复合材料负泊松比结构的冲击力学性能

设计了一种面内二维、空间三维的碳纤维复合材料负泊松比结构,并对其在不同冲击速度(单层板)、不同冲击位置(单层板)、不同冲击层数情景下的冲击性能进行了有限元分析.单层板不同冲击速度的仿真结果表明:碳纤维复合材料负泊松比结构的中低速抗冲击效果优于高速冲击情况,表现为低速时发生弯曲变形和回弹现象,高速时直接发生穿透,出现压碎...     

结构形状对密闭胞元抗射流侵彻性能的影响

针对液态复合装甲抗射流侵彻性能与胞元的结构形状密切相关性,研究了密闭胞元的结构形状对抗射流侵彻性能的影响。利用LS-DYNA有限元软件进行了数值仿真,分析了结构形状为四边形、圆形、六边形的3种密闭胞元对射流冲击波的反射能力和密闭胞元受到的压力、射流断裂时间及速度区间、剩余穿深、胞元内壁变形等参量,得出圆形密闭胞元反射冲击波的能力最优;圆形密闭胞元的抗射流侵彻能力最强,表现为剩余穿深最小,干扰射流头部速度区间最大;六边形密闭胞元的抗射流干扰能力稍小,干扰射流颈部速度区间最大,吸能最大,变形小且稳定性好;四边形密闭胞元的抗射流侵彻能力最差,内壁变形的振动幅度最大。为研究多胞结构液态复合装甲提供了结构上的设计依据。     

射流侵彻截面为六边形的液态复合密闭结构力学特点仿真分析

截面为六边形的液态复合密闭结构抗射流侵彻性能与其受力变形、应力、应变、能量变化息息相关。为了解密闭结构受射流侵彻的力学特点,采用理论分析与数值仿真相结合的方法,开展了研究。理论分析中,推导了射流的剩余头部速度;分析了密闭结构的受压情况,密闭结构微元的柯西(Cauchy)应变、格林(Green)应变、本构关系,侵彻系统的能量变化。数值仿真结果表明:射流侵彻进入液态复合密闭结构后,面板的等效应力从内到外呈环状逐渐递减;竖壁面的等效应力从上到下逐渐增大,在棱边上衰减,在底部集中;射流带动液体运动,进一步扩大背板孔口,并导致液体出现壅塞而产生逆流,使竖壁面产生附加应变;冯?米塞斯(Von Mises)应变集中在液态复合结构孔壁上,Green等效应变集中在密闭结构底部的内棱边上、以及面板和背板的孔口处;射流25 μs时开始侵彻液态复合密闭结构,射流、密闭结构、液体的能量均发生明显变化。     

锻造/层合碳纤维-环氧树脂复合材料压缩性能实验与仿真

压缩性能是材料的基础力学性能之一,决定着材料在工程中的应用价值和应用范围.为了获得锻造碳纤维增强环氧树脂复合材料(FC-FREP)和层合碳纤维增强环氧树脂复合材料(LCFREP)的压缩力学性能,进行了准静态实验和霍普金森压杆(Split Hopkinson pressure bars,SHPB)实验,得出了FCFREP和LCFREP在不同应变率下的真实应力-应变关系.通过扫描电子显微镜(SEM)观察了两种材料的破坏模式,进一步采用有限元软件进行了动态压缩仿真.实验结果表明,FCFREP的应变率效应仅体现在塑性段,且为负应变率效应;LCFREP的应变率效应明显,随着应变率增大,其弹性模量增大、屈服点滞后、流动应力增大.SEM结果表明,动态压缩情况下FCFREP的破坏模式为纤维撕裂拉断和剪切断裂,基体产生裂纹碎裂,LCFREP的动态压缩破坏模式为剪切断裂.仿真结果表明,FCFREP材料的动态压缩可采用双线性本构模型描述,LCFREP材料动态压缩的实际应力路径与仿真结果不同,但屈服极限相同.实验得出的真实应力-应变曲线可以作为研究新本构模型的依据,同时为开发新数值模型提供了参考.     

某新型燃气弹射传动活塞密封设计与分析

传动活塞的密封性能对燃气弹射装置的正常工作有着重要影响。为保证和提高燃气弹射的可靠性,设计了一种组合/复合密封,并分析该密封的工作原理;理论分析密封的泄漏模型和密封的失效准则,推导二维N-S控制方程,给出复合密封的可靠性数学模型、k-ε湍流方程、超弹性橡胶本构模型;采用有限元仿真的方法讨论密封泄漏的压力变化、密封的受力情况。结果表明:燃气泄漏后其压力随密封位置而呈阶梯形下降,密封圈受到的最大接触应力和等效应力总大于燃气的工作压力,剪切应力总小于密封圈的抗剪切强度,满足密封失效准则,能作为一种燃气弹射传动活塞的密封结构。     

八轴连通式油气悬架车辆行驶性能和通过性能研究

行驶性能和通过性能是评估车辆越野性能的基本指标.为得到八轴连通式油气悬架车辆的越野性能,分别对行驶性能和通过性能开展了研究.简化了整车的物理模型,根据拉格朗日方程推导了车辆的振动方程,建立了白噪声路面输入方程;通过仿真结果与实验结果的对比,验证了柔性模型的合理性.基于柔性模型,以路面不平度系数为输入变量,得到了车辆在较...