弹丸侵彻混凝土靶的MSC.Dytran数值模拟

采用嵌入高压状态方程的Johnson-Cook混凝土本构模型,利用有限元程序MSC.Dytran,对动能弹以200～1000m/s的速度侵彻混凝土靶板进行数值计算,得到弹体的速度曲线、加速度曲线及不同弹体初速度下的最大侵彻深度;并结合弹体几何相似准则,给出弹体无量纲初速度和无量纲最大侵彻深度间的关系.     

保温热力管有限元热固耦合分析

节能是保温热力管道设计的主要任务之一。利用ANSYS有限元软件进行热力管道和保温层的热-固耦合分析。通过建立模型,确定条件和参数,先后进行热分析和结构分析,得到热力管道和保温层沿定义路径各处的温度场和应力场。分析结果不仅为热力管的保温设计提供参考数据,还为热力管道的节能设计提供帮助。     

弹丸侵彻土壤及混凝土介质的MCA方法研究

采用MCA方法，对弹丸侵彻土壤及混凝土复合介质进行二维模拟，给出靶板的破坏变形过程，得到了侵彻过程中弹丸速度变化曲线及侵彻深度与着靶速度的关系曲线．数值模拟结果与已有的实验现象相吻合．从而说明MCA方法在弹丸侵彻复合介质的研究上是很有效的。     

尖卵形弹丸侵彻薄靶板数值模拟

为研究尖卵形弹丸侵彻薄板时弹丸的剩余速度及靶板的失效形式,运用AN-SYS/LS-DYNA动力显示分析软件对不同头部形状系数和着速的弹丸侵彻不同厚度薄板的过程进行数值模拟,得到弹丸剩余速度、靶板破坏形式、能量和过载曲线。分析结果表明弹丸的剩余速度和过载受着速影响,靶板厚度和弹丸头部形状系数减小,剩余速度增大,靶板破坏形式由单一花瓣型转变为伴随冲塞和韧性穿孔的形式.     

增强型地热系统热固流耦合数值模拟与分析

为了研究增强型地热系统热储段温度场分布的特点,以及系统在开采过程中结构性能的评估和利用效率变化的规律,结合北京市地质结构活动探测的结果,建立了增强型地热系统热固流耦合微分控制方程,提出了天然裂隙-断层模式热固流的二维数学模型。基于离散裂隙网络模型,对裂隙-断层模式的岩体-水流耦合换热过程进行数值模拟与分析。通过不同算例设置,进行了12 a的计算研究,分析了水流流速、地层断距等因素对岩体温度场、水流温度场的影响效果。在此基础上,总结了不同生产距离水流出口温度和不同岩体固定距离点温度随时间的变化规律。     

叠层靶对低速弹丸的抗侵彻性分析

层间界面位置对由薄厚两层钢板组成的叠层靶的抗侵彻性具有重要影响.本文对低速弹丸侵彻叠层靶问题进行了量纲分析和数值模拟,对层问界面位置对叠层靶抗侵彻性的影响规律进行了研究.分析认为:弹丸低速侵彻中厚靶条件下,随着叠层靶界面位置沿弹丸侵彻方向的移动,叠层靶的抗侵彻性先增大后减小,并存在一个极大值.典型试验结果表明:在给定试验条件下,上下层厚度比为2.0的叠层靶,抗侵彻性明显好于上下层厚度比为0.5的叠层靶.     

汽轮机通流部分热-流-固耦合数值模拟计算

利用Fluent软件建立某汽轮机调节级及高压前四级的三维模型,采用标准k-e模型对其内部进行热-流- 固耦合数值模拟,详细分析了内部流场的气动性能,并与热力设计值进行详细比较,掌握了汽轮机调节级及压力 级进行气动性能分析的方法,结果表明所建立的数学物理模型正确,得到的结果可信。     

乘波飞行器连接结构的热固耦合分析

高超声速飞行器设计中的主要问题是气动加热时引入的高温对结构的不利影响,乘波体前缘连接结构的热结构设计显得尤为重要。文章提出一种计算高超音速乘波体的热固耦合分析方法,重点对乘波体连接结构的受热和受力情况进行分析,并讨论了冷热壁面转换迭代次数及接触热导、表面辐射系数对计算结果的影响,从而为乘波体连接结构的热场及强度分析提供有意义的指导和参考。     

弹丸侵彻金属凸体的偏转特性分析

为了研究弹丸在侵彻凸体时所产生的偏转及其影响因素,利用LS-DYNA3D显式非线性动态分析有限元程序,建立了一种研究弹丸侵彻金属凸体偏转效应的有限元分析模型。对弹丸侵彻金属凸体过程进行了数值模拟,分析了金属凸体的形状、尺寸和空实心情况等因素对偏转效果的影响,得到了反映弹丸侵彻各类凸体时的偏转特性曲线。进行了小规模试验,与数值模拟结果进行了比较,得出了优选导偏体的相关结论,为设计抗弹丸侵彻结构提供了依据。     

弹体侵彻混凝土深度计算公式分析

对目前应用较广的弹体侵彻混凝土深度预估经验公式进行了讨论，与实验结果和理论模型对比表明，在运用经验公式时应注意公式的应用范围等。     

弹丸斜侵彻多层金属间隔靶特性研究

通过对不同初速和着靶角度的弹丸侵彻多层金属靶的数值模拟以及仿真结果与试验的对比分析,得出了弹丸与间隔靶作用过程中的物理图像和时空演变规律.研究结果表明:随着弹丸对不同层的侵彻,弹丸速度呈台阶式下降,弹丸姿态随弹丸穿靶过程中速度的减小而改变加剧;弹丸速度快速下降的时空点对应于弹丸的过载峰值位置;弹丸速度的阶跃次数和过载峰值次数与弹丸侵彻靶板的层数相一致;随着着靶角度和弹丸初速的增加,弹靶作用过程中弹速、过载和攻角在对应位置上均呈增加趋势.     

弹丸侵彻Al2O3陶瓷的分析模型

本文测定了１２．７ｍｍ钨芯脱壳弹对四种Ａｌ２Ｏ３陶瓷穿甲过程中的相关参数,并结合瓷的机械性质建立了分析模型和拟合出穿甲复合系数Ｋ值表达式,由此分析其影响因素。     

弹丸侵彻不同间距靶板的过载特征分析

为分析弹丸倾斜入射不同间距硬目标的侵彻过载特征,运用ANSYS/LS-DYNA软件,对弹丸以不同初始速度倾斜侵彻不同间距的三层混凝土靶板的侵彻过程进行了模拟,获取了弹丸侵彻靶板的速度、加速度变化曲线.通过对不同着速弹丸的速度、加速度的变化情况进行分析,总结了其变化规律.分析结果可为以计层计空穴方式起爆的硬目标灵巧引信设计提供理论支撑,同时对抗高过载加速度传感器的选择也具有参考价值.     

基于ANSYS的滑动摩擦热结构耦合分析

利用ANSYS有限元软件分析了在摩擦热和力场的耦合作用下,材料摩擦表面滑动接触区的局部温度变化、应力变化等特性．结果表明：在摩擦滑移过程中,磨损表面相当于接受固定热源作用,接触区温度逐渐上升,温度存在起伏波动现象,温度最高点在接触面中线区域,温度从接触面向四周呈递减趋势,而且温度梯度越来越小;同时,接触应力、摩擦应力也发生变化．滑动过程的热效应问题研究将有助于揭示接触过程中材料表面磨损机理．     

平板气膜冷却热固耦合特性的分析

为分析气膜冷却方法的综合冷却效果和可靠性,采用热弹耦合的计算方法对带气膜孔平板的冷却过程进行数值模拟,获得平板内部温度和热应力的分布特征,比较不同吹风比和不同气膜孔型对冷却效果的影响。结果表明:内部冷却和金属导热使固体内部温度分布较为均匀,热应力集中在气膜孔的前缘和尾缘。与传统圆孔相比,扇形孔和双射流孔能够显著提高冷却效率并降低热应力。该结果可为燃气涡轮叶片的冷却设计提供参考。     

数值建模方法对混凝土靶板侵彻过程的影响

混凝土靶板侵彻过程中,弹丸通常会受到骨料及砂浆带来的非对称力作用,导致弹丸质量非对称磨蚀,造成弹丸偏转,影响精确打击目标的效果。从细观组成出发,将混凝土看作是由骨料、砂浆和二者之间的界面过渡区构成的三相复合材料。介绍了3种不同类型随机骨料模型的程序语言实现方法及各自的建模特点,结合连续介质模型,采用动力学分析软件LS-DYNA对S.J.Hanchak的部分混凝土靶板侵彻试验进行了数值模拟,考察了细观组成对弹丸剩余弹速及偏转角的影响,为细观力学层次上混凝土靶板侵彻问题数值模拟方面的研究提供一定参考。     

弹丸侵彻铝合金靶过程的装药剪应力动态响应

为研究弹丸侵彻硬质目标过程的装药剪力变化规律,运用LS-DYNA动力分析软件对弹丸侵彻铝合金靶过程进行数值模拟并分析了观测点的剪应力.结果表明：侵彻过程中的装药前端沿径向方向,越靠近装药边缘剪应力和残余剪应力越大;中部和后部变化不明显;沿装药轴向,越远离装药头部剪应力和残余剪应力越小.模拟结果对装药弹丸的设计及安全性研究具有参考意义.     

平板感应加热磁-热耦合场的数值模拟研究

针对～种双线圈平板感应加热装置,利用ANSYS有限元分析软件对其感应加热过程中的磁—热耦合场分布进行数值模拟,通过对交变磁场产生涡流的分析,得到不同频率下平板各点温度随时间变化的分布图,以及整个加热过程中的温升特点.结果表明,这种双线圈平板感应加热装置对平板感应加热的温升速度有很大的提高,从而对平板的快速感应加热工艺的运用与改进具有一定的指导意义.     

弹丸侵彻混凝土介质的MCA方法研究

采用MCA方法,对弹丸侵彻混凝土介质进行二维模拟,不同元胞尺寸的模拟结果表明,侵彻深度要达到类似试验结果,采用3mm以下的元胞尺寸是必要的。给出靶板的破坏变形过程,得到了弹丸速度与时间变化曲线及着靶速度与侵彻深度的关系曲线,该模拟结果与试验所得数据基本吻合,从而说明MCA方法在弹丸侵彻混凝土介质的研究上是很有效的。     

JH-2模型参数确定及花岗岩重复侵彻数值分析

为研究重复侵彻下花岗岩靶板的动力响应,运用非线性动力分析软件AUTODYN并基于FEM-SPH耦合算法开展花岗岩的侵彻模拟.首先,通过理论分析初步确定出JH-2模型参数;然后,根据花岗岩单次侵彻实验的模拟结果对参数进行调整优化;最后,在220 m/s ≤V_s≤420 m/s弹速下,采用优化后的参数对花岗岩的重复侵彻过程进行模拟分析.结果表明:JH-2模型与拉伸断裂软化模型相耦合,能够弥补JH-2模型在描述岩石低应力区由主拉伸应力作用所产生的动力响应方面的不足;花岗岩靶板初次侵彻时形成的“锥形开坑区+隧道区”破坏模式为后续的重复稳定侵彻提供了必要条件;随冲击次数的增加,绝对侵彻深度逐渐增大而每次的相对侵彻深度则呈减小趋势,且冲击次数越多或冲击速度越高,弹体侵彻过程越稳定.此外,本文所提出相对侵彻系数概念以及基于冲击次数和弹速的重复侵彻深度的理论公式均具有一定实用价值.