磁流变弹性体的隔振缓冲器磁路分析

磁流变弹性体是一种新型的功能材料,由高分子橡胶基体掺杂微米级的铁磁性颗粒固化而成,其剪切模量可由外加磁场控制.利用磁流变弹性体开发的隔振器具有无需密封、性能稳定、响应迅速等特点,在小振幅隔振系统中极具应用前景.探讨了隔振缓冲器设计中的相关问题,研究了基于磁流变弹性体的隔振器的磁路计算方法,利用ANSYS软件对其磁路结构进行了分析验证.仿真结果的分析有助于进一步优化磁路结构,使磁场效能得到最大的发挥.     

月球探测器软着陆冲击力学环境研究

针对我国月球探测二期工程中将会遇到的月面软着陆任务,分析探测器的着陆冲击力学环境。提出一种适用于探测器方案设计阶段的着陆冲击力学环境预示方法：利用探测器着陆稳定性试验中测得的缓冲机构作用力作为激励,采用有限元方法求解系统的动力学响应;采用加速度响应的冲击响应谱描述探测器着陆冲击力学环境;用响应谱的包络加上一定的安全系数来确定探测器着陆冲击的最大期望环境。对某探测器的具体分析表明：由于着陆缓冲机构的缓冲特性,软着陆冲击力学环境的能量主要集中在接近准静态的低频段,而在高频段没有比运载发射阶段力学环境更严酷。因此在低频段需要设计专门的试验标准来考核设备     

火炮磁流变后坐阻尼器的设计与可控性分析

以高冲击、高速环境下的某口径火炮反后坐装置为研究对象,讨论了后坐阻力对火炮静止性和射击稳定性的影响,研究了磁流变阻尼器对火炮后坐运动的控制作用。设计了火炮磁流变后坐阻尼器及冲击试验平台;考虑冲击载荷激励下惯性力的影响,建立了火炮反后坐装置动力学模型并进行了计算仿真,对所设计长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验,测试其在冲击载荷下的动态特性,并进行了后坐过程半实物仿真控制。试验结果表明设计的长行程火炮用磁流变阻尼器可有效抑制冲击载荷激励作用,为进一步实现火炮后坐力与行程控制的一体化设计和工程应用奠定了基础。     

聚乙烯缓冲材料多自由度跌落包装系统优化设计

在测试基础上,依据粘弹性力学理论,建立发泡聚乙烯缓冲材料动态非线性本构模型,并成功识别了模型参数;应用此模型在一定高度跌落冲击下,建立了多自由度包装系统动力学方程;依据物品响应加速度小于许用值及材料用量最小化两个原则,进行多自由度系统缓冲包装优化设计并获得最优解;基于最优解结构尺寸,测试了发泡聚乙烯缓冲系统的加速度响应值,数值算例及试验的结果表明理论值与试验值的平均相对误差都在0.8%以内。利用此设计方法可有效地避免欠包装和过度包装,克服了最大加速度-静应力曲线不能设计多自由度缓冲包装设计的弊端     

正矢波激励下简支印制电路板的跌落响应研究

对印刷电路板(PCB)的跌落响应进行了研究,将一对边固定一对边自由的电路板简化为简支梁,建立了其在正矢波脉冲激励下的动力学模型。利用SY11-100气压驱动垂直冲击试验台搭建跌落试验,测得电路板跌落时的脉冲激励以及电路板中心位置的加速度响应,通过与试验结果的对比验证所建动力学模型的正确性。在此基础上,对正矢波脉冲激励的周期以及PCB的材料结构属性对跌落冲击产生的最大应力的影响进行了分析。计算结果表明,电路板跌落冲击产生的最大应力以及达到最大应力所需的时间都与正矢波脉冲激励周期成正比,与材料结构参数λ成反比。     

基于现场跟踪记录的流通环境跌落冲击分析

目的分析流通过程中的跌落冲击数据。方法利用美国拉斯蒙特公司的现场跟踪记录仪,记录流通过程中跌落冲击等环境数据,并结合配套软件Saver Ware的图表分析,应用冲击响应谱理论研究更加合理的包装设计。结果完成了缓冲包装设计运输环境数据的采集,省去了破坏性试验步骤,数据的采集更合理,更有针对性。结论利用冲击响应谱原理,使缓冲包装设计以防护冲击响应为目的,避免了包装设计过于保守而造成的过度包装,降低了包装成本。     

矩形脉冲激励下悬挂式弹簧系统冲击特性的研究

以悬挂式弹簧系统为研究对象,建立了矩形脉冲激励下系统非线性无量纲动力学方程,利用龙格—库塔法对系统冲击特性进行数值分析。以系统加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为反映系统在冲击作用下的响应指标,脉冲激励时间、系统悬挂角为变量,构建了系统的三维冲击谱。讨论了系统悬挂角以及系统阻尼等对冲击谱的影响规律。研究表明,系统悬挂角、阻尼等对系统冲击响应峰值影响显著,增加阻尼可使系统加速度响应峰值明显降低。研究结论可为悬挂式弹簧减振系统的设计提供理论依据。     

一种剪切式磁流变车削减振器的设计与减振试验

将智能材料——磁流变液应用于外圆车削振动控制的研究中。针对普通CA6140车床的结构,通过结构设计、磁路设计研制了一种剪切模式的磁流变车削减振器。建立了基于磁流变减振器的车削系统动力学模型,并通过仿真验证了减振效果。利用有限元法对减振器的磁路进行了优化,优化后磁路面积相对初始设计减小24%,使减振器结构更紧凑,且磁场在非磁流变区域的损耗减小,从而提高了减振器的工作效率。建立外圆车削减振试验系统来对磁流变减振器的减振效果进行试验研究,结果表明减振器可以对车削振动进行有效地控制。     

火炮磁流变阻尼器试验分析与动态模型

火炮磁流变阻尼器工作在高速高冲击条件下,其动力特性及其力学模型与常用的磁流变阻尼器存在较大不同。针对某型号火炮设计了反后坐用磁流变阻尼器,并进行了5种不同电流下的动态测试,验证了该阻尼器对反后坐控制的可行性。由试验分析得,火炮磁流变阻尼器的输出力不仅与控制电流和后坐速度有关,还与高冲击条件下的磁流变效应的复杂性、惯性力、腔体内气体压力等因素有关。提出了用改进的多项式模型描述火炮磁流变阻尼器,该模型具有形式简洁,易于求解逆模型,便于实时控制等优点。通过参数辨识后的模型能较好的描述火炮反后坐过程中阻尼器的输出力。     

可空投系留平台空投跌落冲击响应研究

目的实现可空投系留平台软着陆,为优化可空投系留平台的隔振缓冲设计提供理论参考。方法将可空投系留平台等效为二自由度非线性隔振缓冲系统,在Matlab环境中,采用四阶龙格-库塔方法,对可空投系留平台跌落冲击响应进行数值仿真,并分析系统参数对系留平台中继模块空投跌落冲击响应的影响。结果得到动态响应数据和曲线,避免了大量破坏性试验,得到不同参数条件下的跌落冲击仿真结果。结论根据隔振缓冲仿真系统的动态响应规律,可对隔振缓冲包装的安全性进行评估,实时修改设计参数,有效地提高隔振缓冲包装设计的精确性和经济性。     

一类非线性二自由度弹簧振子的动力学仿真研究

目的研究二自由度正切型系统的动态特性,为缓冲包装设计提供理论依据。方法建立一类正切非线性缓冲系统二自由度振子模型,采用数值仿真手段讨论质量比、频率比、易损件阻尼、缓冲材料阻尼等对振子变形响应的影响规律。结果质量比和频率比对最大变形影响非常小,缓冲材料阻尼对最大变形的影响最显著,是控制材料变形的主要因素。结论通过改变缓冲材料的阻尼来控制缓冲垫的变形,完成相应的缓冲包装设计。     

电脑主机缓冲包装结构缓冲效果的高速摄像评价

为了评价电脑主机缓冲结构的缓冲效果,利用高速摄像测量方法,对电脑主机运输包装件冲击实验进行了冲击响应分析,研究了电脑主机包装件中EPE缓冲垫对电脑主机的防护作用。实验中分别取5,10,15 cm 3个跌落高度,利用跌落冲击瞬间缓冲垫、主机、水平滑台三者冲击作用的瞬态图像,通过采集图像进行处理和分析,得到了电脑主机的位移-时间、加速度-时间曲线以及水平滑台的加速度峰值和衬垫冲击传递率。结果表明,随着冲击高度的增加,电脑主机加速度响应随之增大,缓冲垫的冲击传递率达到50%左右,显示出EPE缓冲结构具有显著的缓冲效果。     

现场发泡包装结构设计系统的开发与应用

根据缓冲包装动力学理论,开发了一套现场发泡包装结构优化设计系统,以适应各种产品的缓冲包装设计。以卫生洁具为例,使用该优化系统设计了该产品的缓冲包装结构,并采用实体跌落实验证实了此种包装结构设计的良好缓冲效果。     

Enhancement of cushioning performance with paperboard crumple inserts

This paper introduces a novel approach to using multi‐layered corrugated paperboard to provide improved protection against severe mechanical shocks and drops. Conventionally, cushion design requires the determination of the maximum expected shock levels or drop heights as well as their probability of occurrence. These are usually determined from statistical analysis of original field measurements or published drop height distribution data. With this approach, it is acknowledged that the cushioning element will provide adequate protection for statistically likely events but not for extreme, statistically unusual, events. A multi‐layer cushioning system made entirely of corrugated paperboard, designed to extend the cushioning protection range to include these extreme events, has been investigated. The main feature of the cushion is the inclusion of a corrugated paperboard crumple element designed to provide the necessary energy absorption for high compression stress levels. The effect of the complex deceleration produced by the crumple element on the product is analysed by means of the shock response spectrum. Experiments have shown that the paperboard crumple insert dramatically extends the protection range of the cushioning system by generally lowering the shock response spectrum, thus extending the cushion curve static load range. This results in a significant increase in the allowable drop height for a limited number of extreme events. Although this approach may be extended to a combination of conventional cushioning materials, the benefits of providing product protection with recyclable paperboard material are significant. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

某乏燃料运输容器减震器设计及验证

目的 研发用于某运输容器的减震器,同时探究减震器尺寸和填充材料的分散性对减震器设计的影响。方法 开展减震器尺寸对运输容器减震效果的分析计算,通过木材抗压强度试验获取木材压缩强度分散性,并使用有限元方法对运输容器进行9 m过重心角跌落分析,并进行9 m过重心角跌落测试验证。结果 一般来说减震器尺寸越大,其吸收能量越多,但其尺寸超过某临界点后减震效果反而下降;低抗压强度的填充木材吸能力不如较高抗压强度的,但填充木材抗压强度较大时,减震器偏硬会导致较大的容器刚体加速度。结论 该减震器设计合理,满足规范要求。填充木材的力学性能分散性,偏大或偏小都会对设计产生影响,因此,使用木材作为缓冲填充材料,设计时需要充分考虑木材压缩强度分散性对缓冲效果的影响。     

蜂窝型缓冲包装系统冲击特性分析

基于MATLAB对蜂窝型缓冲包装系统的冲击特性进行数值分析,研究了蜂窝型缓冲系统在半正弦波脉冲激励下的冲击响应谱,并讨论了相关参数对它们的影响,对该类系统的缓冲设计具有重要价值.     

物资空投包装缓冲设计与分析

目的介绍空投包装缓冲方案设计,包括钢丝绳隔振缓冲系统设计和泡沫衬垫缓冲系统设计,便于更好地选取适宜的缓冲材料和缓冲形式,确保空投的安全可靠。方法针对物资在空投时开伞与着陆等2种冲击工况进行有限元分析计算。根据2种工况所受最大冲击,开展空投包装缓冲方案设计。结果着陆瞬间的最大应力为4.8 MPa,最大位移为0.666 mm;反弹过程中的最大应力为13.3 MPa,y向最大位移为5.49 mm;冲击隔振计算和缓冲衬垫结构校核均通过。结论采用内部泡沫衬垫缓冲、外部钢丝绳隔振的空投包装缓冲方案,缓冲性能优良,满足空投后内装物资完好的设计要求。     

预压缩多层钙塑瓦楞纸板准静态压缩与动态缓冲性能研究

对不同预压程度下多层钙塑瓦楞纸板缓冲衬垫的力学性能以及缓冲特性进行了研究。通过静态压缩试验对比了缓冲衬垫在不同预压缩程度下的力学性能以及缓冲特性。将材料的应力-应变曲线转化为缓冲系数-最大应力曲线,从而获得最小缓冲系数,研究发现压缩率为5%到25%的缓冲材料可以有效地扩大缓冲保护范围。通过连续冲击试验得到了多层钙塑瓦楞纸板缓冲衬垫在连续冲击载荷条件下的冲击响应,利用加速度-时间曲线和冲击放大系数曲线分析了缓冲衬垫的缓冲特性。研究结果将对多层钙塑瓦楞纸板在缓冲包装设计中的应用起到一定的参考价值。     

空降携行装备缓冲包装设计与分析

目的为了提高携行装备的可靠性,对空降携行装备缓冲包装设计方法进行研究。方法通过理论计算获得开伞过载和着陆冲击过载估值,判断空降携行装备缓冲包装设计输入;通过合理选择缓冲包装材料和准确设计缓冲衬垫的厚度,以优化缓冲包装设计方案,并通过地面试验验证设计方法的可行性和有效性。结果通过优化设计,对装备进行缓冲包装防护后,某型空降携行装备着陆冲击由48.7g降至17.7g,能保证空降携行装备着陆后的完好和正常使用。最大过载计算值与实际测量最大过载值差距较小。结论所用计算方法可用于空降携行装备缓冲包装设计,缓冲包装设计不仅可保护装备,而且对其携行具减重具有重要的现实意义。