复合材料地雷壳体X波段HPM辐照效应实验研究

采用不锈钢纤维填充工程塑料制备复合材料地雷壳体,内部放置磁引信并连接电引火头,在微波暗室中进行X波段HPM辐射下毁伤效应实验。数值计算屏蔽效能>20dB,实验结果验证计算。当壳体存在半径5mm以下圆孔时,实验结果与数值计算均表明其对屏蔽效能影响较小;当壳体存在矩形孔缝时,其长度l、孔缝与极化方向之间角度为最大影响因素。复合材料壳体有助于提高磁引信地雷在战场高功率电磁环境下的生存能力。     

石墨板深孔狭缝内无活化法甲醛化学镀铜研究

以石墨板为基材模拟不同大小的深孔狭缝,通过超声辅助化学镀铜的方法,研究深孔狭缝内的镀铜层的影响因素,分别以甲醛和次磷酸钠为还原剂进行无敏化活化化学镀铜,通过SEM观察镀层的形貌和微观结构,用XRD对镀层成分进行分析。实验结果表明,以甲醛为还原剂时,石墨板基材对化学镀铜具有催化作用,在无敏化活化前提下,即可发生镀铜反应。深孔狭缝的大小及在镀液中的放置方向影响狭缝内部镀铜效果。大于500μm的狭缝及通孔,不受放置方向的影响,内部均可产生镀铜。100~500μm之间的狭缝及大于500μm的盲孔,镀铜情况受放置方向的影响:竖直放置时,狭缝与盲孔内均可产生镀铜;水平放置时,狭缝和盲孔内壁均不能被铜完全包覆。     

多层材料空间辐射屏蔽优化分析

设计了4种多层屏蔽结构。利用基于GEANT4的MULYSSIS软件包,分别计算了4种典型轨道辐射环境中,几种屏蔽结构对电子、质子的屏蔽效果和对二者贡献的总剂量的屏蔽效果;计算结果表明,在不同轨道辐射环境下,存在最优的屏蔽结构方式。     

封闭空腔结构-声耦合场内辐射声粗糙度的研究

基于结构-声耦合场有限元模型以及改进后的Sethares非谐音心理声学模型,计算封闭空腔边界上声固耦合板受简谐力激励后引起的空腔内部辐射声,分析其在评价点被快速调制时产生的粗糙度,并研究调制音声压级、调制音频率以及耦合板刚度对辐射声粗糙度的影响。为计算封闭空腔内部声辐射被其它声源所快速调制时产生的声粗糙度提供依据和预测方法。     

燃料电池车用漩涡风机壳体辐射噪声数值预测

数值模拟燃料电池车用旋涡风机壳体的结构振动辐射噪声。首先给出燃料电池车上旋涡风机运行时振动噪声测量结果,然后使用Fluent模拟风机内部三维非定常流场,将作用在壳体表面的非定常力加载到壳体模型,使用Nastran对壳体进行动力响应计算,实现气体到结构的单向耦合。接着使用Virtual. Lab模拟风机壳体振动向外辐射的噪声,将试验测量和数值计算结果进行对比,表明此方法能够较为准确地模拟壳体的振动辐射噪声。最后采用这一方法研究散热片及结构阻尼对风机振动辐射噪声的影响。结果表明：无散热片以及增大结构阻尼系数可以降低漩涡风机壳体辐射噪声。     

复杂隔振结构激励下弹性基础振动及声辐射分析

针对隔振结构-弹性基础耦合结构向外声辐射问题,本文采用刚体理论及改进的傅里叶级数方法建立以任意边界弹性板为基础的双层隔振耦合结构数学模型。采用瑞利-里兹方法得到整个耦合结构的强迫振动响应,继而通过提取表面振速分布计算基础弹性板向外的辐射声功率。结合隔振结构的布置情况,以隔振器安装点的振动作为表征,探讨了耦合结构振动模态与基础板声辐射模态之间的耦合对应关系。最后计算并分析了基础边界条件对基础板向外辐射声功率的影响。     

轴-板耦合系统振动主动控制

在推进轴系中,轴系横向振动通过轴承传递至壳体结构并诱导其产生声辐射。为降低壳体声辐射,采用主动作动器抑制轴系横向振动传递。不失一般性,基于哈密顿原理建立轴-板耦合系统动力学模型,对该系统进行功率流分析,识别振动传递主要路径。通过数值仿真,计算该系统的干扰通道和控制通道频响函数,研究该控制方案可行性。采用自适应控制算法,计算主动作动器对板振动抑制效果。仿真结果表明,控制后轴通过轴承向板流入的功率减小,轴-板耦合系统中的功率流方向改变,并且板振动通过主动控制被有效抑制。     

纳米孔 SiO2多层隔热材料的制备和结构优化设计

以SiO2粉体为主要原料,加入石英纤维和硬硅钙石晶须作为增强材料,通过湿法工艺制备了纳米孔SiO2.制备的纳米孔SiO2密度为0.3g/cm3,孔隙率为85％左右.孔隙直径主要分布在20到80nm之间.由于大量纳米孔的存在,纳米孔SiO2中固相导热和对流传热大大降低.为了降低纳米孔SiO2的高温辐射传热,采用辐射屏蔽层与纳米孔SiO2叠层复合来制备纳米孔SiO2多层隔热材料.采用有限元方法,通过传热计算得到纳米孔SiO2多层隔热材料等效导热系数随辐射屏蔽层的发射率、层密度及工作温度的变化规律.提出了纳米孔 SiO2多层隔热材料的结构优化设计方案.     

含空气层冷辐射板的改进及供冷和抗结露性能分析

为了提升含空气层冷辐射板的性能,本文建立一种新型含空气层冷辐射板的数学传热模型,由模型计算得到的辐射板供冷能力和表面平均温度与实验结果的误差分别为9.20%和-4.00%,证明该传热模型的可靠性较高。对辐射板冷冻水铜管与导热板的接触形式进行两种改造,利用已验证的传热模型对改进后的冷辐射板进行分析计算。计算结果表明:在最优参数条件下,空气层厚度减小为1 mm时两种辐射板的供冷能力分别提高了36.92 W/m2和33.19 W/m2;冷冻水平均温度每降低1℃、室内温度每升高1℃辐射板供冷能力分别平均提高7.46 W/m2和7.54 W/m2;辐射板表面最大温差几乎不变,抗结露能力良好。可见,改进后含空气薄层的冷辐射板供冷和抗结露性能良好,适合推广使用。     

高架线减振轨道减振降噪效果测试与分析

通过对地铁高架桥上双层非线性减振扣件、减振垫浮置板、橡胶弹簧浮置板、钢弹簧浮置板轨道的现场振动和噪声测试,对高架线不同减振轨道结构的实际减振降噪效果进行分析和评价,分析了桥梁结构振动与辐射噪声之间的关系和不同减振轨道对减小桥梁结构辐射噪声的效果,可为今后的轨道减振设计提供借鉴,研究表明：相对于双层非线性减振扣件整体道床桥面,减振垫浮置板、橡胶弹簧、钢弹簧浮置板在1～80 Hz内VL_zmax的减振效果分别为10.2 dB,10.6 dB,11.8 dB;在1～200 Hz内VL_za的减振效果分别为10.3 dB,12.7 dB,12.6 dB;高架线的噪声源频谱是宽频的,在中心频率80 Hz和630 Hz处噪声出现明显峰值;桥梁结构辐射噪声以12.5～250.0 Hz低频噪声为主,桥梁结构辐射噪声可通过桥梁振动速度级或振动加速度级来计算;高架线采用减振轨道可减小桥梁结构辐射噪声,相对于双层非线性减振扣件整体道床桥面,减振垫浮置板、橡胶弹簧、钢弹簧浮置板在12.5～250.0 Hz内桥梁结构辐射噪声L_{Aeq, Tp}的降噪效果...     

动力吸振器对薄板声辐射效率的调控特性

薄(壁)板结构是飞机、高铁、船舶等工程中最常见的结构。薄板结构受到外部动力源的激励不可避免地引起振动噪声超标的问题。动力吸振器相比于表面加筋和敷设阻尼材料等减振降噪方法,具有参数可设计、频率针对性强等优势。然而,目前关于动力吸振器对薄板结构声辐射的调控特性分析并不充分,很多研究人员以及工程师笼统地认为,利用动力吸振器来减小薄板结构振动就可完全达到最好的抑制声辐射效果。实际上,动力吸振器对于薄板结构的声辐射效率的调控会直接影响其抑制声辐射的效果。本文研究了动力吸振器对薄板结构声辐射效率的调控特性,从理论上推导了含有动力吸振器的薄板结构声辐射效率计算方法,并利用数值计算方法分析了动力吸振器的声辐射效率调控特性。动力吸振器的安装,能对薄板结构在吸振器工作频率附近的模态振型和模态频率产生明显的调控作用,从而对声辐射效率产生调控作用。通过调谐动力吸振器的质量和频率,能够降低薄板结构目标模态的频率,或者改变对应的模态振型,实现对声辐射效率的抑制效果。     

基于局部应变补偿的加筋板改进滑模振动控制

在加筋板的振动主动控制中,传感片和作动片多采用对位粘贴形式,经实验证明,此方式存在局部应变效应,会导致振动控制效果减弱,甚至控制发散。针对该问题,构建了局部应变补偿方案,设计了基于局部应变补偿的改进幂次趋近律滑模控制算法,并选择加筋板振动作为研究对象,利用NI-CompactRIO 9024平台进行了加筋板振动主动控制实验。实验结果表明,针对加筋板的第一阶模态,基于局部应变补偿的改进幂次趋近律滑模控制算法振动抑制效果达到13.16 dB,相对于未补偿的改进幂次趋近律滑模算法效果的10.59 dB,提升了2.57 dB。     

Single-mode 780 nm vertical-cavity surface-emitting lasers with multi-leaf holey tructure

A single-mode oxide-confined vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) with multi-leaf holey structure for fiber-optic applications is demonstrated. The optical confinement was done by a multi-leaf holey structure. The deep etched leaf holes were used to provide better mode confinement and suppression of higher order modes. Single fundamental mode continuous-wave output power of over 1.1 mW has been achieved in the 780 nm range, with a threshold current of approximately 0.9 mA. Side-mode suppression ratio (SMSR) larger than 24 dB has been measured.     

泡沫铝防护屏的Whipple防护结构弹道极限数值模拟研究

为研究泡沫铝板作为防护屏的Whipple防护结构抵御空间碎片超高速撞击的特性,模仿泡沫金属的生产原理建立了泡沫金属细观结构几何模型,结合自编的光滑质点流体动力学程序进行了超高速撞击数值仿真,通过与实验对比验证了模型的有效性.分别对相对密度为23.2%的理想均匀和非均匀开孔泡沫铝板作为防护屏的Whipple防护结构进行了数值仿真,得到了它们的弹道极限曲线,并与实心铝板作为防护屏的Whipple防护结构进行了对比分析.结果表明,相同面密度的泡沫铝板相对于实心铝板能够在更低的速度上将弹丸粉碎、液化及气化.泡沫铝板作为防护屏,在总体上拥有更好的防护性能;相同面密度的理想均匀泡沫铝板的防护性能总体上优于非均匀泡沫铝板.     

对两相材料薄板声功率及其灵敏度研究

采用有限元与声辐射模态相结合方法研究两相材料薄板声辐射声功率,并分析结构声功率关于设计参数的灵敏度。应用有限元方法来处理结构的振动环节,将位移向量用振型的线性组合表示,用振型叠加法求解模态坐标得到位移向量从而求出结构的速度分布;在声辐射环节,采用声辐射模态展开从而求得声功率。将薄板声功率对设计参数求偏导,得到声功率灵敏度。以四边简支两相材料薄板为例,着重对声功率关于板密度和厚度的灵敏度进行了研究。     

纸托盘嵌入式底脚横向强度研究

根据纸质托盘结构及纸质运输包装材料的特点,提出了一种嵌入式底脚的纸质托盘结构。首先分析了嵌入式底脚与普通粘合式底脚的承载机理,研究发现,嵌入式底脚结构改善了普通粘合式底脚结构的承载方式。在横向载荷作用下,普通粘合式底脚承受剪切力作用只有一个承载面,总承载面积较小;嵌入式底脚承受多个面的剪切力及拉压力作用,承载总面积较大。随后,分别设计了开槽式、纸护角式两种嵌入式结构,并制备试样,对比分析了两种嵌入式底脚托盘与普通粘合式底脚托盘联结强度。研究表明,普通粘合式底脚横向承载能力较小;嵌入式底脚结构提高了底脚与托盘底板的胶粘面积及强度,能够承受更大的载荷及冲击力,新型结构是一种更可靠的纸质底脚与底板结合方式。     

有限元与声辐射模态的薄板声辐射灵敏度分析

采用有限元与声辐射模态方法研究了薄板声辐射的灵敏度。应用有限元方法求出结构的速度分布后,利用Rayleigh积分求出薄板的声压,然后将薄板的声辐射功率表示为薄板速度分布的正定厄米特二次型;将薄板的声辐射功率对设计变量求偏导,薄板声辐射的灵敏度转化为阻抗矩阵的灵敏度与速度分布的灵敏度,最后通过声辐射模态理论和有限元方法可以分别求出结构阻抗矩阵的灵敏度与速度分布的灵敏度。以四边简支的薄板作为数值算例,对所提出的方法进行了验证。     

某核电厂循环水泵房底板保护层的爆破开挖

利用毫秒延时爆破技术在某核电厂循环水泵房底板保护层实施多排孔孔间延时爆破.对爆破参数、装药结构、装药量、布孔方式及爆破网路进行了设计,并校核了爆破振动安全.通过对现场的爆破效果进行分析表明,毫秒延时爆破技术应用于水工建筑物底板保护层的开挖可取得良好的爆破效果,它对施工环境复杂、规模受限、爆破振动等有害效应以及爆破质量控...     

Mixed mode fatigue growth of curved cracks emanating from fastener holes in aircraft lap joints

The finite element alternating method is extended further for analyzing multiple arbitrarily curved cracks in an isotropic plate under plane stress loading. The required analytical solution for an arbitrarily curved crack in an infinite isotropic plate is obtained by solving the integral equations formulated by Cheung and Chen (1987a, b). With the proposed method several example problems are solved in order to check the accuracy and efficiency of the method. Curved cracks emanating from loaded fastener holes, due to mixed mode fatigue crack growth, are also analyzed. Uniform far field plane stress loading on the plate and sinusoidally distributed pin loading on the fastener hole periphery are assumed to be applied. Small cracks emanating from fastener holes are assumed as initial cracks, and the subsequent fatigue crack growth behavior is examined until long arbitrarily curved cracks are formed near the fastener holes under mixed mode loading conditions.