直立插板式声屏障屏体板降噪性能优化

随着轨道交通的快速发展,其造成的噪声污染问题已引起了人们的广泛关注,运用声屏障去处理这类噪声污染问题是目前最行之有效的措施之一。文章以使用最广泛的直立插板式阻性声屏障屏体板为研究对象,基于多孔材料等效流体理论,建立了相关吸/隔声有限元模型,计算了前罩板不同开孔工况下声屏障的吸/隔声性能,对其吸/隔声性能进行了系统研究,并提出了一种在不改变原有声屏障结构的基础上设置空气背腔的优化方案,进一步分析了该优化措施对原有声屏障吸/隔声能力的提升效果。结果表明:在声源侧的开孔罩板开孔率为15%时,隔声量在频率小于1000 Hz时与无罩板相比无变化,在频率大于1000 Hz高于无声源侧罩板,普遍高1.5 dB左右,随着开孔率的增大,其隔声量优于无罩板的频率点逐渐向高频偏移,且优势逐渐减小;在保持开孔率不变的情况下,针对声屏障前罩板开较小孔径的孔洞更有利于提升声屏障的吸声性能;在多孔吸声材料后布置一定厚度的空气背腔,不仅能够在一定程度上提升其吸/隔声性能,而且也大量节省了声屏障的制造成本。

高温环境对防弹插板抗弹性能影响分析

采用M80弹(7.62 mm×51 mm NATO)分别对常温和高温(55℃)下的防弹插板进行实弹射击试验,以研究高温环境对防弹插板抗弹性能的影响。通过分析试验时防弹插板弹击瞬间凹陷值,同时结合聚氨酯树脂的剥离强度、超高分子量聚乙烯纤维层压板剥离强度和弯曲强度的测试结果对高温下抗弹性能变化原因进行了研究。结果表明:高温下防弹插板抗弹性能明显下降,相对于常温下每发弹的弹击瞬间凹陷值增加了2~5 mm。其主要原因是超高分子量聚乙烯纤维层压板在高温下抵抗变形的能力发生明显下降,从而导致防弹插板的弹击瞬间凹陷值增大。

基于键基近场动力学对防弹插板在步枪弹侵彻下的力学响应仿真

针对当前防弹插板在枪弹冲击下的力学响应研究尚有不足,采用键基近场动力学方法和传统拉格朗日方法相结合的方式对5.56 mm SS109步枪弹侵彻NIJⅢ级SiC/超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)防弹插板这一过程进行数值模拟,并与基于三维数字图像相关法的防弹插板侵彻试验结果对比,验证数值模型的准确性。研究结果表明:弹丸在侵彻防弹插板50μs后速度从810 m/s衰减至157.57 m/s,防弹插板与弹丸接触的陶瓷片严重碎裂;键基近场动力学方法可以很好地跟踪枪弹冲击陶瓷插板时裂纹的演化过程,SiC陶瓷插板受810 m/s的SS109枪弹冲击时产生的放射性径向裂纹在10μs内基本向外扩展完毕,其重度损伤面积在30μs内就基本定型,最终在压力波的复杂作用下产生径向裂纹、环向裂纹以及平行碰撞面的层裂纹;防弹插板背凸量最大值为18.41 mm,由于UHMWPE层合板具有正交各向异性,此时背面等效应变以弹着点为中心呈L形分布,发生的位置在鼓包边界约±45°处,等效应力场呈现菱形分布,应力集中发生在菱形的4个角上。

插板桩护岸桩顶位移过大原因探讨

插板桩护岸桩顶位移远超规范规定限值,整体倾向河中心,观感不佳,且插板桩有失稳风险。通过探讨插板桩护岸桩顶位移过大的具体原因,总结了相关经验教训,为同一类型其他河道整治护岸工程提供参考与借鉴。

基于STAR-CCM+的双体船尾插板阻力性能研究

船舶的阻力是影响船舶快速性的重要因素之一,为了减小阻力对船舶航行时的影响,以NPL4a双体船为研究对象,设计一种尾插板,基于计算流体力学(CFD)方法实施重叠网格方案来模拟船舶在静水中的运动,并与模型试验结果进行对比验证。对安装不同长度尾插板的减阻效果进行减阻性能研究,构建数值波浪水池,模拟迎浪规则波中有无尾插板的直航运动。结果表明:在静水中,1 mm尾插板平均减阻4.42%,3mm尾插板平均减阻5.3%,在Fn=0.5时,达到最大减阻率10.35%,5mm尾插板平均减阻3.42%;船舶在波浪高速航行时,带有尾插板的船体阻力小于裸船船体阻力。设计的尾插板达到减阻目的,研究成果可为以后的尾插板设计提供借鉴参考。

抗87式5.8 mm普通弹防弹插板的研究与制备

为了开发抗87式5.8 mm普通弹陶瓷复合防弹插板,采用有限元数值模拟研究了弹体侵彻过程及结构设计,探索了防弹插板制备过程中超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)背板的压制工艺以及异形多曲面整板陶瓷插板的真空热压复合工艺。针对UHMWPE背板开展了不同压制压力和温度对其防弹性能影响规律的研究,并探究了真空热压参数对插板的防弹性能影响,确定了最佳的工艺参数设置,成功制备出满足国内军方要求的抗87式5.8 mm普通弹轻质插板产品,该产品能够实现有效防弹。

带插板的焊接空心球支座节点的力学性能分析

以合肥南方水泥熟料库为背景,提出了一种新型的带插板焊接空心球支座节点,并通过有限元分析软件对支座节点进行数值分析,确定新型支座节点的力学特性和关键设计控制参数。结果表明,增加插板宽、高能有效提高支座节点的承载力、刚度;在一定范围内增加插板厚度可以提高支座节点的承载力、刚度,当插板厚度比焊接空心球壁厚2mm-4mm时,再增加插板厚度,对支座节点的承载力、刚度影响不大;增加钢管与插板的连接长度对支座节点的承载力、刚度影响不大。

流量和坝长对插板透水丁坝分流分沙影响分析

为了研究流量和坝长对插板透水丁坝分流分沙的影响,文章通过模型水槽模拟水流冲刷试验开展了不同初始流量和不同丁坝长度下对丁坝分流分沙的影响。结果表明,丁坝对河道分流作用明显,随着水流流速降低,泥沙在河道左岸淤积,随着距丁坝坝尾距离增大,水流总单宽流量和总切应力先增大再减小,分流作用明显,泥沙浓度增大,水流流速降低,泥沙在河岸附近淤积。研究为河道治理提供参考。

水利插板桩内力计算方法探讨

针对目前缺乏水利插板桩护岸内力计算方法的问题,探讨和分析了插板桩计算原理,推导了插板桩挡土板和锚固桩的内力及位移计算公式,并以江苏省南通市某河道护岸为例进行了验算。结果表明:所推导的公式力学意义明确,公式相对简单,便于设计人员计算,可为类似工程设计提供参考。

水力插板透水丁坝坝头冲刷深度规律初探

水力插板透水丁坝的坝头局部冲刷严重影响着水力插板的稳定性和安全性。采取单因素控制变量的方法进行室内动床试验,探索了坝头冲刷坑深度与模型沙粒径、束窄度、流量、水力插板透水率、丁坝挑角之间的关系。结果表明:当模型沙粒径从0.058 mm至0.138 mm增大138%时,坝头冲刷坑深度从9.2 cm至5.7 cm减小38%;当丁坝束窄度从0.08至0.42增大425%时,坝头冲刷坑深度从5.3 cm至9.2 cm增大74%;当流量从10.28 L/s至16.03 L/s增大56%时,坝头冲刷坑深度从6.5 cm至9.6 cm增大48%;当水力插板透水率从0增大至80%时,坝头冲刷坑深度从8.9 cm至2.1cm减小76%;当挑角θ小于90°,从30°至90°增大200%时,坝头冲刷坑深度从6.5 cm至9.0 cm增大38%;当挑角θ等于90°时,坝头冲刷坑深度达到最大值;当挑角θ大于90°,从90°至150°增大67%时,坝头冲刷坑深度从9.0 cm至7.1 cm减小21%。详细分析了模型沙粒径、束窄度、流量、水力插板透水率、挑角的变化对坝头冲刷坑深度影响的机理。

物联网智能插板设计中硬件程序设计研究

为解决智能插板设计的硬件及程序性问题,实现家居设备智能化、自动化,本研究从智能插板类别出发,对智能插板功能需求、硬件模块组成等加以研究,并搭建智能插板硬件端环境,设计硬件程序代码,将其与通信模块连接,完成系统测试。研究结果表明,智能插板连接家电设备后,采用程序性控制方法,移动端可采集插板运行环境数据,并利用程序远程控制终端,可应用于设备连接、监测、控制中。

插板透水丁坝群对水流流速的影响研究

为研究插板透水丁坝群对水流分流的变化规律,本文通过数值模拟计算,研究了不同流量条件下插板透水丁坝群对水流流速的影响。结果表明:(1)在不同流量条件下,第1道丁坝下游纵向流速均呈先减小再增大,然后再逐渐减小趋势,而横向流速均呈不稳定上下波动趋势。(2)在不同流量条件下,第2道丁坝下游主流区,纵向流速均随流量的增大而增大,且下游纵向流速均为水流前进方向,未出现明显回流。(3)在不同流量条件下,第5道丁坝在距右岸0.2 m时,下游纵向流速为负,随着流量的增大而逐渐增大,回流现象明显。以上研究可为建设插板透水丁坝群工程提供依据。

基于数字孪生技术的插板式智能防洪设施应用

结合实际情况,提出“快拼式防洪挡板+水位报警装置+智能移动应用”的插板式智能防洪设施,将数字孪生技术与城市临时防洪设施有机结合起来,搭建防洪预警管理平台,建立多种预警提示渠道。通过设置水位报警装置来探测水位的高度,在超过警戒水位高度时实时传递信息给工作人员并打开警示灯,工作人员可以立即到达现场插入防洪挡板并解除警报,进一步提高了工作效率。

斜插板式沙障插板倾角影响下风沙流特征的数值模拟

[目的]优化既有沙障的结构形式,以发挥最大挡沙功效,揭示铁路沿线斜插板式沙障的风沙流特征和规律,为风沙灾害防治提供相关的设计参考和科学依据。[方法]基于欧拉双流体非定常模型对具有不同插板倾角(15°,30°,45°和60°)但孔隙率均为30%的斜插板式沙障进行数值模拟。[结果]①随插板倾角逐渐增大,沙障迎风侧减速区范围无明显变化,上方加速区和背风侧涡流区范围逐渐增大,迎风侧气流向下弯曲运动的趋势逐渐增强,背风侧向上运动的气流与水平风向夹角逐渐增大。②不同风速下,4种斜插板式沙障周围风速均呈“U”型分布,对同一风速而言,背风侧涡流区内风速极小值与插板倾角呈负相关。[结论]随插板倾角逐渐增大,沙障迎风侧积沙量逐渐增多,背风侧整体积沙量逐渐减少但背风侧1 H范围内积沙量逐渐增多,背风侧主要积沙分布范围与沙障之间的距离逐渐增大。

水力插板透水丁坝坝头冲刷坑深度模型试验

为探索水力插板透水丁坝减小坝头冲刷坑深度的最佳设计参数和布置方案,通过改变流量、丁坝挑角、丁坝透水率、丁坝长度进行单因素影响试验,得出坝头冲刷坑深度与各单因素的回归方程。从每组单因素试验结果中选择最佳试验水平,利用L9(34)正交试验设计表设计4因素3水平的正交试验。试验结果表明:4个单因素对水力插板透水丁坝坝头冲刷坑深度的影响从大到小依次为:丁坝透水率、流量、丁坝长度、丁坝挑角;在一定流量条件下,水力插板透水丁坝最佳布置方案的设计参数为丁坝透水率30%、丁坝长度30 cm、丁坝挑角60°。

基于实验的插板式进气畸变稳态压力场估计

扰流插板引起的进气畸变流量随插板高度升高具有收敛到某一点的趋势。截面平均总压和周向低压区内平均总压与进气流量成线性关系。据此,可以预估周向畸变指数。低压区周向角只与插板高度成线性关系。截面稳态畸变压力分布可以分成高压区、掺混区、低压区,且分布各有特点,边界明显。

不同湍流模型对插板式进气畸变的数值模拟

为得出一种较为准确的湍流模型,应用三种湍流模型对插板式进气畸变进行数值模拟,通过与畸变实验实测数据的对比,研究不同湍流模型在插板式进气畸变计算中的预测能力。不同湍流模型计算出的出口流场畸变不同,重整化群k-ε模型得出高压区范围较大,S-A模型过渡区域范围大。结果表明:插板高度为畸变发生器内径的48%时,低压区范围角与实验值较为吻合,插板高度为畸变发生器内径的20%时,低压区范围角偏小。畸变指数的计算值以可实现化k-ε模型最为准确。

U型插板钢管连接节点承载力特性的非线性有限元分析

基于4个U型插板钢管连接节点的承载力特性的试验研究,考虑材料非线性和几何非线性,对U型插板钢管节点的承载力特性进行了非线性有限元分析.比较试验及计算分析得到的钢管连接节点的承载力-位移变形曲线,试验结果与计算分析结果吻合较好.由于U型插板钢管节点的焊缝为空间焊缝而处于拉、压、剪的复杂应力状态,对钢管节点连接的极限承载力有较大的影响——降低承载力;分析比较由有限元计算分析得到等效厚度平面焊缝的承载力特性-变形特性,得出空间焊缝极限屈服承载力要比一般的平面焊缝屈服极限承载力低,用一般平面焊缝的计算公式计算不合适.

特高压输电线路钢管塔管--插板节点受弯性能

根据1/4环、半圆环和全圆环节点形式的试验研究和有限元分析初步探索了钢管插板节点受弯的力学性能,并提出了这种节点的承载力确定方法及简便计算公式,在与日本《输电线路钢管塔制作基准》对比分析中,得出了承载力和不同参数的关系曲线。结果表明:极限承载力不仅与主管壁厚t、管径D、节点板长度B、现时状态下屈服区域内中截面顶部挠度δ有关,更重要的是还和现时状态下的加劲肋有密切相关。承载力计算公式对工程设计有重要的应用价值。

插板式畸变发生器后非均匀流场结构数值模拟

随着计算机技术和计算方法的迅速发展,三维非定常方法已经被直接用来求解非均匀进口条件下的压气机流场。但是考虑到网格数量和计算周期等因素,计算往往以压气机前作为进口,对进口畸变形式进行简化。然而这种简化与实际压气机进口非均匀特性存在一定出入,降低了数值模拟的准确性。为了尽可能真实地反映进口畸变形式,同时又不增加计算域的网格数,针对插板式畸变发生器制造的非均匀流场结构开展数值研究,分析了插板后不同位置的流场结构和畸变度,并研究了压气机前总压分布随插板深度和来流总压的变化规律,进而给出了压气机前总压分布形式的规律性描述。