舰船碳纤维复合材料抗砂石冲击测试技术研究

在海洋滩涂环境中,碳纤维复合材料易遭受砂石冲击,为了研究砂石冲击对碳纤维复合材料的损伤情况,有必要对砂石冲击测试技术进行研究。基于压缩空气炮系统对砂石进行加速,采用高速摄像机获取砂石冲击的瞬时速度,得到砂石冲击碳纤维复合材料的瞬时能量值。冲击完成后,采用超声探伤仪对冲击区域进行无损检测,获取碳纤维复合材料遭受冲击后的内部损伤情况。试验表明,采用该测试技术能够很好地描述碳纤维复合材料遭受砂石冲击的过程。当砂石冲击能量大于0.5 J时碳纤维复合材料的主要损伤形式为纤维断裂损伤,采用弹性涂层可以有效地提高碳纤维复合材料抗砂石冲击的性能。研究结果为舰用碳纤维复合材料的抗砂石冲击研究奠定了一定的技术基础。     

碳纤维增强复合材料冲击缺陷脉冲涡流无损检测仿真与试验研究

为了对碳纤维增强复合材料( CFRP )冲击缺陷进行检测,提出基于磁通密度y分量的脉冲涡流检测法。通过有限元仿真,分析电导率差异对涡流磁场的影响。通过实验研究,利用小波包能量法验证仿真结果的准确性。仿真与实验结果表明：基于磁通密度y分量的脉冲涡流检测法可以有效识别冲击缺陷,并且能够区分不同冲击大小对碳纤维增强复合材料损伤的差异。     

碳纤维材料在混凝土加固中的应用

碳纤维材料具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电、导热和远红外辐射等诸多优异性能。它的出现和广泛运用将会改变我们的生活方式和提高我们的生活质量。本文从碳纤维复合材料的优异性能、加固原理、施工工艺等方面论述了碳纤维材料在土木工程中的应用,具有一定的推广意义。     

冲击作用下七元石英传感器动态性能研究

石英传感器已被广泛应用于冲击波剖面应力的测量。通过1.16 GPa冲击作用下七元石英传感器与分流型、短路型单元石英传感器的对比实验研究表明:七元石英传感器测量单元的压电电流特征与短路型单元石英传感器基本相同;中心测量单元受边缘效应等因素的影响较小,压电电流斜升幅度相对最小,其性质类似于分流型单元石英传感器,可特别应用于空间非均匀冲击作用分布等的测量。     

冲击载荷作用下滑动轴承油膜压力与应力研究

对动载滑动轴承雷诺方程进行推导,基于有限差分法求解雷诺方程,得到油膜压力分布,并由接触力学分析求得轴承应力。将计算结果与有关研究结论进行对比分析,验证了计算模型的有效性和合理性,并对比分析了阶跃、正弦、孤峰波形冲击作用下滑动轴承油膜压力分布特征。进而对计算方法工程化,研究某舰用齿轮箱滑动轴承在冲击载荷作用下的油膜压力与轴承应力分布,计算结果表明:冲击作用下油膜压力三维分布近似为一连续的抛物面分布,轴承与轴颈接触表层的最大应力逐渐向内表层移动,越靠近接触表面,轴承与轴颈接触表层的最大应力越大,且最大应力产生于最大流体动压力区域。     

冲击试验波形检测

介绍冲击试验的方法与冲击试验台的设备以及以计算机为核心的冲击试验波形检测系统的主要功能。     

飞行试验冲击参数测试技术研究

飞行试验的参数测试涉及到传感器、采集器以及记录器等许多环节,任何环节出现问题都会给最终的测试结果带来误差,因此,需要对每一环节进行认真分析、试验。针对3种飞行试验冲击参数测试系统进行分析、试验和对比,最终设计出满足飞行试验需求的冲击参数测试系统。     

碳纤维层合板冲击吸能有限元模拟

为预测复合材料结构的冲击吸能效果,用三维有限元法模拟金属圆柱体冲击碳纤维层合板的过程．层合板被简化为三维正交各向异性材料板;采用Abaqus提供的vumat等扩展编程接口,用FORTRAN编写程序表征材料的弹性、强度和累积失效,实现动态破坏过程仿真;计算结果与冲击试验结果具有可比性．Abaqus的显式分析方法结合编程接口可用于层合板的冲击吸能仿真,结果的准确性取决于用户建立的材料模型．对不同速度、质量和直径的金属圆柱体的冲击进行计算,结果表明在穿透情况下,随着圆柱体速度的增加,圆柱体的动能衰减增多,而系统动能的减少相对稳定,因此后者更适合于临界速度的计算．     

水下爆炸冲击载荷作用下舵的动态特性

利用Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE)有限元方法求解爆炸冲击过程中的流固耦合问题:采用ALE算法描述流体和炸药模型,采用Lagrangain方法描述舵结构模型,不同介质间的界面采用接触罚函数耦合算法。应用有限元软件ANSYS/LS-DYNA仿真模拟舵遭受TNT炸药爆炸冲击作用的全过程,得到舵的应力云图、位移云图,典型位置压力时间历程,加速度时间曲线等冲击响应。计算结果表明:利用A L E方法可以预估舵在水下爆炸冲击载荷作用下的损伤情况,为舵的抗冲击设计提供依据。     

碳纤维困局首家碳纤维民企生存启示录

被誉为“新材料之王”的碳纤维,从“看上去很美”的战略性新兴产业,迅速跌入全行业亏损的深渊。这l80度大逆转,是垄断势力的恶意围剿,还是产业内耗的激进罚单？     

光纤Bragg光栅传感特性的实验研究

针对光纤Bragg光栅的温度和应力特性进行了实验研究。实验结果表明:光纤光栅的Bragg波长随温度和轴向应变的变化呈现出良好的线性和重复性;光栅的涂敷材料、支撑材料不会改变它的线性和重复性,但对其灵敏度有显著的影响。实验结果可以作为对光纤光栅进一步深入研究的参考。     

Numerical simulation and experimental study on electrothermal properties of carbon/glass fiber hybrid textile reinforced concrete

Carbon/glass fiber hybrid textile reinforced concrete is a relatively new composite material with good mechanical capacity and excellent electrical conductivity.Both small-scale slab heating experiments and numerical simulation are presented in this paper.Temperature variation curves obtained during heating indicate the effects of environmental temperature,heat-conducting layer thickness and electric heating power.Comparison of temperature rising between the situations with and without thermal isolation lay...     

重物撞击圆板时的冲击力计算研究

研究了重物对圆板的冲击问题．采用伽辽金原理及拉普拉斯变换推导出了物体对圆板的冲击力解析表达式．通过数值实例,讨论了圆板半径、板厚、缓冲垫刚度、重物下落高度、重物质量等因素对重物对圆板冲击力影响,并绘出了冲击力随时间的变化曲线．算例表明：用该法求冲击力问题,不但比传统的Hertz接触理论更接近真实情况,而且计算简便,便于工程设计人员应用．     

多模光纤光栅的应变传感特性

主要对多模光纤光栅的应变传感特性进行了实验研究,实验结果表明,光纤光栅的Bragg波长随轴向应变的变化呈现出良好的线性关系,而且其重复性相当好。实验测得的应变灵敏度为0.0011nm/(×10-6),与理论计算值相符。这些特性与单模光纤光栅的传感特性基本相同,因此可以用多模光纤光栅代替单模光纤光栅制作光纤传感器以降低成本。实验结果可以作为对光纤光栅进一步深入研究的参考。     

碰撞条件下常用混凝土模型比较

通过数值试验分析Holmquist-Johnson-Cook（HJC）,Concrete-Damage（DAM）和Kinematic-Hardening-Cap（KHC）等常用混凝土模型在侧向撞击、单轴压缩和单轴拉伸条件下的响应特征,研究各模型对碰撞情形的适应性,结果发现：对于侧撞,当撞击速度不大时,各模型所得撞击力结果基本一致;DAM模型因不能有效控制拉伸体积变形可能造成位移过大;HJC模型能较好地考虑应变率效应,预测的单轴动态压缩强度与实际强度较为符合;HJC和KHC模型没有考虑拉伸和压缩子午线的区别,HJC预测的拉应力可能严重偏离其材料强度,而KHC模型在极限状态下很容易发散,无法预测正确结果。     

基于FSR的假肢手抓握力控制

为了帮助上肢残疾者稳定抓取日常物品,提出了一种基于力敏电阻(FSR)的假肢手抓握力控制方法.FSR采集假肢手抓取力,并根据抓握力及其梯度,建立了假肢手抓握力模糊估计模型.然后将模糊控制器应用于假肢手抓握力控制,并采用试凑法得到模糊控制参数的值.假肢手抓握实验表明:所提出的基于FSR假肢手期望抓握力的估计和抓握力控制的方法是有效的.     

基于QCM的不同形貌ZnO的湿敏性能研究

通过水热法制备了粒状和片状两种不同形貌的ZnO,以这两种形貌的ZnO修饰QCM作为湿度传感器,结合饱和盐溶液法(相对湿度:11％～95％RH)和H2O分子在ZnO上的吸/脱附机制对此新型压电传感器的湿敏性能(线性度、响应时间和回复时间)进行评价和研究.实验结果表明:粒状ZnO修饰的QCM传感器相较于片状ZnO修饰的QCM传感器线性度更好,响应时间和恢复时间更短,且该型传感器在低湿条件(33％,55％ RH)恢复时间大于响应时间而在高湿条件(75％,85％,95％ RH)恢复时间小于响应时间.实验和理论研究说明:ZnO微观形貌对该型传感器湿敏性能至关重要,而H2O分子在ZnO上的吸/脱附机制决定了其恢复/响应时间随湿度变化的技术特点.     

光纤光栅传感系统在打入桩中的埋设工艺试验研究

根据光纤Bragg光栅（FBG）传感系统应用于某工程混凝土管桩测试的现状,对该传感系统的抗击打性能进行了试验评价,发现法兰盘接头和附近的区域最易发生破坏,数据连接线也易损坏,而FBG传感器最不易破坏。根据以上试验结果,提出了相应的减振措施,采用粘扣、塑料管、麻绳等手段进行保护,并通过试验验证了此种保护措施的减振效果。     

光纤Bragg光栅的反射特性研究

阐述了由耦合模理论得到的光纤Bragg光栅的反射率的表达式 ,并且由此表达式导出了光纤Bragg光栅的反射特性 ,反射中心波长为λB=2 ·neff·Λ。进而理论分析了反射波长λ、光栅栅距Λ ,折射率微扰的最大值Δnmax、光栅区长度L和反射率Rg 之间的关系。