薄壁金属管吸能器的吸能特性分析

通过对薄壁金属管吸能特性的数值模拟总结出关于薄壁金属的吸能特性,利用吸能器的吸能能力、平均压溃载荷和理想吸能效率等3个吸能评价指标,对薄壁金属管的吸能特性进行综合评估;在此基础上,提出针对薄壁金属管吸能器的优化方案.通过对比分析可知,优化后的方案可以大大提高吸能器的理想吸能效率,减小缓冲力在工作过程中的波动.     

泡沫铝填充薄壁圆管吸能特性优化

为获得最大比吸能(Specific Energy Absorption, SEA)的泡沫铝填充薄壁圆管结构,以动态显式有限元分析为基础,结合响应面法(Response Surface Method,RSM),建立结构的SEA优化函数;利用MSC Dytran进行碰撞仿真,得出薄壁构件的SEA随构件薄壁厚度和截面直径变化的规律;以最大SEA为优化函数,对泡沫铝填充薄壁圆管的直径和壁厚进行优化. 轨道列车吸能装置的实际应用表明,该方法在降低吸能装置质量且优化模型不超出原模型最大压缩力的条件下,可以提高结构的变形能和SEA.     

泡沫铝部分填充薄壁梁弯曲吸能特性研究

为了研究泡沫铝填充帽型薄壁梁横向弯曲时的吸能特性,建立了泡沫铝填充双帽型薄肇粱的有限元模型,采用非线性有限元软件LS-DYNA进行了横向弯曲工况下的仿真.首先进行了空心帽型薄壁梁和泡沫铝填充帽型薄壁梁的横向弯曲仿真,分析了材料参数、几何参数对其比吸能(单位质量吸收的能量)的影响;然后为降低结构重量并保持薄壁梁吸能效果,对部分填充泡沫铝薄壁梁进行了横向弯曲仿真,考察了不同泡沫铝填充长度对结构吸能特性的影响.研究结果表明:填充泡沫铝后,帽型薄壁梁在横向弯曲中吸能特性有明显的改善;在吸收相同的能量时,泡沫铝填充薄壁梁的质量要比空心薄壁梁的质量少.     

碳纤维层合板冲击吸能有限元模拟

为预测复合材料结构的冲击吸能效果,用三维有限元法模拟金属圆柱体冲击碳纤维层合板的过程．层合板被简化为三维正交各向异性材料板;采用Abaqus提供的vumat等扩展编程接口,用FORTRAN编写程序表征材料的弹性、强度和累积失效,实现动态破坏过程仿真;计算结果与冲击试验结果具有可比性．Abaqus的显式分析方法结合编程接口可用于层合板的冲击吸能仿真,结果的准确性取决于用户建立的材料模型．对不同速度、质量和直径的金属圆柱体的冲击进行计算,结果表明在穿透情况下,随着圆柱体速度的增加,圆柱体的动能衰减增多,而系统动能的减少相对稳定,因此后者更适合于临界速度的计算．     

机车车体非正面碰撞吸能装置仿真研究

针对车辆的碰撞事故,需设计安全的吸能装置。吸能装置是提高机车车体耐碰撞性能的关键部件,为保证运行车辆安全,建立耐碰撞车辆数学模型,进行碰撞仿真分析,确保车体具有良好碰撞性能。利用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,分析了薄壁结构吸能装置对其碰撞性能的影响,找出了薄壁结构在非正面碰撞时的规律。对安装了由薄壁结构组成的吸能装置的某型机车车体进行了非正面碰撞仿真,仿真结果得到机车车体碰撞过程的能量—时间历程,表明结构吸能装置具有良好的吸能作用。     

极小曲面力学超材料抗冲吸能特性分析

本文基于极小曲面结构构建了一类力学超材料,并研究了其准静态及动态力学特性.首先,通过对等效密度为30%、40%和50%的超材料样件进行准静态压缩试验,分析了不同等效密度下结构准静态力学特性变化规律,结果表明,结构模量及平台应力随等效密度的增长呈指数上升,其变化规律可用Gibson-Ashby模型进行精准拟合;其次,研究了不同冲击工况对极小曲面力学超材料动态力学特性的影响规律.根据动态力学特性影响因素及变化规律,分别构建了刚性-完美塑性-锁定模型和简化吸能特性预测模型,对冲击时的力学超材料强度及吸能特性进行预测.结果表明,基于三周期极小曲面的力学超材料具有良好的抗压抗冲吸能特性,且其动态力学性能可以通过建立的模型进行精确预测,为高性能防护结构设计提供了理论基础.     

轴向冲击下波纹腹板梁的失稳控制和能量吸收

针对Sine波纹腹板梁结构,通过设计其初始振幅缺陷,控制不同波形阶数下波纹梁的失稳模态,引导上下翼板按预期渐进、稳定、可重复的压溃变形模式发展.采用Abaqus/Explicit中的显式动力学方法数值模拟初始振幅缺陷与比吸能(Specific Energy Absorption,SEA)的关系.通过对比低阶、中阶和高阶波形的载荷-位移曲线说明波形阶数对吸能特性和失稳控制的影响.结果表明:对于给定的波形阶数,存在初始振幅缺陷的临界值使Sine波纹腹板梁结构达到预期的临界失稳状态,同时SEA最大;初始振幅缺陷越大,失稳控制越容易,但吸能效果随之降低.     

高g值加速度计在高冲击下的失效特性的研究

弹体高速侵彻硬目标过程中,弹载电子仪器特别是加速度传感器承受了高g值加速度冲击作用。主要研究了在冲击环境下加速度计的零漂机理、机械滤波器的保护、加速度计与信号导线的失效分析等问题,研究结果对弹载电子仪器的抗高冲击设计和正常使用具有一定的参考价值。     

不同适配度条件下的园区电动汽车负荷统计方法

在双碳目标下，电动汽车因其绿色低碳及节能减排的优点，能够减少人类对化石能源的依赖，成为了实现“双碳”重要发展手段。在2020年提出“双碳目标”后，据中国汽车工业协会统计分析，2022年我国电动汽车的市场渗透率从2020年的6%提升到了26%，拥有全球最大的电动汽车市场，大量电动汽车接入电网充电，将会影响电网运行的安全性及稳定性。因此，对电动汽车负荷准确建模是非常必要的。本文在常规电动汽车负荷统计的基础上，补充考虑车-桩适配度、供-需适配度，以及综合考虑两者的影响因素，提出一种不同适配度下的园区电动汽车负荷统计方法，通过园区的基本情况，进行仿真建模验证了提出方法的合理性和有效性，通过对比论证，验证了提出方法的准确性。     

弹头形状与界面强度对侵彻过程的数值仿真

研究B4C陶瓷复合防弹靶是轻质防护工程优化问题,传统应用陶瓷对变形和强度缺乏定性分析.为准确选复合板陶瓷种类,采用数值仿真对抗弹性能分析方法,对弹头形状、层间接触方式和层间界面强度对B4C陶瓷复合靶抗弹机制的影响进行数值分析.在LS-DYNA软件中用Lagrange算法进行仿真,结果表明,陶瓷复合靶板抗平头弹的穿透能力要优于圆头弹.层间采用不同的界面接触方式对结果有影响,提高靶板间界面强度可提高陶瓷复合靶抗弹性能,可以为实验设计提供参考.     

不同施肥方式下土壤氮素的运移特征研究

本文针对干旱半干旱地区农田土壤剖面水分、养分空间分布严重错位的问题 ,从减少氮肥损失提高氮素利用率出发 ,提出孔源施肥技术 ,并对孔源及常规施肥方式 (表层全面施肥 )下麦田土壤的氮素运移特征进行了研究。结果表明 ,两种施肥方式下 ,土壤氮素的时空变化有其异同点 ,与常规施肥相比 ,孔源施肥条件下 ,土壤氮素剖面分布更趋合理 ,水分与氮素达到了协调统一 ,促进了作物对土壤氮素的吸收利用     

不同土地利用下黑土磷素肥力特征的研究

通过对海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内3种土地利用下共5个处理(裸地、草地、无肥耕地、施化肥耕地、施化肥和有机肥耕地)的典型黑土中的磷素进行了测定,结果表明经过20年长期定位试验后,3种土地利用方式下的土壤中草地全磷含量比裸地高17.5%,速效磷含量比裸地高22.9%;无肥耕地土壤全磷含量比裸地高7.9%,速效磷含量比裸地高80.1%。施化肥耕地全磷含量比无肥耕地高17.1%,速效磷含量是无肥耕地的3.3倍;施化肥和有机肥耕地全磷含量比施化肥耕地高46.3%,速效磷含量是施化肥耕地的3.3倍。土壤无机磷分级结果表明,不同土地利用下土壤中Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P含量差异显著,而O-P、Ca10-P含量无明显变化,其中Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P的含量,草地与裸地相比分别提高了30%、38%、17%、6.2%;无肥耕地与裸地相比提高了110%、75%、7.7%、-25%,与草地相比提高了62%、27%、-7.8%、-29%。施化肥耕地与无肥耕地相比,土壤中Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P的含量分别提高了13%、153%、124%、92%;施化肥和有机肥耕地与施化肥耕地相比分别提高了341%、357%、136%、69%。对土壤磷的吸附性能测定结果表明,3种土地利用下土壤对磷的吸附能力为:无肥耕地>草地>裸地;耕地的3个处理中施化肥和有机肥可明显提高土壤对磷的吸附能力。     

具有脉冲条件混合型一阶脉冲积分微分方程解的存在性

在现实世界里脉冲现象是普遍存在的．例如最优控制、化学技术、医疗等方面都会有脉冲现象。事实上,有脉冲的变化过程意味着在某一时刻的状态将发生急速的变化,脉冲微分方程是一种来描述有脉冲影响的系统的数学方法。运用上,下解法和单调迭代技术论证具有脉冲条件混合型一阶脉冲积分微分方程解的存在性。     

常见冰晶粒子散射特性的初步研究

在不考虑吸收情况下，利用光线跟踪法计算了卷云中经常存在的不同形状冰晶的散射相函数。计算结果显示实心柱状冰晶散射相函数的特征是存在２２°晕和４６°峰；空心柱状冰晶则在１２０°处可以见到另外一个峰；而子弹形冰晶在０°和２２°间出现一个附加峰。并用简单的几何分析解释了某些散射特性。     

Performance Characteristics of a Load Balancing Algorithm

The behavior of a graph coloring-based, distributed load balancing algorithm for a network of processors is evaluated in terms of the average response time of the system. A fundamental correspondence between average response time and Euclidean system distance (a measure of load imbalance) is analytically demonstrated. This relationship leads to the proposal of tools intended to be used in the analysis of load balancing methods. Simulation studies were conducted and are found to support the theoretical results.     

雨滴对多级轴流压气机特性的影响

为了深入研究水滴对发动机性能的影响和提高发动机性能仿真的精确,采用逐级计算的加法进行多级轴流压气机吸雨性能计算。通过将压气机各级计算模型拆分为“干压气机模型”和“湿压气机模型”,利用交叉计算得到压气机各级的性能参数,然后逐级计算得到整体压气机的性能。针对某10级轴流式压气机,采用上述方法对压气机在吸雨条件下的性能进行仿真,计算得到该压气机在不同吸雨状态下的特性,温度和压力分布等性能参数,对于1%和2%吸雨量压气机出口的温度降低了6.9%和11.2%,水气比分别为2%、1%和0.5%,压气机出口压力分别增加了7.4%、5.3%和4.4%。为发动机在吸雨状态下的性能仿真和参数预测提供支撑。