密排圆形胞元蜂窝面内等效弹性参数的模拟仿真

利用有限元数值模拟技术建立了密排圆形胞元蜂窝夹芯结构面内等效弹性参数的模拟模型,提出了一种求解该结构面内力学性能参数的分析方法,解决了密排圆形胞元蜂窝夹芯结构几何建模中存在无理数的问题,通过用验证的3D有限元模型和分析方法对不同几何结构尺寸和材质的蜂窝夹芯面内等效弹性参数的模拟研究,获得了密排圆形胞元蜂窝夹芯结构面内等效刚度和Poission比随蜂窝夹芯几何参数变化关系,并给出了等效参数的计算分析公式,为密排圆形胞元蜂窝夹芯复合材料结构理论研究奠定了基础。     

复杂多边形蜂窝夹芯面内等效剪切模量研究

针对一种复杂的多边形蜂窝夹芯,将蜂窝胞壁简化为梁,主要考虑弯矩对胞壁变形的影响,利用虚功原理计算蜂窝胞元在剪切载荷作用下的变形,推导出蜂窝夹芯面内等效剪切模量的解析表达式。可知:在胞元尺寸不变的条件下,蜂窝夹芯面内等效剪切模量随胞元长斜边与垂直方向夹角的增大而增大,随胞元短斜边与垂直方向夹角的增大而减小。最后建立蜂窝胞元的有限元模型进行数值分析,数值分析结果与理论分析结果误差在2%以内,证明了理论分析方法的正确性。     

复合材料面层-泡沫金属夹芯板的振动及吸能特性分析

在冲击载荷作用下,泡沫金属夹芯板沿厚度方向存在不可忽略的压缩和剪切变形,故经典层合板理论不适用于这类夹芯结构的分析,必须考虑芯层的横向压缩和剪切变形。利用高阶理论考虑芯层的横向剪切和正应变,应用Kirchhoff理论分析上下面层。采用哈密尔顿方程和加权伽辽金法获得夹芯结构振动方程;根据振动方程,边界条件和初始条件,利用4阶Runge-Kutta法,在冲击载荷作用下,求出复合材料面层-泡沫金属夹芯板在弹性变形阶段的横向动态位移,同时求出夹芯板的固有频率并与有限元计算结果进行比较,二者吻合很好。讨论不同复合材料面层铺设角、阻尼比及芯层厚度参数对夹芯结构振动特性的影响,结果表明：改变复合材料面层铺设角及芯层厚度,可改变夹芯结构的整体刚度,进而影响结构的振动特性;阻尼耗散结构能量,可加速结构振动的衰减。通过分析复合材料面层-泡沫金属夹芯板的能量吸收特性,得出了由于泡沫芯层承受横向压缩和剪切变形而具有良好吸能特性的结论。     

常见蜂窝胞元轴向承载能力研究

根据细长杆稳定理论与薄壁板壳屈曲理论,建立了圆形、正方形和正六边形蜂窝夹芯胞元壳的轴向受压理论分析模型,推出了不同形状蜂窝胞元夹芯的临界应力（或蒙皮平压应力）计算公式,在此基础上对不同胞元轴向承载能力用比强度的形式进行了比较。得出了在蜂窝夹芯材质相同情况下,圆形疏排蜂窝结构的比强度最高,依次是圆形密排和正六边形蜂窝,正方形结构的比强度最低等结论。最后用3D有限元数值模拟技术,通过对铝质正方形蜂窝胞元壳的模拟,将其结果与本模型计算值进行了比较,两者吻合较好。其结论对蜂窝夹芯结构的理论研究与选型设计都有重要指导意义。     

薄板结构弹塑性大挠度样条有限条分析

根据固体力学大变形增量理论,拓展了结构分析有限条法,建立基于Updated-Lagrangian法的弹塑性大挠度样条有限条法,编制了相应的C语言程序包FSMAP(Finite Strip Method Analysis Program),用于薄板结构大挠度问题的分析.数值算例表明,本文计算结果与有关文献解吻合较好,该方法计算稳定,处理边界条件灵活.     

雷达防弹天线罩夹芯结构设计与性能研究

针对反辐射武器对雷达构成的威胁,设计了一种既能够直接防御反辐射武器近炸毁伤,又能保持优异透波性能的防弹天线罩夹芯板块结构。对不同厚度的超高分子量聚乙烯(UHM-WPE)层合板进行弹道侵彻实验,确定将UHMWPE层合板作为夹芯结构的防弹层。通过电磁性能优化的方法确定夹芯结构的结构参数,并对其电磁性能进行了理论分析。弹道实验和电磁性能测试结果表明,该夹芯结构能够防御某型反辐射导弹在15 m处爆炸产生的破片冲击,并且在S波段的平均透波率(功率传输系数)不低于97.8%,平均值达到了98.6%。理论计算结果和实验结果表明文中提出的防弹天线罩夹芯结构设计方法是有效的。     

局部冲击下复合材料蜂窝夹芯结构的失效行为与吸能机理

由于复合材料夹芯结构在局部冲击作用下会产生多种破坏模式,降低结构的承载能力,建立基于物理机制的失效分析方法和损伤模型,研究局部冲击作用下复合材料蜂窝夹芯结构的失效行为,并与试验结果进行对比分析。结果表明,随着冲击能量的改变,冲击力、下面板中心位移均会呈现出不同的变化趋势。进一步研究了不同能量下多次冲击的结构响应。研究表明,芯材的抗冲击能力较弱,下面板承受了较多次冲击,且随着冲击能量的增加,重复冲击的破坏次数大大降低。     

一种质轻、高强度复合材料阻尼仪表板的设计

针对工程应用需要,研究设计一种质轻、高强度复合材料大阻尼的仪表板,提出使用共固化工艺制作新型嵌入阻尼的复合材料与PMI泡沫组合的多层夹芯结构,该结构能保持了复合材料优异的力学性能,又能达到减振、质轻的效果,并根据选用复合材料和铺层的不同提出了两种设计方案;通过有限元模型的计算分析初步表明:所提出方案能达到设计要求,结论可以为精密、高速、动载复合材料构件的设计提供参考。     

点阵金属夹芯结构抗爆炸冲击问题研究的综述

点阵金属夹芯结构是一种具有良好缓冲吸能特性的新型材料结构。为全面了解其在抗爆炸冲击方面的力学性能和在轻质装甲防护结构方面应用的潜力,介绍了新型点阵金属材料的基本概念;分析了点阵金属夹芯结构抗爆炸冲击过程的理论分析模型、夹芯结构的变形失效形式、抗爆吸能特性和相关影响因素;讨论并展望了点阵金属夹芯结构的发展趋势。     

复合材料夹层翼面有限元计算

本文根据Reissner理论,对纤维增强泡沫夹芯夹层翼面提出了合理的假设和计算模型,用有限元素法进行了位移和应力的计算,并将计算结果与静力试验结果进行了比较分析,两者吻合较好。     

磁屏蔽装置结构参数的组合优化方法

针对磁屏蔽装置结构参数优化问题,将解析法计算简单和数值法计算精确的优点相结合,提出一种“解析+数值”组合优化方法。确定装置的磁屏蔽性能计算是否存在解析表达式,若难以得到解析表达式,则采用人工神经网络建立其磁屏蔽性能计算模型,得到其“黑箱解析式”;采用智能优化算法在短时间内对解析式或“黑箱解析式”进行快速“粗”寻优,进而以此为基准,再采用数值法在一次寻优结果附近进行小步长精细扫描计算,实现“精”寻优;采用交互验证的方式确认寻优结果的可信度。对双层圆柱形和单层矩形磁屏蔽装置的结构参数进行优化,结果表明“解析+数值”这种从“粗”到“精”的组合寻优方法是正确的,该方法得到的优化结果比纯解析优化得到的结果具有更高的可信度。     

电液伺服系统的同步控制研究

设计了一个同步控制电液伺服系统,系统中4个油缸同时支撑一个质量为900 t的箱形梁。为使运输与吊装过程中箱形梁严格保持水平,设计中综合采用了位置同步控制和力跟踪控制算法,实现了4个油缸同步运动且受力平均。最后,仿真结果验证了该控制方法的有效性。     

航行雷箱体环形压雷梁开盖系统技术构想

大深度自主攻击水雷技术代表着现代水雷发展的必然趋势,为了适应这类水雷结构特点和发射要求,提出了一种航行雷箱体环形压雷梁开盖系统技术。介绍了环形压雷梁开盖系统的组成、功能和特征,深入分析了系统作用载荷,着重对系统的特征关键件进行了有限元分析与计算,并对环形压雷梁展开与航行雷运动的关联动作过程进行了详细的仿真干涉分析,理论分析及仿真结果表明,采用本技术能够解决4个方面的实际问题,满足使用要求。     

悬臂式电磁发射导轨及壁板在发射状态下的强度分析

为进一步研究电磁炮的模型理论,建立了方型电磁发射装置的双层弹性基础悬臂梁模型。简化导轨和壁板为上、下梁,用解析法求解其在工作状态下的动态响应,并使用数值法求解与之比较。研究结果显示：解析法和数值法的计算结果较为吻合,解析法的可靠性在一定程度上得到了验证;双层弹性悬臂梁动态响应的最大值发生在距起始位置0~0.5 m范围内,且上梁的响应比下梁的大。研究结果可为电磁炮的强度分析以及设计提供一定参考。     

一种基于解析方法的滑翔再入轨迹快速规划方法

采用数值方法对再入飞行器进行在线轨迹规划时,计算量大,针对此问题,研究了一种基于解析方法的滑翔式再入轨迹规划方法,该方法能够快速规划出高精度的滑翔再入轨迹。基于飞行器再入运动特性,对飞行器滑翔再入的阶段进行了划分,并给出了阶段划分依据;基于运动方程,推导了一类含轨迹参数的滑翔式再入轨迹的高精度解析解;根据推导的再入运动解析解,将再入相关约束转化为轨迹参数约束;引入参数校正方法,根据轨迹参数与待飞航程间一一对应的关系,在轨迹参数约束范围内规划出能满足任务需求的再入轨迹。仿真结果表明,分阶段推导的解析解的精度要高于罗赫二阶解,与数值解相近;基于解析方法的滑翔再入轨迹规划方法避免了数值方法的大量积分运算,并能快速规划出满足任务要求且精度与数值方法相当的滑翔再入轨迹。     

蒸发波导解析MGB模型适应性研究

介绍了由法国学者提出的解析MGB蒸发波导模型的基本原理。通过计算机仿真分析了气温、海温、相对湿度、风速以及气压对解析MGB蒸发波导模型计算的蒸发波导高度结果的影响。同时从蒸发波导高度的角度,利用近年来海上试验中采集的实测蒸发波导高度数据和参考高度处的气象信息,研究了解析MGB模型在试验海域的适应性。结果显示解析MGB模型在接近中性层结的条件下预报结果较好。     

大功率电子器件频响特性的有限元仿真

大功率电子器件频响特性有限元仿真在RX20电阻器单轴振动的基础上进行.振动试验时器件上的加速度计采集加速度.MSC.PATRAN有限元模型将加速度计和电阻基体简化为点单元,并将刚性梁单元与引线相连.用均方加权约束梁单元和四边形板单元过渡.粗细网格用内插约束单元过渡,电路板端添加位移约束.由频响求解器直接得出电阻基体中点的加速度响应曲线,其仿真精度通过振动试验给予了验证.     

带扰流片旋转稳定弹动态稳定性

为发展一种新型弹道修正弹,以带扰流片旋转稳定弹为研究对象对其进行动态稳定性分析。推导带扰流片旋转稳定弹的动力学模型并简化得到其非齐次角运动方程,求得攻角在阶跃激励下的瞬态响应和稳态响应解析解。根据非线性角运动方程分析旋转弹结构参数、飞行参数和气动参数对系统分岔特性及稳定性的影响,通过数值计算分析带扰流片旋转稳定弹的修正能力。结果表明：求得的攻角解析解具有较高的精度;气动参数对动力学系统平衡点的稳定域影响较大;扰流片的控制效率很高。研究结果为带扰流片旋转稳定弹的结构参数设计提供了参考。     

基于随机和认知不确定性分离的PBX构件可靠性分析

由概率或概率盒方法量化高聚物粘结炸药(PBX)构件几何尺寸、材料属性、所受载荷等参数的不确定性,通过嵌套抽样法进行了不确定性传播分析,以分离随机和认知不确定性的影响。定量叠加了数值误差和模型形式误差,最终获得结构关心响应量的不确定性和炸药件的可靠度区间,与传统确定性的强度校核方法以及经典概率方法的可靠性分析结果进行了比较。结果表明,考虑不确定性的可靠性评估比传统确定性强度校核降低了工程应用的风险,而本方法给出的可靠度区间包含了经典概率方法计算的可靠度,在认知不确定性影响严重时仍然适用,并随着认知不确定性的缩减收敛于真实可靠度。     

面向对象的车辆传动系统仿真研究

探讨了用图框法建立车辆传动系统动力学仿真模型的基本方法和基本规则,用面向对象的建模方法基于MATLAB/SIMULINK软件工具开发了车辆动力学集成仿真系统通用工具箱,对工具箱中的关键子模块作了介绍,并通过实例验证了利用此仿真工具箱建立的仿真系统模型的正确性.