冲和减振性能进行分析计算。计算表明,缓冲隔振系统达到了减小车载机电设备所受的强烈冲击振动、提高机电设备工作的性能和使用寿命的目的。     

光纤阵列光学扫描器

介绍了一种用于大幅面彩色图文介质信息扫描输入的新型光学扫描输入系统。它由光纤陈列扫描头、照明装置、ＣＣＤ摄像机组成。光纤陈列扫描头采用双组光纤陈列线／面转换器单端耦合设计制作，又起传像转换作用。该装置光学分辨率高（５４８ｄｐｉ）、扫描范围大（Ａ０幅宽、任意幅长）、结构紧凑、扫描速度快、易加固。     

冲击谱在舰载设备抗冲击设计中的应用

介绍了冲击谱的计算原理和方法,设计了一个小型浮动冲击平台水下实爆试验,测量了舰载设备在水下爆炸冲击载荷作用下的冲击响应并计算了冲击谱,测量及分析结果表明:浮动冲击平台试验是舰船设备抗冲击性能考核的有效方法,设备安装频率是设备抗冲击性能的关键,冲击谱可以为舰船设备防护措施的改进提供依据。     

冲击响应谱在惯导减振防冲设计中的应用

根据冲击原理,研究惯导减振系统在半正弦冲击激励下的响应特性,绘制了惯导系统在半正弦冲击激励下的冲击响应谱图。根据冲击响应谱图,可为惯导系统防冲设计提供正确、有效的理论依据,同时,为使减振器同时具备减振、防冲两种性能,冲击响应谱对于减振器关键参数选择、减振系统优化也具有重要应用价值。最后文章依据该研究结论,对某惯导系统进行了实际设计计算。     

舱内设备对爆载荷毁伤效应影响的对比分析

舰艇舱室内常按其功能要求安装布置有不同的设备,目前舱室内爆毁伤相关研究主要关注毁伤元对无设备舱室结构的毁伤,而很少考虑舱室内设备对于毁伤效应的影响。基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立了带加强筋舱室模型,分别分析了没有安装设备、安装一台设备和对称安装两台设备等三种工况的舰艇舱室,在受战斗部装药内部爆炸载荷作用时舱室结构和设备机柜等效物的毁伤情况,对比分析了设备对毁伤效应的影响。通过对比分析三种工况下毁伤过程、测点压力变化及舱壁飞散速度的结果表明,爆炸发生后,受设备遮挡作用,不同数量的设备将对舱室内部流场分布及角隅部位冲击波的汇聚产生影响,降低了舱室内的最大超压值、改变了最大超压出现的位置,使舱室结构的破坏过程发生变化。     

有限空间内部爆炸研究进展

分析了有限空间内爆炸的能量释放特点和毁伤方式,从冲击波特性、热效应、准静态压力、结构动态响应、数值模拟、炸药综合威力评估6方面综述了有限空间内爆炸作用的研究,认为应建立表征内爆威力的屋顶举起实验装置,加强多毁伤元耦合作用对目标破坏的研究,将屋顶举起作功能力和准静态压力纳入内爆炸威力评估体系,建立科学、有效的内爆炸威力评估方法。     

某浮动冲击平台外载荷与冲击环境分析

为了进行舰载设备在接近实战条件下的抗冲击考核,设计并建造了浮动冲击平台。为摸清浮动冲击平台在一定外载荷下的冲击环境,进行了三次水下爆炸试验,采用1 kg RDX 装药在距离平台不同距离处爆炸,分别对平台外载荷和冲击环境进行了测量;外载荷测量结果表明：装药在水下5 m 爆炸时产生明显的气泡脉动载荷和空化效应,加强了对平台本体的冲击作用;冲击环境测量结果表明：冲击响应从迎爆面到背爆面有逐渐减小的趋势,迎爆面冲击谱速度达到5．3 m／s,位移11 cm;冲击环境满足Ⅲ类区域冲击环境要求。     

带有预应力的空间管路随机振动分析

针对带有预应力的空间复杂管路结构,在静力分析的基础上,开展振动模态分析及随机振动响应分析,对比不同安装方式对管路的变形、应力、频率特性、随机振动响应的影响.通过研究给出内压、固定方式对管路动态特性的影响,为工程研究提供基础.     

水下爆炸冲击波作用下空气背衬平板的运动

运用一维平面波理论,得到了空气背衬平板对水下爆炸冲击波响应的波动理论公式。通过比较波动理论公式与Taylor公式的计算结果,表明二者在平板波阻抗远大于水介质时具有很好的一致性。但是当平板的弹性模量和密度减小时,Taylor公式的误差增大,而波动理论公式则仍具有很好的精确性。相同质量的平板在相同的水下爆炸冲击波作用下的最大速度与平板的弹性模量和密度成反比,而不同厚度的钢板对相同水下爆炸冲击波响应的计算结果表明,平板的厚度与最大速度成反比,但增加平板厚度并不能达到很好的隔振效果。     

商用车驾驶室悬置隔振系统设计

利用ABAQUS软件对驾驶室进行了自由模态分析,得到了驾驶室的固有频率和振型;结合隔振器布置原则确定了隔振器的支撑方式和布置位置;建立了驾驶室的双层隔振系统数学模型;设计了该系统的刚度和阻尼;对隔振系统进行了隔振率台架实验,通过MATLAB软件处理实验数据得到隔振系统的隔振率．结果显示,隔振系统的隔振效果良好．