典型接合面冲击动态响应

舰艇设备中存在着大量的接合面,其在冲击载荷作用下的动力学传递特性是设备响应计算的关键。本文通过试验和数值计算方法对一具有典型接合面的模拟设备在冲击载荷作用下的动响应进行了研究,并对接合面在冲击载荷作用下的动力学特征、冲击载荷沿接合面的传递规律等进行了探讨,研究表明接合面刚度在冲击响应过程中呈非线舰艇设备中存在着大量的接合面,其在冲击载荷作用下的动力学传递特性是设备响应计算的关键。通过试验和数值计算方法对一具有典型接合面的模拟设备在冲击载荷作用下的动响应进行研究,并对接合面在冲击载荷作用下的动力学特征、冲击载荷沿接合面的传递规律等进行探讨,研究表明接合面刚度在冲击响应过程中呈非线性变化,接合面对加速度分布有较大影响,通过试验结果与数值计算结果的对比可知,所采用的接合面数值计算方法具有工程实用精度。性变化,接合面对加速度分布有较大影响,通过试验结果与数值计算结果的对比可知,本文所采用的接合面数值计算方法具有工程实用精度。     

航空发动机转子在冲击载荷下的振动响应分析与试验

考虑挤压油膜阻尼器(squeeze film damper, SFD)非线性油膜力建立了转子的运动微分方程,将转子在冲击载荷下的振动响应分解为谐响应和冲击响应,分别建立了谐响应、冲击响应的有限元模型,并开展了振动响应计算分析。在振动台上开展了航空发动机转子在不同脉宽的垂向冲击载荷下的振动特性试验研究,获取了转子在冲击瞬时的振动响应,并与计算结果进行对比分析。研究结果表明：在一定范围内,转子的振动响应随冲击脉宽变大而变小;与试验结果相比,振动响应计算误差在10.44%～20.00%。研究为冲击载荷下航空发动机转子振动响应分析和试验提供了方法,具有重要的工程应用价值。     

基于LSTM和响应分解的冲击载荷识别方法研究

同一量级的冲击载荷所产生的动响应要远大于静态响应,因此准确识别冲击载荷对于航空器结构件的动强度设计、校核与结构健康监测都具有重要意义。该文章提出的方法主要针对一般线性结构的冲击载荷识别问题,从实测冲击响应应变信号出发,主要解决了冲击载荷与响应信号样本长度不一致这一突出矛盾。首先基于冲击响应信号分解方法来进行振动信号特征提取,然后基于长短期记忆神经网络对载荷和响应信号样本特征进行映射,从而实现冲击载荷识别。通过对挂架模型实测冲击载荷信号进行识别,结果表明4种工况下,该方法识别的冲击载荷的均方根相对误差小于0.6,相关系数大于0.94。结果初步表明,在理想的试验环境中,该方法具备一定的识别精度。     

冲击载荷下航空发动机转子振动特性试验方法EI北大核心CSCD

以某舰载涡桨发动机动力涡轮转子为研究对象,基于动力学相似设计原则设计了与真实转子动力特性一致的模拟转子,并验证了动力学相似设计的正确性。提出一种冲击载荷下转子振动特性试验方法,在振动台上开展高速电机抗冲击性能和转子在冲击载荷下的振动特性试验研究,验证了高速电机具备不低于10 g的垂向抗冲击性能,提取了转子在冲击载荷下的瞬态振动响应,获取了冲击时振动响应主要频率成分。研究表明,模拟转子动力特性与真实转子具有良好一致性,冲击时振动响应基频不变,但存在较复杂的其他频率成分。研究为某舰载涡桨发动机的研制提供了技术支持,为转子在冲击载荷下的动力学试验提供了方法。     

考虑面内载荷的复合材料层合板冲击性能

考虑面内初始载荷作用,开展复合材料层合板高速冲击响应与损伤特性研究。设计一种面内拉伸/压缩/剪切初始载荷施加装置,结合气炮试验装置,提出一种初始载荷复合材料高速冲击试验方法,针对X850/IM+和M21C/IMA两种牌号复合材料层合板开展高速冲击试验。结果表明:面内初始载荷对复合材料层合板高速冲击响应和损伤特性有显著影响;相比无初始载荷冲击情况,面内拉伸载荷作用提高了结构抗弯刚度,使冲击剩余速度提高,穿透速度降低,分层损伤面积减小;而面内压缩载荷则反之。      

多方向冲击条件下隔振器冲击特性试验研究

作用在设备上的冲击载荷往往是多方向的,导致安装在设备上的隔振器同时产生不同方向的大变形。此时,隔振器的冲击特性与实验室单方向冲击条件下获得的试验结果会存在差异。多方向冲击对隔振器冲击特性的影响目前国内外相关研究很少,需要开展一些探索性的工作。为此,使用落锤式冲击机对BE120和EA120两型橡胶隔振器进行两个方向冲击载荷同时作用下的冲击试验研究。试验结果表明,隔振器的冲击刚度与其主轴方向的冲击刚度存在相关性。但由于目前试验样本太少,试验结论并不能代表所有类型隔振器的特性。     

冲击载荷作用下框架结构的非线性动力响应

基于大变形动力控制方程并应用有限差分离散求解.对冲击载荷作用下框架结构的非线性动力响应进行了初步研究.通过对响应过程中轴力、弯矩、变形以及塑性耗能分布规律的细致分析,探讨了框架结构的非线性响应模式和变形机制.研究表明,冲击载荷作用下,撞击点处"驻定塑性铰"是动力响应过程的主要变形机制,而框架柱"塑性铰"或"塑性区"是响应过程的又一主要模式,且此变形模式的表现形式会随初始动能的差异而发生变化.为验证本文理论计算的准确性,数值计算结果与已有文献的实验数据进行了比较,两者吻合很好.     

纤维金属层板低速冲击试验和数值仿真

为开展纤维金属层板（FML）低速冲击有限元数值仿真研究,改进了传统的连续损伤力学（CDM）模型,然后对FML落锤低速冲击试验进行数值仿真,并与实验结果进行对比验证。分别采用5.11 J 和10.33 J冲击能量对FML进行落锤低速冲击试验,得到冲击载荷、位移和能量时程曲线,分析FML的动态响应和失效模式。建立了考虑塑性应变、压缩刚度衰减特征和纤维拉伸断裂损伤的新CDM模型,描述S2-玻璃纤维/环氧树脂（S2-galss/epoxy）复合材料的损伤本构,并编写VUMAT子程序,通过ABAQUS/Explicit求解器对FML落锤冲击试验进行数值仿真。研究结果表明：低能量冲击条件下,FML背面主要为鼓包和裂纹等失效模式,位移峰值随冲击能量的提高而增加,冲击载荷峰值在穿透前也随冲击能量的提高而增加;采用改进的CDM模型描述FML中S2-galss/epoxy复合材料铺层后,有限元数值计算可以较好地预测FML低速冲击载荷下的动态响应;有限元数值仿真结果表明,FML中第2层复合材料铺层发生的纤维断裂损伤比第1层的更严重。     

金属薄板与加筋板爆炸冲击响应研究进展

综述了爆炸冲击载荷作用下金属薄板与加筋板塑性动力响应研究新进展。评述了近距离/接触爆炸实验加载方法及确定冲击波载荷的近似理论和数值方法,介绍了爆炸冲击载荷作用下金属薄板与加筋板失效模式、塑性变形和起裂与破口的研究进展,指出了需要进一步研究的问题。     

用爆炸式冲击试验台研究钢丝绳隔振器冲击特性

采用了一种新型的爆炸式冲击试验台，对HGGS-200型钢丝绳隔振器的冲击特性进行了试验研究。结果表明，在舰艇冲击环境下，钢丝绳隔振系统能有效的降低传递给负载压缩时的加速度幅值，但拉伸时的加速度幅值降低较少。其在承受冲击载荷时，在冲击载荷脉宽不变的情况下，随着冲击载荷幅值的增加，隔振器吸收的能量增大。     

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。     

包装件在重复冲击下响应加速度计算

根据瞬态振动理论和冲击下响应迭加效应,计算单自由度包装件的响应加速度及其最大值。     

混合介质缓冲器的动力学特性及缓冲效果研究

介绍一种新型的混合介质缓冲器,其中的混合介质由不可压缩的航空机油与可压缩的空心橡胶小球组成。当冲击发生时,液体将动压力瞬间传递到所有小球上,使它们同时参与变形,冲击能量可被大幅度吸收、损耗。若设计得当,这类缓冲器可具有卓越的缓冲性能。建立了混合介质缓冲器的动力学方程,利用MatLab得到该方程的数值解,并通过试验验证了动力学模型的准确性。理论分析了不同冲击作用下该系统的位移功率谱及混合介质缓冲器的各参数对缓冲效果的影响,对混合介质缓冲器的缓冲效果作出评价。     

Response characteristics of structures subjected to blasting-induced ground motion

This paper presents a conceptual discussion on structural response to ground shocks. Numerical parametric analyses are performed on a simplified linear structural model to investigate the special features of structural response brought by short duration, large amplitude and high frequency excitations, which are the basic characteristics of ground shocks induced by blasting. Nonlinear finite element analyses on a two-storey RC frame subjected to ground shocks are carried out to qualitatively understand building response to blasting. This study shows that maximum structural response to blasting depends primarily on the amount of impulse, and it generally occurs after the major ground shock has ceased. To capture the maximum response, it is hence necessary to consider additional time duration beyond the major ground shock period in blasting analysis. It is found that the response in the forced-vibration phase includes high frequency vibration modes with small displacement but large acceleration, thus inducing high inertial shear force. However, the free-vibration response is dominated by lower frequency modes with larger displacement but smaller acceleration. Hence, buildings subjected to strong ground shocks might experience a sudden shear failure of its components. Nevertheless, if a building's strength is enough to avoid the sudden shear failure during the major shock, it may be damaged after the ground shock during the free vibration, and the extent of damage depends on the ground shock magnitude.     

面向电脑SRS要求的缓冲包装设计

电脑的缓冲垫要求按冲击响应谱的破损边界曲线进行设计.全面介绍了冲击响应谱的基本原理、测试及其在电脑缓冲垫设计中的应用.该研究完善了当前冲击脆值理论,使缓冲包装设计更精确,更符合实际.     

Modelling of the effects of continual shock loads in the transport process

In the transport process, continual shock loads are typical stresses for packaged products. The studies of the effects of continual shock loads were performed on test specimens in the laboratory. The findings of these studies were used to deduce the relationship between acceleration amplitude and the number of continual shocks to failure, and a corresponding mathematical model was developed. On the basis of the individual mathematical models for the products tested, two further models were proposed for all products. This makes it possible to arrive at a better assessment of the fragility of different product types when exposed to continual shock loads. These models are capable of producing substantial cost reductions in the design of packages, as they allow the cushioning to be tailored more precisely to the fragility of the products. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

矩形波冲击下C 楞瓦楞纸板系统的冲击谱研究

基于C 楞瓦楞纸板动态本构模型,建立了C 楞瓦楞纸板包装系统动力学模型。借助三维冲击谱、破损边界曲面的概念,利用Rnuge-Kutta 算法,研究了C 楞瓦楞纸板缓冲包装系统在矩形波冲击下,不同阻尼、线性参量、正弦参量、正切参量对C 楞瓦楞纸板包装系统易损件冲击谱和破损边界的影响。计算结果表明:C 楞瓦楞纸板缓冲性能受阻尼系数、线性参量、正弦参量及正切参量的制约,且对C 楞瓦楞纸板缓冲包装系统的冲击谱和破损边界有显著影响。     

Product fragility and damage boundary theory

The theoretical basis for the widely accepted Damage Boundary Curve approach to product fragility and the applicability of its associated ASTM fragility assessment test procedure are first discussed. The basic assumption that the product can be modelled as a collection of linear spring/mass systems is shown to lead to specific characteristics of the product's damage boundary curve which are not borne out by the results of shock tests performed on some common consumer products. Discrepancies between theoretical predictions and experimental results are attributed to the inability of the model to account for progressive failure due to plastic deformation accumulated as a result of repeated shocks. An alternative damage boundary curve for a rigid/perfectly-plastic model is then developed and shown to be a better estimate of fragility for a broader class of products based on the results of shock tests. Modifications to the standard ASTM test procedure required to obtain the damage boundary curve for this type of product are suggested. Finally, the damage boundary theory for a generalized model which incorporates both elastic and plastic properties is developed. The feature of the damage boundary curve which are shown to survive regardless of the choice of model for the product are the critical velocity change and critical acceleration parameters. Those which do not are the shape of the damage region and the associated test procedures.