轿车保险杠的研究现状及发展趋势

介绍了保险杠的各种结构形式与功能，从结构耐撞性、轻量化、成型工艺、行人保护4个方面对保险杠的研究现状进行了总结，并提出了未来的研究方向。     

泡沫铝镁合金的压缩与吸能性的研究

对用渗流法制备的泡沫铝镁合金进行了准静态压缩实验,测试了其压缩应力-应变曲线,研究了泡沫铝镁合金的准静态压缩力学行为及其吸能性,并与泡沫纯铝的静态压缩性能进行了比较.实验结果表明, 泡沫铝镁合金的压缩过程具有明显的三阶段变形特征,即弹性段、塑性平台段和压实段;随孔径的增加,泡沫铝镁合金的屈服强度升高、吸能量上升.由于铝镁合金的强度远高于纯铝,从而使泡沫铝镁合金的压缩屈服强度及吸能性均显著高于泡沫铝.     

基于多目标优化的车身前端结构耐撞性和轻量化设计

为了解决车身前端结构耐撞性和轻量化之间的矛盾,通过分析正面碰撞过程中力的传递路径和能量分布,筛选出对碰撞性能影响较大的部件作为优化设计对象.将所选部件的材料和厚度作为设计变量,建立结构耐撞性和轻量化多目标优化问题的数学模型,以部件总质量和总吸能量作为优化目标、加速度峰值和前围板入侵量作为约束条件进行优化分析,得出所选部件材料和厚度的最优组合.优化后,车身前端结构质量减轻3.5%,总的吸能量增加8.9%,加速度峰值降低14.7%,前围板入侵量减少8.7%.不仅提高了汽车正面碰撞的耐撞性,且实现了车身前端结构的轻量化.     

氧化锌改性芳纶织物的抗弹道冲击性能的数值模拟

芳纶织物由于其低密度、高模量、高强度特性被广泛应用于人体防弹领域，为提高芳纶织物的抗弹性能，通过纳米氧化锌颗粒种植生长对芳纶织物进行改性，开展电镜观察、准静态拉伸试验、纱线拉拔试验、弹道冲击试验和数值模拟工作，得到了氧化锌改性织物的力学性能和弹道性能。研究结果表明：氧化锌颗粒的种植增加了纤维之间的结构互锁与表面粗糙度，氧化锌改性织物的纱线间摩擦系数较纯织物提高了282%,弹道极限速度较纯织物提高了54.5%,且吸能与比吸能性能显著优于纯织物；通过细观纱线模型对织物的弹道冲击过程进行模拟，仿真结果与弹道试验结果具有良好的一致性，进一步说明了纱线间摩擦系数和拉伸强度的提升可以作为提高织物的抗弹道冲击性能的有效手段，为氧化锌改性织物在柔性防弹领域的应用提供了理论依据。     

一种横截面为正五/六边形的四层复合材料管轴向冲击吸能研究

纸瓦楞夹层管为耐撞性问题提供了一种新思路。针对由聚乙烯泡沫对纸瓦楞夹层双管的双填充构型，利用轴向跌落冲击对比试验和参数化分析，重点研究这种四层复合材料管的缓冲吸能特性以及结构和冲击参数的影响。研究结果表明：双填充X轴方向瓦楞夹层双管的塑性平台区明显长于双填充Y轴方向双管，其吸能效果优于双填充Y轴方向双管；随着管横截面边数的增加，双填充双管的比吸能、单位体积吸能、比总体效率、平均压溃应力都下降；随着落锤质量的增加，双填充双管的缓冲吸能特性都递增；管长比为3.0时，双填充X轴方向正五边形双管的总吸能和比吸能分别比正六边形管提高了15.6%和48.8%，而双填充Y轴方向双管分别提高了14.4%和47.9%；管长比为2.2的双填充双管的初始峰值应力高于管长比为1.4和3.0的双填充双管，抗冲击性能更好。     

ZrH2填充改性Al/PTFE的力学响应与毁伤性能

为了研究ZrH2对Al/PTFE反应材料力学响应与毁伤性能的影响,采用冷压烧结工艺制备了Al/ZrH2/PTFE、Al/PTFE和纯PTFE三种材料的圆柱体与药型罩试件,通过准静态压缩、落锤冲击和高速撞靶实验,对三种材料的力学性能、撞击感度与撞靶毁伤效能进行了对比研究.实验结果表明:三种PTFE基材料均为弹塑性材料,都存在应变硬化效应,质量分数为10％的ZrH2能提高Al/PTFE反应材料的力学强度,使其屈服强度与失效应力分别达到22.2 Mpa与93.3 Mpa,也可降低材料撞击感度,使其点火激发能增加1.93 J,并通过活化分解参与反应保证材料能量释放水平不受影响.两种含能药型罩在撞靶过程中能发生撞击释能反应,产生穿/扩孔综合效应,形成花瓣式外翻的穿孔形式,与惰性毁伤元相比,反应材料的撞击-反应双重毁伤效应能大幅提升其扩孔能力,在Al/PTFE反应材料中引入适量添加剂ZrH2,能进一步增强材料的撞靶毁伤效能.     

泡沫铝/改性环氧树脂复合材料压缩力学性能的试验研究

为实现功能结构一体化,提高泡沫铝复合材料的力学性能和吸能性能,制备硅橡胶改性环氧树脂的高分子材料填充泡沫铝的复合材料。静态压缩试验表明,填充改性环氧树脂的泡沫铝的平台屈服阶段明显抬升,改善泡沫铝的力学性能,提高泡沫铝的吸能能力。     

温度对某枪管材料力学性能影响试验

为了研究温度对枪管材料30SiMn2MoVA力学性能的影响,将枪管材料加热到不同温度(20℃～ 600℃)进行拉伸试验;试验得到了不同温度下枪管材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量、断后伸长率;根据试验结果,建立了高温下枪管材料屈服强度、抗拉强度、弹性模量与温度的经验模型;试验表明:随着温度的升高,枪管材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量不断降低,断后伸长率在20℃～500℃有较小波动,在500℃～ 600℃急剧升高,研究结果为枪管和弹丸相互作用机理提供了参考.     

铝合金车体抗冲击能力的动态有限元仿真

在满足结构强度要求下,严格控制车体重量是空降特种车辆总体设计中需要把握的重要设计准则。通过试验研究简化了着地冲击过程仿真,建立了铝合金车体和焊缝的有限元模型;采用大位移、非线性、动态有限元方法,对于车体着陆过程进行了瞬态有限元结构强度分析和模态分析,得到了不同着陆状态下,车体位移、应力和应变的瞬态分布结果;验证了该有限元模型和分析方法的有效性,为车体结构的优化设计提供了可靠依据。     

行星探测器的硬着陆撞击

探测太阳系的行星及其卫星是空间科学和航天技术的重要领域之一。近半个世纪以来,人们一直在筹划使用侵彻器在这些星体着陆,为了解决结构动强度,穿星器弹道稳定性和器件耐撞性等难点,人们需要进行弹道试验和理论分析。中国为实现科技现代化作了许多努力,相信中国今后也将会十分重视行星探讨测器的硬着陆研究。     

美军地面车辆事故和安全技术的发展

为了减少因车辆碰撞事故而导致的人员伤亡,美军对事故类型和事故级别进行了科学的分类和统计．在参考民用车辆安全性评价的基础上,建立了美军地面车辆安全标准,结合军事需求,提出了严格的评价方法和目标,并开发了专用的军用车辆安全装备．     

铰接履带车转向及俯仰性能研究

针对铰接式履带车辆的转向阻力矩求解及车辆俯仰性能计算问题,以全地形铰接履带车为实例,建立了铰接式履带车辆数学模型,采用履带车辆转向原理及Bekker理论分析了引起水平转向阻力矩的因素。给出了履带与地面摩擦力及履带侧面推土所产生力的计算方法,并通过试验进行了验证,结果表明：该方法能够合理、有效地分析该车在转向时的阻力情况。为铰接履带车辆铰接机构的设计提供了理论依据。针对铰接式履带车辆的转向阻力矩求解及车辆俯仰性能计算问题,以全地形铰接履带车为实例,建立了铰接式履带车辆数学模型,采用履带车辆转向原理及Bekker理论分析了引起水平转向阻力矩的因素。给出了履带与地面摩擦力及履带侧面推土所产生力的计算方法,并通过试验进行了验证,结果表明：该方法能够合理、有效地分析该车在转向时的阻力情况。为铰接履带车辆铰接机构的设计提供了理论依据。     

多轴串联式混合动力车辆参数匹配研究

以串联式混合动力多轴重型特种车辆为研究对象,混动参数匹配的合理性决定了车辆动力源潜能的发挥、机电子系统之间的协同程度以及动力性、经济型、可靠性等关键技术指标满足要求。为了提升车辆的综合性能,需要在初始设计阶段对车辆关键子系统进行匹配优化设计。结合国内外研究经验,从性能需求层面出发,对车辆边界约束条件进行计算分析,优化车辆重要混动参数,形成了车辆混动参数匹配优化模型,提升匹配过程的精准性。最后,通过典型循环工况仿真验证,证明了该参数匹配方法的合理性。     

大口径狙击步枪液压缓冲器优化分析

利用Matlab优化工具箱对某型大口径狙击步枪液压缓冲器的优化分析,可根据全枪动力模型及缓冲器液压阻力的相关公式得出一组优化的结构参数.该优化问题归纳为有约束的多变量非线性函数极值问题,并使用优化工具箱中的fmincon函数进行求解.结果表明,采用液压缓冲器是降低大口径狙击步枪后坐力的可行技术途径.     

一种测定履带车辆行驶地面性质参数的新方法

车辆行驶地面性质参数只能够用实验的方法测定,传统的实验方法操作复杂,具有很大的局限性。利用一套专用的测量装置,通过直接测量履带车辆两侧主动轮输出转矩的方法,计算获得履带车辆行驶地面性质的参数值。采用此方法对某型履带车辆在一定地面条件下的地面性质参数进行了测定和计算,获得较为理想的结果。     

鱼雷缓冲头帽入水冲击性能研究

针对鱼雷缓冲头帽入水冲击过程理论分析困难、头帽强度设计边界难以确定的问题,采用ABAQUS软件建立了头帽入水有限元模型。研究了其入水冲击时组件应力分布规律,得出了尖拱形头帽以最小速度垂直入水时最难破裂,将此工况作为头帽强度设计的上边界,研究了影响头帽破裂的关键因素,相应给出了2种使头帽入水后更易破裂的改进方法,即降低头帽组件与雷体之间摩擦力和削弱整流罩强度,并通过仿真进行了验证。仿真结果表明,这2种改进方法都可以使头帽更容易破裂,如果同时采用这2种方法,则能够达到更理想的入水效果。     

新型起爆药GTX的制备工艺与性能研究

研究了高氯酸三碳酰肼合锌（Ⅱ）（GTX）的反应原理和制备工艺,提出了优化工艺条件,测定了GTX的磨擦感度、撞击感度和DSC热分析曲线。     

水下航行器仿生非光滑表面减阻特性

为节约能源和制造高性能的航行器,基于虎鲸皮肤结构设计一种可显著降低水下航行器阻力的新型仿生非光滑表面。通过数值模拟评估不同形状参数下非光滑表面的减阻性能,讨论仿生非光滑表面对近壁面流场和湍流强度的影响。结果表明：仿生非光滑表面在较大速度范围可以增加湍流边界层厚度,降低流场湍流强度,减少表面摩擦阻力;在0.5~15 m/s速度范围内,应用仿生非光滑表面的平板摩擦阻力减少9%以上,最大总阻力减阻率达到7.57%;将该仿生非光滑表面应用于无附体SUBOFF潜艇模型表面进行减阻优化设计,潜艇最大总阻力减阻率达到11.31%;新型仿生非光滑表面适用范围较广,可有效降低水下航行器的总阻力,具有良好的工程应用前景。     

重型车辆湿式双离合器起步模糊控制研究

以重型车辆湿式双离合器(DCT)为研究对象,开展基于模糊控制的DCT起步控制研究.在考虑了油门踏板开度及其变化率、发动机运行状态、滑摩功等影响重型车辆起步品质因素的基础上,参考驾驶员的起步经验,制定了离合器起步的模糊控制规则.通过该车辆在某工况下的起步进行仿真计算,结果表明:综合考虑油门开度变化及变化率、发动机的转速变化和离合器主、被动端转速变化等因素的起步模糊控制策略可以用于重型车辆的起步控制.     

集中载荷作用下的履带车辆稳态转向分析与试验

为了研究集中载荷条件下履带车辆稳态转向性能,提高转向模型精度,分析了履带张力对接地压力分布的影响,推导履带车辆接地压力分布计算模型。运用履带与土壤之间的剪切应力-剪切位移关系推导新的转向动力学模型,建立相应的动力学方程组并求解。分析了履带宽度和履带张力引起的接地压力变化对稳态转向运动学和动力学参数的影响,并通过实车试验测试对分析结果进行验证。结果表明,理论计算结果与试验数据有很好的一致性,验证了该模型的正确性。