铝双层板结构撞击损伤的板间距效应实验研究

为了研究空间碎片对航天器防护结构的超高速撞击损伤特性,采用二级轻气炮发射球形弹丸,对铝双层板结构进行了超高速撞击实验研究.弹丸直径为3.97 mm,撞击速度分别为（2.58±0.08）km/s、（3.54±0.25）km/s和（4.35±0.11）km/s,板间距为10~100 mm.实验得到了铝双层板结构在不同撞击速度区间的后板损伤模式.结果表明,弹丸撞击速度一定时,后板弹坑分布随前后板间距的不同而不同.前板背面返溅影响区和后板弹坑分布区随板间距的增大而增大,各弹坑分布区扩散角随板间距的增大而减小.

双层板腔结构声传输及其有源控制研究

利用子系统模态综合方法,结合阻抗-导纳矩阵法,建立了双层板腔结构向自由空间声传输及其在入射板PZT控制、辐射板PZT控制,和腔中次级声源作动等多种控制策略下,系统物理模型的统一的分析模型,导出了系统模态响应及最优次级源强度的统一的阻抗-导纳矩阵表达式。该模型表达式各部分物理意义清晰、明确,便于进行系统耦合理论、有源控制及其机理的分析和数值研究。然后,在此基础上对双层板腔结构声传输有源控制进行了全面深入的数值计算和分析研究,重点探讨了控制方法策略及系统参数对有源控制效果的影响及其对应的控制机理。结果表明:入射板PZT作动辐射声功率最小控制策略是通过入射板、声腔和辐射板三个子系统的模态抑制或重组达到消声的目的,涉及多种复杂控制机理,对入射板、辐射板和声腔模态均有效,但对入射板模态更有效;在低频段声腔(0,0,0)模态在系统耦合响应中起主导作用,因此利用腔中次级声源作动能获得较理想的控制效果,是一种较好的控制策略;由于声腔模态与结构模态间复杂的耦合关系,使得某些频率处腔中声势能一定程度上的降低并不一定导致系统声传输损失的增加,因此,腔中声势能最小控制策略不一定能够获得理想的声传输控制效果。

考虑横向剪切的双层板架临界载荷计算

本文考虑横向剪切效应，建立了一种计算双层板架结构临界载荷的方法：将复杂的双层板架结构从其相邻结构中分离出来，用弹性约束计及相邻结构的影响，用正交异性板的方法描述其力学特性，用能量法求解双层板架结构临界载荷。结果表明该方法可靠，尤其适合在工程方案的论证阶段应用。

覆黏弹层加肋双层板的声反射

为评估覆盖层的吸声性能,研究黏弹层在无限大周期加肋双层板背衬下的声反射。首先通过弯曲波与Lamb波的比较,揭示了板近似理论不适用于黏弹性板的原因。为此采用(黏)弹性理论处理(黏)弹性板,而肋板的处理则采用板近似理论,并用Hull提出的方法解决肋板和平板的耦合问题,得到反射声场的解。与板近似理论计算加肋双层板声反射的结果进行比较验证了本文方法的正确性,对反射系数进行计算分析了背衬对声反射的影响,定义平均反射系数比较了不同覆盖层的性能。结果表明,频率较低时覆盖层无法有效抑制背衬的影响,板间流体层与双层板的耦合作用引起共振散射,肋板与双层板的耦合作用降低声反射。

双层板结构隔声性能阻抗法分析

应用阻抗分析法与少量实样测试相结合的研究途径,探讨具有确定平面尺寸和边界条件的双层板结构的隔声量,进而得到相应的半理论半经验拟合公式.对3种不同夹层形式的双层板结构的倍频程隔声量进行实例分析,得到各自的拟合公式.3种夹层形式分别为吸声材料夹层、空气夹层(空腔)和空气-吸声材料夹层.利用这些拟合公式,可以便捷、高效地开展隔声结构参量的工程筛选.

船底双层板架结构水下近场爆炸试验

[目的]为了评估双层底板架结构在近场水下爆炸工况下的防护能力,[方法]针对典型水面舰船底部结构,设计双层板架结构试验模型和试验工况,进行水下近场爆炸试验研究,获得双层底结构的毁伤破坏模式及结构整体与局部的破坏、变形情况。[结果]模型结构破坏和变形情况显示,内底结构未发生破损和较明显的屈曲,表明在近场水下爆炸作用下,双层底结构通过毁伤和变形吸能,对内部舱室结构起到了有效的防护。[结论]该结论可为舰船底部防护结构设计和评估提供参考依据。

双层板超高速撞击弹道极限方程综合建模

现有双层板结构弹道极限方程是在特定工程背景下研究得出的,方程的通用性和预测精度有待完善。由于双层板超高速撞击物理特性复杂,综合理论分析、数值仿真和试验研究的方法,对双层板弹道极限方程进行综合建模。基于量纲分析方法建立双层板弹道极限方程的一般形式,根据弹道极限方程的一般形式设计仿真工况,根据数值仿真结果确定弹道极限方程的指数和系数,最后应用优化方法修正方程的系数得到双层板弹道极限方程。综合建模方程对试验数据的预测精度比经验方程有显著提高,表明综合建模方程更适用于预测双层板结构的弹道极限。

超高速弹丸撞击三维编织C/SiC复合材料双层板结构的实验研究

目前在航天器防护结构设计中,采用的方案仍是双层(或多层)屏蔽结构。双层板屏蔽结构由前板、后板和空隙组成。实验采用一种新型三维四向碳纤维织物结构增强SiC陶瓷基复合材料(简写为3DBC/SiC)做前板,其在超高速弹丸冲击作用下发生粉末化,和铝板做前板相比,所形成的碎片云团中有效碎片数目大大减少,减轻了对后板的破坏作用。结果表明:3DBC/SiC是航天器防护结构设计中一种比较理想的防护材料。

移动荷载下黏弹性半空间体上双层板的动力响应

采用黏弹性半空间体上无限大双层板模型模拟路面结构,通过三重Fourier积分变换得到单位脉冲荷载作用下路面动力响应的Green函数。根据线性系统的叠加原理,利用广义Duhamel积分推导出移动荷载作用下路面动力响应的解析解。采用自适应Simpson法编制了计算奇异、振荡函数的广义积分计算程序,完成了路面动力响应从波数-频率域到时间-空间域的转换。结合算例,对移动荷载作用下路面的振动规律进行研究,讨论上、下层板厚度和板材料的弹性模量对路面动力响应的影响,明确了路面结构的振动特性,研究结果可为路面结构的设计、施工提供理论指导。

双向弹簧夹层假定的弹性地基上双层板的解

建立了轴对称条件下,层间有双向弹簧夹层的弹性地基上双层板力学模型,应用Hankel(汉克尔)变换法推演得到了任意轴对称荷载作用下的Winkler(文克勒)地基、双参数地基和弹性半空间体地基上无限大双层板的一般解析解,给出了双层板的挠度、弯矩、剪力,以及层间反力和位移的计算公式.进而,利用该力学模型的解,分析了层间条件对双层板挠度、弯矩的影响规律,计算了上、下层板的中性轴位置,讨论了层间双向弹簧系数的取值方法.结果表明:1)随着层间竖向弹簧参数增大,上层板挠度和弯曲应力减小,下层板挠度和弯曲应力增大;随着层间水平摩阻参数增大,上、下层板的挠度和弯矩均减小;2)当双层板的剪切和压缩效应系数分别取2/3,3/5时,双层板的剪切和压缩效应可较好地被考虑;3)上、下层板的中性轴位置是变化的,它随着距荷载圆中心点的距离增大而向上、下层板各自中面趋近.

面板局部屈曲的船体双层板架整体屈曲分析

首先应用von K劋ｒｍ劋ｎ大挠度薄板方程 ,对有初挠度的船体板进行后屈曲特性分析。以此为基础 ,导出屈曲后板的减缩有效宽度。进而用减缩有效宽度作为双层板架中受压纵桁的带板宽度。将双层板架模型化为四边弹性转角约束的正交异性板 ,考虑横向剪切变形的影响 ,提出了一种求解双层板架临界应力的方法。

圆形均布荷载作用下结合式双层板中性面分析

圆形均布荷载作用下温克勒地基上结合式双层板问题分析的关键在于中性面的求解,但目前对于两层板泊松比不同时的情况仍没有理想的理论公式和求解方法.根据薄板假设,推导了该问题的中性面方程,并提出一种数值法来求解此方程,得到了中性面曲线;最后对均布荷载作用和集中荷载作用下、圆形均布荷载半径不同时的情况,以及双层板的泊松比比值进行了分析.发现集中荷载和均布荷载作用下的双层板中性面几乎重合,圆形均布荷载半径对中性面位置的影响也很小,两层板的泊松比越接近,中性面位置的不稳定区域会随之越小.

自动化立体车库双层板式同时存取交换技术

自动化立体车库是在不直接进行人工处理的情况下通过存取交换机构自动完成存车和取车的系统.传统单层板式存取交换技术在取车时必须将出入口或搬运器上的载车板送回原位,再取所需车位上的车辆(载车板),存在主机和存取交换机构往返运行过程和时间,取车时间长.

铝双层板结构的前板厚度对撞击损伤影响的实验研究

低地球轨道上的航天器易受到微流星体和空间碎片的超高速撞击,导致其严重损伤甚至灾难性的失效。撞击损伤特性研究是航天器防护设计的重要问题。本文采用非火药驱动二级轻气炮发射球形弹丸,对铝双层板结构进行超高速撞击实验研究,从而模拟空间碎片对航天器防护结构的超高速撞击作用。实验得到了铝双层板结构在弹丸撞击速度为2.33±0.12km/s和4.36±0.10km/s两种情况时,其前板和后板的撞击损伤随前板厚度变化的规律,随着前板厚度的增加,前板穿孔直径增大,后板撞击中心的损伤减轻,后板上大弹坑由撞击中心移至外围。当撞击速度超过弹丸破碎速度时,后板上将出现弹坑密集分布区。实验结果表明,前板厚度的选取对双层板结构的撞击损伤区域会产生影响。

温克勒地基上结合式双层板中性面分析

温克勒地基上结合式双层板问题分析的关键在于中性面的求解,但目前对于两层板泊松比不同时的情况仍没有理想的理论公式和求解方法。根据薄板假设,推导了该问题的中性面方程,并提出一种数值法来求解此方程,得到了中性面曲线;最后分析了地基反应模量、两层板泊松比比值、模量比和厚度比对中性面位置的影响,发现地基反应模量、泊松比仅在荷载附近的影响较为明显,模量比对中性面影响较大,中性面明显向模量较大的板方向偏移,而厚度比对中性面影响不大。

双层板汽车消声器外壳成形工艺分析及仿真

针对不锈钢双层板汽车消声器外壳成形中出现的起皱和破裂问题,从产品结构特点上详细地分析了可能产生问题的原因,提出了多种解决问题的成形工艺方案,并通过有限元数值仿真对其进行了模拟和对比分析。结果表明,对双层板采用点焊连接,并设置局部拉延筋和变压边力的成形工艺能够使得成形时材料流入均衡、改善凹筋弯曲处的受力状况,从而有效地解决汽车消声器外壳中凹筋弯曲处的起皱和拉伸深度过大端破裂的问题。

弹性地基上双层板板间结合状态的影响

根据克希霍夫薄板理论,分析了轴对称垂直荷载作用下弹性地基上双层板板间结合状态及中性面位置对板受力状态的影响。研究结果表明:结合式双层板的中性面位置对其受力特性有重要影响;双层板的板间结合状态由完全光滑变为完全连续时,板的抗变形能力增强;结合式双层板的板弯刚度较分离式双层板的板弯刚度要大,当结合式双层板的中性面位于两板的接触面上时,其板弯刚度达到最大,可为水泥混凝土路面设计提供一些理论参考。

单向加筋双层板隔声性能的有限元分析

为考察筋板声学透明假设理论对于加筋双层板隔声计算的适用性,对典型波纹芯体加筋双层板在简谐平面声波正入射和斜入射激励下的声透射损失(STL)进行有限元分析。分别建立筋板声学透明声腔和结构-声学全耦合加筋双层板的有限元模型,计算得到结构具有不同芯体构型和腔内声学介质时的STL曲线。结果表明,筋板"声学透明"假设模型带给加筋双层板STL计算误差取决于筋板结构阻抗和筋板间腔内介质声阻抗相对大小。因此,加筋双层板结构STL的准确预测需考虑筋板与腔内介质间与的结构-声学耦合作用。

工程塑料加筋双层板的隔声性能分析

为探究工程塑料加筋板与声学介质的不同耦合方式对隔声量的影响,在Virtual Lab中建立四种耦合方式的塑料加筋双层板模型,计算得到不同工程塑料和流体声学介质的隔声频率特性曲线。结果表明工程塑料中增加双层板面板及筋板层厚度,可以使阻尼控制区向低频移动;筋板与声学介质的不同耦合方式,在结构特性阻抗与流体介质的声学特性阻抗比较接近时,耦合方式的不同会对工程塑料双层板隔声量引起较大差异。充分考虑流体域介质和板层介质的特性阻抗匹配关系,在工程预测加筋双层板隔声量时能起到一定的参考作用。

双层板桁钢梁应力分析

以跨度最大的双层斜拉桥闵浦大桥为背景,研究了双层板桁钢梁桥面板的受力特性,阐述了精细壳单元与梁单元结合的整体有限元模型,并分析了上、下桥面间腹杆的受力特性与桥面板的应力分布特性;采用桥面纵横梁间带U肋精细桥面模型,分析了桥面板和U肋在车辆荷载作用下的应力分布。研究表明,上、下层桥面横桥向应力小于纵桥向应力,并且横桥向应力的不均匀性明显大于纵桥向;车轮荷载作用下,正交异性桥面板应力分析时,荷载位置对纵横向应力峰值的影响很小,并且横桥向应力起控制作用,峰值均出现在U肋与顶板交接处。