关于民用飞机辅助燃油箱安装的研究

通过对适航规章、咨询通报等资料和文献的研读,对民用飞机客舱地板下部货舱内的辅助燃油箱的安装位置进行了研究.安装位置的影响因素包括发动机转子爆破、轮胎爆破、热辐射、货物冲击、全机重量重心变化、坠撞安全等方面.     

基于响应面方法的结构耐撞性优化

为了提高结构耐撞性优化的求解效率,采用响应面方法将结构碰撞的响应表示为设计变量的显式函数,构造了2种优化模型．一种是将刚体加速度和侵入变形分别拟合为椭圆和线性响应面;另一种是将刚体加速度和侵入变形均拟合为椭圆响应面．用IS-dyna软件为结构碰撞分析的求解器,采用Matlab优化工具箱进行优化模型的求解,实现了结构耐撞性优化程序．数值算例表明,基于响应面方法的2种优化模型都能高效地解决结构耐撞性优化问题．     

船闸用纤维混凝土耐撞磨性能与机理分析

采用掺I级粉煤灰、PVA纤维和聚羧酸类超塑化剂的"三掺技术"配制了船闸闸室墙耐撞磨高性能混凝土,研究了水泥品种、粉煤灰掺量和有机纤维对混凝土耐撞磨性能的影响规律.结果表明:掺PVA纤维可明显改善混凝土的耐撞磨性能和抗冲击性能;采用的船闸工程混凝土耐撞磨性能试验方法用于混凝土耐撞磨性能的测定和评价是可行的.     

基于动态灵敏度的数控机床立柱优化设计

以结构动力学理论为基础,对数控机床立柱结构动态性能进行分析。首先建立立柱三维模型,使用ANSYS Workbench软件对立柱进行模态分析,得到立柱一阶模态频率。通过计算得到各设计参数对立柱动态性能的灵敏度值,选择其中灵敏度值大的设计参数为设计变量。以一阶模态频率为目标,使用响应面法进行优化设计。优化后数控机床立柱一阶频率提高1.657 Hz,最大位移与最大应力均满足设计要求,动态性能得到加强。     

有限元分析方法在保险杠碰撞仿真中的应用

根据汽车与正面刚性墙的碰撞特性,应用有限元方法和碰撞模拟技术,采用Hypermesh软件建立汽车保险杠与刚性墙的正面碰撞仿真模型,并用ANSYS/LS-DYNA求解器求解该模型,研究其在碰撞过程中的动态响应,分析保险杠的耐撞性;同时对保险杠的厚度进行优化分析,通过对保险杠碰撞时的变形、吸能状况和仿真计算结果来预测保险杠的耐撞性。     

列车地板隔声优化研究

随着我国铁路列车速度不断提高,要求列车结构向着轻量化、低重心的方向发展,为了满足这一需求,列车车体高度也不断降低.但是列车的高度的降低会引起列车室空间的降低,所以为了满足列车空间的需求,需要对列车的地板进行减薄改造,以满足车体改造的要求.列车地板的减薄会使得其隔声性能下降,因此本文对列车地板进行了隔声优化研究,运用隔声理论,分析了影响列车地板隔声性能的主要因素,并提出了优化思路,并建立了数学模型和物理模型.运用混响法,对列车地板的隔声性能进行了实验测试,实验表明优化后的列车地板具有更好的隔声效果.     

波形梁半刚性护栏与汽车碰撞的仿真

对一个给定的波形梁半刚性护栏结构设计进行耐撞性评价 .采用大型有限元软件ABAQUS,模拟了汽车碰撞波形梁半刚性护栏的动态响应,研究了碰撞过程中护栏的最大侧向水平位移和护栏系统的吸能特性,分析了影响护栏耐撞性的各种因素 .护栏在碰撞过程中通过变形吸收了总动能损失的30.8%的能量,对小轿车起到了很好的导向作用.通过改变汽车的重心高度,对原有设计提出了优化建议.用数值方法对车轮与地面的摩擦系数对耐撞性的影响进行了模拟.仿真计算的结果与全尺寸试验结果进行了比较,二者的趋势基本吻合,表明仿真结果的有效性.     

车辆典型薄壁梁碰撞性能的研究

车辆的耐撞性能主要取决于车辆结构中薄壁梁部件的吸能特性。为了在汽车的设计阶段使被设计车辆更好的满足耐撞要求, 以车辆结构中的薄壁梁部件为研究对象, 针对典型薄壁结构梁的碰撞变形特点, 采用高度非线性显式动态有限元程序Hy perMesh 和LS-DYNA 进行了碰撞的数值模拟, 分析了薄壁梁及保险杠正面撞击刚性墙的全过程以及不同参数的选取对仿真及计算结果的影响。与实车正面碰撞结果进行了对比分析, 验证了所建立的有限元模型的正确性。在此基础上, 针对仿真计算结果及薄壁构件吸能特性, 提出了一些改进措施。     

结构碰撞的动力学研究及应用

针对均质自由梁坠撞时局部发生较大的弹塑性变形而引起民的材料非线性,提出了自由梁坠撞过程的力学模型,利用弹塑性有限元法模拟出了碰撞部位的非线性弹簧的力学特性曲线,示出了坠撞响应并可将此法推广应用于多体系统的坠落碰撞问题求解。     

基于校车侧翻安全性的热冲压立柱结构优化设计

基于新型混合动力校车安全性和轻量化的需求,根据侧围立柱结构主要承受弯曲冲击载荷的特点,同时结合热冲压高强钢的性能优势,提出了一种热冲压立柱结构。对悬臂梁中部承受的冲击载荷进行有限元计算分析,结果表明:在质量不变的情况下,热冲压立柱结构的最大变形量降低了74.9%,承载能力提高了223.6%,具有突出的抗碰撞性能和轻量化潜力。通过整车侧翻有限元计算,并结合全尺寸实车侧翻试验验证了有限元计算结果的准确性。基于径向基函数建立了热冲压立柱截面尺寸与侧翻碰撞变形量、加速度以及结构质量的代理模型,采用遗传算法求解校车结构侧翻碰撞安全性和轻量化的多目标优化问题,结果显示:变形量平均降低了38.2%,生存空间加速度降低了23.4%,同时结构质量降低了63.9%,进一步表明热冲压立柱结构可以同时大幅度提高侧翻安全性和轻量化性能。     

基于FEM的数控弧齿铣齿机立柱结构静、动态设计

借助有限元分析软件,运用结构动态设计原理和基于有限元法的变量化分析技术对数控弧齿铣齿机立柱部件进行动、静态特性分析,并以立柱结构的侧板宽度为几何参数进行灵敏度分析,找出原设计中的不足,并在结构及尺寸上加以改进．结果表明,改进后立柱的动、静态性能得到显著的提高,为机床设计和改造提供了依据．     

低RCS立柱结构仿生设计及仿真分析

分析了空茎植物硬质层的弹性变形关系,结合结构仿生的基本理论,借鉴植物茎杆结构与立柱在功能和受力方面的相似性,对低RCS立柱结构进行了结构仿生设计,并对立柱内部的筋板进行了仿生布置,通过有限元仿真分析.对仿生改进结构进行了静动力学特性验证.     

高速列车铝型材声振特性测试及等效建模

通过试验测试和仿真分析系统地研究高速列车地板铝型材的声振特性.使用混响室-混响室方法在声学实验室测试铝型材的频率隔声量;使用半功率带宽法、行波法测试铝型材的阻尼损耗因子;使用模态计数法获得铝型材的模态密度;使用声强扫描法测试铝型材的辐射声功率.基于混合有限元-统计能量分析(FE-SEA)方法建立地板铝型材的声振特性仿真预测模型,并与试验结果进行对比分析.基于统计能量分析(SEA)原理,提出在中高频范围使用单层板对铝型材的声振特性预测进行等效建模的方法.仿真结果表明,通过将地板铝型材的SEA参数赋值于单层板子系统,可以有效模拟其在中高频的声振特性.相关研究成果可为高速列车铝型材的声学性能优化以及复杂结构的声学等效建模方法的探索提供参考.     

大客车侧翻耐撞性的结构设计方法

为了提高仿真结果的准确性,降低产品研发成本和缩短设计周期,提出动态仿真技术与试验相结合的大客车侧翻耐撞性结构设计方法.以某型大客车为例,建立原始车型的侧翻碰撞有限元模型,按照欧盟ECE R66法规对该车进行动态仿真分析;对原有车型进行侧翻试验,根据试验结果对侧翻碰撞仿真模型进行对标.仿真与试验结果表明：在侧翻碰撞过程中,车体变形过大,侵入了乘客生存空间,车身局部结构出现凹陷现象.对车身侧墙和车顶等部位作了多次结构改进,通过仿真分析来确定改进结构的侧翻耐撞性能,改进车顺利通过了ECE R66侧翻试验认证.     

仿牛角结构薄壁管吸能特性仿真分析

为了提高薄壁金属管的耐撞性能,通过相似性分析,选择牛角作为生物原型。提取出决定牛角耐撞性能的结构特征参数,并应用到薄壁管的设计中,从而设计出一种具有牛角结构特征的仿生管。应用非线性有限元法对仿生管的变形模式和能量吸收进行了仿真分析,并与四晶胞锥管和普通圆锥管进行了对比,结果表明:在轴向碰撞时,仿生管的变形模式为渐进叠缩稳态变形,其比吸能为46.2kJ/kg,分别比四晶胞锥管和普通锥管的比吸能提高了1.3和1.8倍,仿生管的耐撞性能随着芯体壁厚的增加而提高;在横向碰撞时,与四晶胞锥管和普通圆锥管相比,仿生管具有较高的耐撞性能,其比吸能为10.4kJ/kg。将牛角结构特征应用到薄壁管的设计中,可以有效提高薄壁管的耐撞性能,为车辆吸能元件的研发提供参考。     

预测合金固溶度的A-I图

单壳船舷侧结构填充设计及其性能仿真

甘浪雄^1,2, 李慧^1,2,3, 张磊^1,2, 周春辉^1,2, 郑元洲^1,2, 赵晓博⁴

（1.武汉理工大学 航运学院,武汉 430063; 2.内河航运技术湖北省重点实验室,武汉 430063; 3. 长江航运发展研究中心,武汉 430014; 4.中华人民共和国南京海事局,南京 210011）

创新点说明：

基于蜂窝式夹层板、折叠式夹层板及圆管式夹层板理论提出三种特殊的单壳耐撞结构形式,利用非线性有限元软件MSC. Dytran对三种特殊夹层板单壳结构的吸能特性、损伤变形等进行数值仿真分析,并与常规单壳舷侧结构进行比较和分析。为以后船舶舷侧碰撞性能的评估及未来新型船舶结构的耐撞性优化设计提供借鉴。

研究目的：

为提高舷侧结构的耐撞性能,通过对常规舷侧结构进行改进,提出一种新型高效的吸能舷侧结构来实现。

研究方法：

数值计算和数值仿真法。其中,有限元建模使用了软件Solidworks,Cad和MSC.Patran ;有限元仿真使用了软件MSC.Dytran和Matlab。

研究结果：

数值仿真结果表明,夹层板舷侧结构显著提高了舷侧结构的耐撞能力,是一种先进的船舶防护结构形式,且圆管式夹层板结构效果最显著。

结论：

研究成果可为以后船舶舷侧碰撞性能的评估及未来新型船舶结构的耐撞性优化设计提供借鉴。

关键词：舷侧结构,防撞性,填充层,船舶碰撞

     

基于元结构的整体叶盘高效强力复合铣床立柱优化设计

针对整体叶盘高效强力复合铣床的关键零部件刚性,运用有限元分析方法,分析其盘铣立柱的动、静态特性。提取立柱的3种典型元结构,结合盘铣切削条件,运用变量分析技术,并以元结构的出砂孔形状、尺寸、孔数和筋板作为优化对象,以固有频率和刚度为优化目标,以整体质量为约束条件,提高立柱的刚度质量比。根据获得的3种最优元结构对立柱重构建模,优化后的立柱结构方案与原方案相比,质量减轻(11.2%),固有频率(一阶固有频率增加28.4%)和刚度(整体变形减小38.5%)明显提高。     

民用飞机污水处理系统选型研究

民用飞机污水系统用来妥善处理飞机上的污水,避免污染客舱环境.目前国内外民机上使用的污水处理系统种类较多,本文在总结现役国内外民机污水处理系统主要种类的基础上,对各种系统的原理、组成进行介绍,并对其优缺点进行分析,为新研飞机系统选型提供一定的参考和借鉴.     

飞机座椅竖向冲击数值模拟研究

建立三维数值模拟模型,包括飞机座椅、乘客及约束系统,能够直观的反应坠撞过程中各分系统所起的作用.结合坠落姿态和坠撞条件,本文对飞机座椅做出了合理的简化,模拟了座椅、假人及约束系统在14g竖向冲击过载下的动态过程,与试验结果进行了对比,基本上吻合.     

雷弹入水冲击动态缓冲性能分析

缓冲器可以减少和控制雷弹入水冲击载荷,提升空投雷弹的耐撞性和安全性.文中引进聚氨酯泡沫塑料在冲击加载条件下的本构关系式,代替传统的EPRC三段式经验模式,同时,为了满足整个时域的连续性和可计算性,对本构关系式进行相应的修正,然后参与雷弹入水冲击运动方程的数值计算.算例分析了垂直姿态入水情况下缓冲器的动态缓冲性能,同时分别对不同泡沫塑料的密度和入水速度下的缓冲效果进行分析,最后给出具有不同外型参数雷弹的入水冲击载荷规律.分析结果表明:与传统的经验方法相比,文中方法更符合实际情况,简便且通用性强,可以用于雷弹入水冲击的耐撞性结构设计和分析.