周向约束对泡沫铝陶瓷复合结构抗弹性能的影响

目前研究人员获得了陶瓷/金属、陶瓷/纤维等复合结构抗弹性能受周向约束影响的大量成果,但尚未针对泡沫铝陶瓷复合结构受周向约束影响特性开展相应研究工作.本文基于试验与数值仿真手段,开展了周向约束对泡沫铝陶瓷复合结构抗弹性能的影响研究,结果表明:周向约束是泡沫铝陶瓷复合结构损伤破坏模式的重要影响因素,对陶瓷板、泡沫板施加周向约束能限制陶瓷板裂纹扩展,增加抗侵彻阻力,有利于增加复合结构的吸能作用,提高复合结构抗弹性能.     

新型复合结构燃气舵动力学特性仿真研究

研究了一种新型复合结构燃气舵动力学特性问题。针对传统采用钨渗铜材料的燃气舵重量大、价格贵、工作效率低等问题,提出了一种新型的由高温合金钢(30CrMnSiA)骨架和耐高温的碳/酚醛复合材料模压制成的复合结构燃气舵。利用Ansys软件对新型复合结构燃气舵的三种不同骨架结构进行了模态分析及瞬态动应力分析。得到了三种舵片的固有频率及相应振型以及在固定冲击载荷作用下燃气舵的瞬态动应力响应曲线及变形响应特性。仿真研究表明,新型复合结构燃气舵具有良好的尺寸稳定性、低密度、价格低廉等优点,且结构动力学特性满足实际工程要求。     

高速自锐侵彻战斗部引信动力学响应与磁场特征研究

在当今军事技术的快速发展中,高速自锐侵彻战斗部在毁伤深埋高价值硬目标与多层建筑时,具有巨大的战略价值。本文通过建立动力学响应和磁场分析模型,深入研究自锐战斗部侵彻6m C40混凝土靶板和多层钢筋混凝土靶板时引信的力学与磁场响应特性,为提高侵彻自锐战斗部毁伤精度提供支撑。在引信动力学响应的研究中,战斗部侵彻混凝土靶板历程,侵蚀后的靶板呈现出漏斗形状,随着战斗部侵彻的深入,应力波的稀疏效应逐渐减弱,战斗部的速度线性衰减,并在最终进入稳定侵彻模式的过程中,速度下降约52%。由于应力波在战斗部内部的传递与叠加导致引信位置检测的过载信号较为震荡。在引信磁场分析的研究中,地磁倾角为90°、地磁偏角为0°（即地磁场垂直于靶板中心线）时,X、Y轴磁通密度幅值小、信号无规律、穿层特征不明显;Z轴磁通密度幅值大、信号规则、穿层特征明显。地磁场强度越大,钢筋半径越大,地磁倾角越大,侵彻靶板层信号特征越明显。而Z轴磁通密度不受地磁偏角影响。     

未爆弹在机场道面下的侵彻弹道研究

研究未爆弹对机场道面的侵彻（侵彻深度、侵彻轨迹以及未爆弹在机场道面下的状态等）以及侵彻过程中可能产生的状况,是殉爆系统能够顺利隧进到未爆弹有效殉爆范围内的关键。影响未爆弹侵彻弹道的因素非常多,且其中一些无法精确知道,导致侵彻弹道有很大的差异。在分析经验计算公式的基础上,对侵彻深度经验公式进行了分析与比较。     

一种基于近场动力学的纤维复合材料仿真加速方法研究

近场动力学是一种使用积分方程来描述材料受力情况的方法,在解决不连续问题上有很好的应用前景。在近场动力学仿真过程中,纤维复合材料的计算需要消耗大量的计算机资源。而庞大的计算量是计算效率低的一个重要影响因素,因此提出一种结合经典弹性力学解析法的加速方法,能有效提升计算效率。引入一种通过误差计算数值迭代收敛速度的评价方法,并完成了纤维复合材料仿真程序开发、迭代误差算法设计和可视化程序开发。经过验证,该程序能有效模拟单层纤维复合材料的位移情况,在迭代误差收敛达到1×10^-8mm时迭代收敛速度提升1倍。     

等几何分析与近场动力学耦合的壳结构裂纹扩展仿真算法

提出适用于壳结构裂纹扩展仿真的等几何分析(isogeometric analysis, IGA)与近场动力学(peridynamic, PD)耦合模型,采用非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline, NURBS)函数精确描述几何模型,将整个模型分为裂纹扩展区域和非扩展区域。将裂纹扩展区域设置为近场动力学区域,基于非连续伽辽金(discontinuous Galerkin, DG)有限元离散的PD Reissner-Mindlin(R-M)壳模型进行计算;在非扩展区域采用等几何分析R-M壳模型进行计算。基于力和力矩平衡原理,进行2个区域的耦合。IGA-PD壳耦合模型可以准确模拟壳结构中的裂纹扩展、分叉和合并过程,可提高计算效率。采用标准算例验证所提出算法的效率和准确性。     

混凝土板裂纹扩展的态型近场动力学模拟

构建考虑混凝土拉压异性和宏观断裂特征的混凝土类材料非局部态型近场动力学本构模型,并通过引入动态松弛、系统失衡判断和力边界等效等算法,构建适于分析混凝土类材料和结构变形破坏过程的态型近场动力学数值模拟体系.通过分组模拟和定量计算,分析算法的收敛性、计算精度和效率等问题;在此基础上开展含不同角度中心裂纹混凝土板的破坏模拟.     

高g值加速度计在高冲击下的失效特性的研究

弹体高速侵彻硬目标过程中,弹载电子仪器特别是加速度传感器承受了高g值加速度冲击作用。主要研究了在冲击环境下加速度计的零漂机理、机械滤波器的保护、加速度计与信号导线的失效分析等问题,研究结果对弹载电子仪器的抗高冲击设计和正常使用具有一定的参考价值。     

基于近场动力学方法的水力压裂过程数值模拟

利用近场动力学方法便于处理多裂纹萌生、扩展和分叉的优点,将其应用于页岩水力压裂过程的数值模拟.结合页岩水力压裂机理提出在近场动力学中由破坏度跟踪裂纹扩展路径,并通过在新生成裂纹面法线方向施加水压载荷的裂纹追踪方法,成功模拟单射孔横剖面开裂水压实验以及单射孔和多射孔水平井纵剖面的水力压裂过程,得到压裂导致的裂纹缝网结构.数值结果还表明初始射孔裂纹会显著影响后续的水力压裂过程.     

基于毗域动力学的机身蒙皮疲劳裂纹仿真

针对航空机身蒙皮结构疲劳裂纹损伤难以开展完整性评估的问题,研究了一种基于毗域动力学的裂纹演化模型,通过构建材料点对间的力函数,建立机身蒙皮结构疲劳裂纹演化的积分方程,给出二维机身蒙皮结构在载荷作用下的孔边疲劳裂纹扩展的计算格式,并结合层流理论对模型方程进行了修正.仿真结果表明,上述方法可以表征裂纹间的于涉效应,实现机身...     

网络渗透攻击测试技术的研究

网络和计算机安全问题已经成为政府、企业必须面对的现实问题.应对安全威胁的途径之一就是采用渗透测试的方法模拟黑客的攻击,本文从宏观上介绍了渗透测试技术的原理和实施步骤,并提出了对未来技术的设想.     

穿甲弹斜侵彻数值仿真

采用显式动力分析程序LS-DYNA,对某型穿甲弹斜侵彻进行数值仿真,计算该穿甲弹斜侵彻装甲板的穿甲情况,计算结果与试验数据相符较好,可为弹体结构优化设计提供重要参考依据.     

低空突防可视化仿真平台开发

针对我国航空业对低空突防技术日益迫切的需求,为低空突防试飞提供必要的技术支持,以更好更快地开展试飞方法和试飞员培训技术的研究,开发了一套工程化的低空突防可视化仿真平台;该平台在某型飞机模拟器基础上,设计了基于自适应遗传算法的静态航迹规划和基于电荷法的动态航迹规划;开发了基于VP平台的视景系统,针对于低空突防任务,添加了全任务大地型、带导引框的平显和下显;该平台已用于低空突防试飞员初级培训中,实验结果和试飞员评述表明,该平台完全达到了低空突防演示验证和试飞员低空突防初级培训的要求.     

一种有限元侵彻仿真模型的参数优选方法

在侵彻问题的有限元仿真中,为了提高仿真精度,将仿真试验误差分解、控制在有限元分析的各个阶段,引入了正交试验设计理论,对侵彻试验方案进行了组配、评估及优化,确定了仿真算例的最佳参数设置.采用方差分析的方法,研究了网格划分、接触算法的选择对仿真试验结果总变差的影响程度.研究结果表明:在显著性水平α=0.1下,单元尺寸、单元形状对仿真精度的影响呈高度显著,是影响仿真精度的主要因素;而两种二维接触算法在本算例中是影响仿真精度的次要因素,对仿真精度的影响差别不大.     

陶瓷基复合材料粘接构件超声特征研究方法

新型航天器机体外层陶瓷基复合材料隔热构件在粘贴过程中会产生缺陷,不利于航天器的飞行安全.针对一种陶瓷基多孔复合材料粘接结构构件,利用自主研制的超声C扫描自动检测系统,研究构件粘接层缺陷的超声检测特征.考虑材料多孔性和各向异性会导致超声数据多噪音,采用自适应小波阈值算法对超声信号进行去噪,从而提高透射声波的信噪比.在此基...     

介质多模滤波器的仿真设计

文章介绍了一种新型的工作在3.5GHz的三模介质波导滤波器,设计采用介电常数为36.5的低损耗介质材料.通过改变矩形介质的对称性,使该滤波器中的三个简并模式TE101,TE011和TM110之间产生相互耦合,并可在特定的位置形成传输零点.文章通过三维电磁仿真软件设计了一款基于三模谐振器技术的七阶滤波器,由两个三模谐振腔与一个单模谐振腔级联而成.与单模介质波导滤波器相比,体积更小,性能更优.     

水下结构声辐射问题之计算机仿真

该文采用混合有限元／边界元法计算水下结构物声辐射问题。为有限元软件包Nastran开发的Fortran代码用于计算外域流体的附加质量和附加阻尼,DMAP实现：Fortran代码与Nastran的结合,成功实现了应用现有有限元软件计算无界流域种结构辐射噪声的问题。采用Patran前后处理软件实现了对水下结构响应及其辐射声场的仿真。