反弹对撞式冲击放大器机理研究

为了在传统跌落冲击试验台上开展强冲击试验，以获得更高的加速度峰值。采用动态接触理论与经典碰撞理论相结合的方法，考虑能量损失，引入碰撞恢复系数，建立反弹对撞式冲击放大器的运动学模型，推导了加速度及其放大倍数计算公式，研究了预留间隙、弹力绳刚度对冲击放大的影响规律。设计实验装置并进行试验，验证了理论模型的可行性和有效性。结果表明：理论计算与实验结果较吻合，最大误差约为7%；冲击放大台的最大加速度可达3780 g，加速度放大约13.5倍；存在一个理想预留间隙，使放大台加速度取得最大值，且选取较大跌落高度及理想预留间隙，更利于冲击放大；小刚度弹力绳对加速度具有一定的放大作用，但与预留间隙相比，影响较小。     

基于转动约束策略的柔顺机构拓扑优化

柔顺机构在航天航空、生物医疗、及仿生机器人等高新科技领域的精密微机械系统中拥有巨大的应用潜力。目前,拓扑优化是柔顺机构构型设计的主要方法之一。为了解决传统柔顺机构拓扑优化设计中存在虚铰的问题,首先,将旋转角引入柔顺机构构型设计中,以旋转角为观测指标,分析拓扑优化结果中存在虚铰的原因。其次,通过约束设计域内的旋转角平方的平均值不超过许用值,建立无铰链式柔顺机构拓扑优化模型,并且利用伴随法推导与之相应的灵敏度分析列式。最后,采用反向位移机构与柔性夹钳这两个经典算例的拓扑优化设计验证了所提优化模型的可行性和有效性。研究结果表明：基于转动约束策略获得的具有类桁架构型无铰链式柔顺机构,虽然在输入位移与输出位移方面表现出一定程度的减少,但避免了局部应变过大、应力集中问题的出现。     

舰用燃气轮机支架缩比模型试验方法研究EI北大核心CSCD

关键部件冲击试验是舰用燃气轮机抗冲击设计的必要考核手段。针对某燃气轮机支架系统抗冲击试验问题,首先,采用相似理论与等效冲击相结合的方法,选取与支架系统动力特性相关的物理量并推出相似关系。其次,确定支架冲击试验材料并通过试验得到力学特性,分析其受到的载荷、固有频率及模态振型。最后,提出一种燃机支架系统的缩比试验模型及试验方法,并通过有限元模型进行模态分析和冲击仿真计算,验证了支架缩比试验模型与原模型的等效性。结果表明:缩比试验模型一阶、二阶固有频率与原模型的相对误差均在10%以内;相对位移响应误差为13.69%,绝对加速度响应误差为3.18%,相对误差均在20%内,满足工程要求。验证了支架系统缩比模型及试验方法的有效性,为燃机支架系统抗冲击试验提供技术支撑。