弹性胶泥缓冲器关键参数对快捷列车纵向冲动的影响EI北大核心CSCD

根据弹性胶泥缓冲器的结构原理,构建了基于速度型的弹性胶泥缓冲器模型,利用空气制动和纵向动力学联合仿真系统,分析了弹性胶泥缓冲器关键参数对快捷列车纵向冲动的影响。仿真结果表明:缓冲器的初压力和弹性胶泥的流动指数对列车的纵向冲动影响较大,而与机构相关的综合等效刚度对列车的纵向冲动影响较小。随着缓冲器初压力的不断增大,车钩力和加速度最大值均逐渐增大;初压力由20 kN增大到100 kN时,列车车钩力最大值增长了14.4%;加速度最大值增长了32.9%;胶泥流动指数在0.1~0.5内变化时,车钩力和加速度最大值变化较小;胶泥指数在0.5~0.9内变化时,车钩力和加速度最大值均随胶泥流动指数的增加呈指数级增长。胶泥流动指数在0.5~0.9内变化时,车钩力最大值增大了51.7%;加速度最大值增幅为59.5%。这为新型弹性胶泥缓冲器结构参数的设计提供了理论指导。     

含蜂窝夹层的V型底部复合装甲仿真研究

车辆底部的抗爆炸冲击问题一直是防护型车辆领域的研究重点。为了提高车辆底板的抗爆炸冲击能力,利用LS-DYNA软件,采用任意拉格朗日—欧拉算法(Arbitrary Lagrange-Euler,ALE)对爆炸冲击作用下某车辆台架V型底部结构响应进行了仿真分析。首先通过对比仿真结果与试验结果,验证算法的准确性,然后在V型底部结构中安装单层横向、纵向以及双层横向3种不同形式的蜂窝夹层结构,通过比较不同蜂窝夹层结构在爆炸冲击载荷作用下能量吸收、底板变形量和底板加速度等物理量,分析了不同蜂窝夹层结构的防护性能。结论是:双层横向蜂窝夹层结构吸收能量最多,底板变形和加速度最小,防护性能最好。     

新型缓冲阻尼器设计及其冲击响应特性研究

针对强冲击环境下设备防护问题,提出一种新型缓冲阻尼器。该阻尼器依据环形间隙阻尼系数计算公式,以双出杆阻尼器为改进基础并利用弹性力与阻尼力相位差原理而设计。通过单自由度数学模型计算分析了新型缓冲阻尼结构的冲击响应与自身特性。结果表明,相比于双出杆流体阻尼器,该阻尼器在保证不增加绝对加速度与相对位移幅值的前提下,可有效降低残余响应,被隔离体复位时间缩短48%。在特性分析中,相比双出杆流体阻尼器,新型阻尼器耗能增加了28%,两者阻尼力最大相差470 N。根据正、负双波试验的结果,说明了数值仿真可以较为准确地描述新型缓冲阻尼器在冲击下的响应特性,同时,也验证了该缓冲器具有较好的抗冲减振能力。     

电脑主机缓冲包装结构缓冲效果的高速摄像评价

为了评价电脑主机缓冲结构的缓冲效果,利用高速摄像测量方法,对电脑主机运输包装件冲击实验进行了冲击响应分析,研究了电脑主机包装件中EPE缓冲垫对电脑主机的防护作用。实验中分别取5,10,15 cm 3个跌落高度,利用跌落冲击瞬间缓冲垫、主机、水平滑台三者冲击作用的瞬态图像,通过采集图像进行处理和分析,得到了电脑主机的位移-时间、加速度-时间曲线以及水平滑台的加速度峰值和衬垫冲击传递率。结果表明,随着冲击高度的增加,电脑主机加速度响应随之增大,缓冲垫的冲击传递率达到50%左右,显示出EPE缓冲结构具有显著的缓冲效果。     

基于假人冲击响应评估抗冲地砖防护性能试验研究

由于水下爆炸在极短时间内产生的巨大冲击加速度会致舰船人员严重损伤、而新型抗冲击地砖通过橡胶材料可吸收冲击能量、降低舰员脚底部载荷,用双波冲击机模拟3种典型冲击强度,用国际标准假人作为试验载体,记录冲击过程中假人主要部位的冲击响应,并对试验结果进行分析、评估。结果表明,舰员抗冲击地砖具有较好的抗冲击防护作用,可衰减60%以上冲击载荷,能有效降低舰员冲击损伤程度。     

瓦斯爆炸冲击作用下新型复合结构防护外壳的动态响应

为了降低和防止瓦斯爆炸冲击波对矿难救生系统的破坏,提高防爆抗冲击能力,提出新型复合结构防护外壳。运用有限元数值分析方法,对新型复合结构防护外壳在瓦斯爆炸冲击波作用下的动态响应进行研讨。分析冲击波作用下新型防护外壳的变形、应力和应变,并与单层防护外壳的动态响应进行了对比。结果表明: 采用中间柔性材料缓冲层的新型复合防护结构,能够延缓瓦斯爆炸冲击波对矿难救生系统的冲击作用,保护系统内部模块不受严重破坏,制造工艺简单且成本低。运用数值分析的方法,可以为救生系统设计建立一个仿真的实验环境,为优化救生系统设计、提高设计效率提供参考数据。     

安装差动胶泥缓冲器的舰炮检验弹入膛仿真分析

舰炮检验弹由于结构不同于实弹,入膛时反弹速度过大,造成相关零部件断裂和关闩故障。故设计采用差动胶泥缓冲器吸收过大的动能以保证检验弹的入膛可靠性。为评估差动胶泥缓冲器在检验弹上的缓冲效能,以及分析检验弹的入膛运动规律,提出一种结合缓冲器流体数值分析(computational fluid dynamics,CFD)和入膛多体动力学分析(multi-body dynamic,MBD)的仿真分析方法。计算结果表明:此方法能够准确计算和预测缓冲器的缓冲效能,检验弹的缓冲器满足设计技术要求;静压过程在活塞后方形成多个涡旋,而冲击过程流线平稳无涡旋;黏性阻抗分力随压缩速率降低先增大后减小。研究不仅为胶泥缓冲器在舰炮检验弹上的应用提供理论支撑,还为胶泥缓冲器本身的研究提供新的分析方法。     

考虑壁面滑移的磁流变胶泥缓冲器设计理论与落锤冲击试验

为提高汽车碰撞磁流变缓冲器力学模型的准确性,实现冲击作用下磁流变缓冲器动态特性的高精度预测,基于Herschel-Bulkley模型,同时考虑表观滑移和壁面滑移,建立了缓冲器理论力学模型。通过分析表观滑移和壁面滑移对缓冲器阻尼通道内部压力梯度的影响,结果表明,载液黏度较低时,受表观滑移影响,阻尼通道内部压力梯度有所降低,且在低速下影响更加显著;随着载液黏度的增加,在表观滑移作用下压力梯度有所增加,但对总体影响不大;壁面滑移使通道内部压力梯度明显降低,且随着滑移系数的增加,压力梯度变化更为显著;不同电流、冲击速度下的缓冲器落锤冲击试验表明,理论模型能够较好地预测、表征磁流变缓冲器的力学特性;磁流变胶泥在通道内流动主要受壁面滑移的影响,未出现明显的表观滑移。     

不同攻角舰船结构动态响应的数值模拟

运用通用有限元分析软件ABAQUS对某型舰进行全船冲击响应数值模拟,分析水下爆炸攻角对舰船结构动态响应的影响,并得出以下结论:水下爆炸载荷作用下舰船结构响应具有局部性,船体的受冲击范围和强度随爆炸攻角的增大而减小;在研究舰船冲击环境时,攻角在30°～60°范围内的测点应该多取;舰船外底板中心部位节点的垂向加速度峰值随爆炸攻角的增大而减小,且加速度响应的衰减速度随爆炸攻角的增大而下降。     

分析小型水下圆柱壳结构冲击响应的一种近似方法

根据小型水下圆柱壳状结构受爆炸冲击后散射现象严重的特点，提出了一种新的冲击加速度的近似计算方法。首先把带加强筋的柱壳结构简化为光滑柱壳，并将冲击波分解为不同频率谐和平面波的迭加，然后，采用耦合模态法分析了受爆炸冲击水下圆柱壳状结构周围的散射场，求出了圆柱壳水下结构的表面接收压力，进而分析其受到爆炸冲击后的冲击加速度，并研究了结构的弹性变形、材料特性对冲击加速度响应的影响。工程应用实例的分析结果表明，该方法具有物理概念清晰，运用方便，准确高度的特点，可适用于分析小型水下圆柱壳状结构受到冲击加速度响应。     

用于斜拉桥横向的新型油阻尼器减震性能研究

为解决斜拉桥横向塔-梁固结体系导致地震响应过大的问题,兼顾斜拉桥横向抗风、隔震需求,研制了一种刚度可变的新型油阻尼器。论述了新型油阻尼器的工作原理,建立其恢复力模型并通过单轴动力试验进行验证;以两座斜拉桥为例,对比了新型油阻尼器与已有两种金属阻尼器的减震性能。结果表明:所建恢复力模型可准确模拟新型油阻尼器的力学行为,新型油阻尼器活塞滑动前刚度较高,活塞滑动后刚度为0;与两种金属阻尼器相比,新型油阻尼器具有更低的等效刚度和更高的耗能能力,更大幅度降低两座斜拉桥的梁端位移与塔底弯矩。     

船用低速五缸柴油机推进轴系扭振性能的改进与计算

国内的低速柴油机制造厂 ,船舶设计部门、造船厂和船东好象已经有一种共识 :艉机舱推进轴系使用低速五缸柴油机作主机时 ,都要用扭振减振器。但是 ,只要在设计时合理选用柴油机转速 ,并采用高强度低合金钢来制造中间轴 ,这类轴系大部分是不需要扭振减振器的。     

新型软钢阻尼器的减震性能研究

提出了设计软钢阻尼器的新思路：利用钢板平面内受力提高初始刚度，并通过改变钢板平面几何形状增加变形耗能能力。通过对具有不同几何形状的软钢阻尼器模型进行拟静力往复加载试验研究，验证了此种软钢阻尼器具有良好的塑性耗能性能。数值计算表明，在地震动作用下装有新型软钢阻尼器框架体系具有良好的减震效果。     

动力吸振器在电动机振动控制中的应用

某舰船泵用电动机运转时,在安装基础上产生了较大的振动。有限元仿真计算和模态试验发现,安装基板上存在的250 Hz及400 Hz的弯曲模态产生较明显的共振。针对此2阶共振频率设计阻尼式动力吸振器,通过“设计-标定-修正”,使动力吸振器达到所设计的频率。在实机上进行了安装测试,结果表明应用该动力吸振器后电动机安装基板上的振动降低了约7 dB,作用效果明显。     

弹性胶泥阻尼器的冲击实验研究及建模分析

通过实验与理论分析相互结合的方法,以纯硅油和不同体积比例的固体颗粒为介质的弹性胶泥阻尼器为研究对象,对各阻尼器分别进行不同高度下的冲击实验,分析在固液耦合作用下弹性胶泥阻尼器的冲击性能变化。并且在冲击实验的基础上建立阻尼器的动力学模型,通过数值方法辨识模型中方程的各参数并与实测数值进行对比。研究工作对含固体颗粒的弹性胶泥阻尼器的冲击实验分析与动力学建模以及该类阻尼器的工程应用有着理论指导意义。     

O型钢板-高阻尼黏弹性复合型消能器的力学性能试验与分析

提出了一种由O型钢板金属阻尼器与高阻尼黏弹性阻尼器并联而成的复合型消能器,阐述了其构造形式和工作机理,对其进行了低周反复加载试验。研究结果表明：复合型消能器具有较强的变形能力和饱满的滞回曲线;其力学性能稳定,受加载频率影响较小;该消能器兼具位移型阻尼器与速度型阻尼器的优点,小变形时,黏弹性阻尼器发挥主要的耗能作用,O型钢板金属阻尼器提供一定的附加刚度,大变形时,二者共同耗能;相比单一类型的消能器,该复合型消能器提高了阻尼力和抗震安全储备;采用Bouc-Wen模型建立了该消能器的力学模型,计算结果与试验结果吻合较好。     

机载电子设备减振设计

针对外界振动影响机载设备正常工作和疲劳破坏等问题,给出了一种机载设备减振器设计方法。利用振动试验数据和受迫振动理论,建立等效减振系统模型,设计了两组金属丝网三向等刚度减振器,并对减振器的减振效果进行实验检验。结果表明,设计的两组减振器均能够降低机载电子设备的振动,而第二组减振器的减振性能优于第一组减振器的性能,验证了减振器设计方法的有效性,提高了机载导航系统性能和机载设备的使用寿命。     

颗粒调谐质量阻尼器减震控制的数值模拟

提出一种颗粒调谐质量阻尼器,即通过摆绳将颗粒阻尼器悬挂于主体结构上,将目前广泛应用的调谐质量阻尼器与减震效能优越的颗粒阻尼器结合起来,以扩大减振频带,增加减振鲁棒性。基于一定的等效原则将多颗粒阻尼器等效为单颗粒阻尼器,提出一种近似的颗粒调谐质量阻尼器数值模拟方法,并介绍了系统参数的取值方法。进行了附加颗粒调谐质量阻尼器的单自由度结构实际地震输入下的振动台试验,通过对比试验结果与数值模拟结果,发现两者吻合较好,说明该简化方法可以较好地模拟颗粒调谐质量阻尼器的减震控制效果。     

永磁调节式MR阻尼器试验研究及工程应用

设计制作了永磁调节式MR阻尼器，在专用加载试验台上对该阻尼器的力学性能进行了试验研究，分析了影响阻尼力的各种因素，对永磁式MR阻尼器和油阻尼器、橡胶阻尼器进行了拉索减振的现场对比试验研究。结果表明，所设计制作的永磁式MR阻尼器阻尼力可调范围大，比油阻尼器具有更好的温度稳定性和更大的耗能减振能力，能保证每根拉索取得最优的减振效果。该阻尼器巳成功应用于长沙洪山大桥，解决了该桥严重的风致振动问题。     

新型粘滞-弹性阻尼器的力学性能试验与理论研究

研制开发了一种新型粘滞-弹性阻尼器,对DS1~DS8八种不同型号的粘滞-弹性阻尼器进行了低周循环加载试验和抗低周疲劳性能试验研究,研究了新型粘滞-弹性阻尼器的耗能性能、参数相关性能和抗低周疲劳性能,基于Kelvin模型建立了粘滞-弹性阻尼器的恢复力模型,并对该模型进行了验证分析。研究结果表明:粘滞-弹性阻尼器具有良好的耗能性能和抗低周疲劳性能,工作性能稳定、密封性好;基于Kelvin模型建立的粘滞-弹性阻尼器的恢复力模型能够很好地反映阻尼器的实际受力情况,理论与试验滞回曲线吻合性良好;阻尼器能够同时附加刚度和阻尼,并可兼作限位保护装置,在动力或静力荷载作用下均能发挥作用。