压杆应变式压力传感器在爆炸冲击波载荷测试中的应用

在容器内实施化学爆炸时，容器内壁上冲击波载荷的确定是进行爆炸容器结构动力响应分析、安全评估和工程设计的基础。获得比较准确、可靠的爆炸容器内壁上作用载荷的时间历程及分布情况，对研究结构动力响应意义重大。文章采用压杆应变式压力传感器来测量爆炸冲击波载荷，这种传感器解决了普通传感器在高频压力脉冲下频响低且容易损坏等问题。压杆应变式压力传感器为一细长弹性杆，爆炸冲击波作用在杆的一端，在杆中激发一维弹性应力波，通过测量杆上适当位置处的应变，利用一维弹性应力波理论可以计算出作用在杆端的爆炸冲击载荷。文章根据一维弹性波理论，设计了满足所需频响、上升时间、持续作用时间等参数要求的压杆应变式压力传感器，其材料为高强度钢，采用动态应变放大器和数据采集仪组成测量系统。通过实验，获得了比较完整的容器内壁上冲击波载荷曲线，测量结果的重复性和一致性很好。经分析表明，压杆应变式压力传感器能准确地测得容器内壁上冲击波荷载的幅值和比较完整的曲线，对爆炸冲击波载荷测试来说，是一种比较准确可靠的传感器。     

半无限长弹性杆与有限长弹性梁的横向冲击力近似公式

本文对具有初速的半无限长弹性杆与初始静止的有限长弹性梁的横向冲击问题进行了研究，用伽辽金方法求出了冲击力的近似解析解，并对结果进行了分析和讨论。     

柔性构件多次撞击力的计算方法

研究目的是精确计算多次撞击过程中的撞击力。通过研究柔性构件中的瞬态波传播理论,提出了计算多次撞击力的瞬态波效应法,避免了求解具有未知奇异载荷项的非线性方程问题。通过双柔性杆轴向多次撞击的实例分析,研究了初始撞击速度,杆长比对撞击力和撞击发生时间的影响,表明瞬态波效应法可以计算多次撞击力,并可以研究"次撞击"现象。     

弹性杆与水下壳体接触冲击的冲击力计算研究

对弹性杆与水下壳体接触冲击问题进行了研究，用有限元法模拟壳体，边界无法模拟无限域流体，通过温面上的耦合条件进行联立求解，文中给出了典型算例，并进行了有关讨论。     

刚体撞击弹塑性直杆时冲击荷载之数值解

使用数值方法模拟了刚体撞击一端固支的弹塑性杆的全过程,得到不同质量比、冲击速度时的弹性和弹塑性冲击荷载,比较了冲击荷载的弹性解析解、弹性数值解和弹塑性数值解。结果表明:对于弹性冲击荷载,数值解和解析解非常相近且数值解有合理的升压段。在质量比不变的情况下,刚体速度和冲击荷载的峰值成线性关系,而对接触时间无影响。质量比的变化对冲击荷载的峰值和分布形式有影响。质量比越小,冲击荷载峰值越大,接触时间越长。对于弹塑性模型,杆中产生的塑性变形引起冲击荷载峰值减小和荷载曲线分布形式发生变化。塑性会延长接触时间,延长的接触时间就是塑性发展的时间。当速度越大,质量比越小,则杆中塑性发展时间越长,弹性和弹塑性杆冲击荷载的峰值和分布形式差别越大。     

用落锤冲击试验机确定隔振器冲击刚度的新方法

落锤试验方法,因装置结构简单,操作方便,现已成为在隔振器冲击性能研究领域中重要的手段。介绍一种确定隔振器冲击刚度的新方法——波形组合法。该方法认为,尽管冲击过程中存在着“回弹”,波形成为断续的脉冲,但质量块在空中运动中能量损失很小,可以用适当的方法把它们组合成连续波形,以致我们可以用成熟的振动分析技术进行数据处理。还介绍了用函数分解法帮助提取畸变波形中冲击性能参数的方法。     

K8型单层球面网壳抗冲击荷载性能研究

首先介绍了求解冲击问题的解析法、有限元法的算法基础、适用于求解强非线性动力问题的有限元解法,以及计算冲击荷载响应的通用有限元软件ANSYS/LS-DYNA。为验证软件求解功能及相关参数设置的正确性,分别用解析法与有限元软件求解同一简单模型,二者结果吻合。随后在ANSYS/LS-DYNA软件中建立了60m跨度K8型单层球面网壳冲击模型。在上述基础上,对135个K8型网壳算例进行了分析,研究表明:网壳竖向变形和主要杆件受力随冲击质量与速度的增加而增大,当质量与速度增加到一定值后,二者均不再变化。而且当冲击质量较小时,网壳塑性发展可以由冲击动量初步判定,冲击质量较大时,则与冲击速度之间有明显相关性。在一次冲击网壳破坏情况下,冲击持时随冲击速度的增大而减少。     

非均质柔性杆撞击瞬态动力学动态子结构法

该文运用固定界面模态综合动态子结构法,研究非均质变截面杆受刚性质量轴向撞击问题,导出了用模态坐标表示的瞬态动力学方程,并讨论了撞击初始条件确定的两种方法。数值仿真表明:该方法能够计算非均质变截面杆轴向撞击的复杂撞击力变化形式、撞击瞬态波在杆中的传播过程以及撞击瞬态动力响应。算例的数值计算结果表明:当单元总数为180个,且仅保留2阶固定界面主模态时,计算结果已经收敛,与理论解相比,计算精度较高。因此,当选取更多单元总数和更高的主模态时,该方法有可能被应用于复杂的柔性结构撞击瞬态动力学的研究中。     

桥墩在船舶撞击作用下的损伤仿真研究

评述了考虑应变率效应和材料损伤的HJC混凝土模型,就材料参数的取值进行了讨论。通过刚性球撞击混凝土板的例子,讨论了HJC模型中损伤参数的敏感性,并据此确定了计算中采用的HJC模型参数。对一艘万吨级的散货船与桥墩的碰撞过程进行了仿真,给出了船舶与桥墩的碰撞力时程以及桥墩损伤形态。结果表明,由于混凝土的破损,船舶对桥墩的撞击力峰值显著降低。为获得真实的结果,在船舶与薄壁桥墩碰撞的仿真分析中应考虑混凝土的动态损伤特征。     

梁撞击弹塑性波传播的动态子结构方法的研究

该文针对简支梁横向弹塑性撞击问题,建立动态子结构模型,推导了相应的动力学控制方程,并采用Newmark隐式积分法进行求解,将动态子结构方法应用于撞击激发弹塑性波传播问题的研究。考虑局部弹塑性接触变形,通过对撞击激发的弹塑性波传播,包括弯矩波、挠曲波、速度波和应力波传播过程的计算,研究动态子结构法分析弹塑性波的传播特征,弯曲波的弥散特征,以及塑性铰形成机理等的合理性。经过与三维动力有限元计算结果的比较表明,动态子结构方法可以合理地应用于柔性梁中弹塑性撞击瞬态波传播问题的研究。