跪式起落架在武装直升机坠毁过程中能量吸收能力研究(Ⅰ)——数值仿真计算

在简述直升机抗坠毁原理的基础上 ,模拟直升机机体的等效质量与跪式起落架构成的组合系统在 6m/ s硬着陆垂直撞击地面时的塑性动力响应和能量吸收过程。所用的模型为 :1基于真实几何构型和材料特性的起落架 FEM动力学计算模型 ;2简化的弹簧 -刚性杆系统模型。通过 Lagrange方程解出了直升机以6 m/ s的速度垂直撞击地面这一过程的动态响应 ,近似给出了起落架吸收的能量 (塑性功 )占初始动能的百分比 ;机体的动能变化曲线以及主缓冲器的载荷谱曲线。两者结果进行了比较 ,为直升机抗坠毁设计提供理论指导。

怎样提高ZnO电阻片的能量吸收能力

本文依据国内外有关的模拟试验和计算研究成果 ,结合生产实际 ,分析了影响ZnO电阻片能量吸收能力的各种因素 ,介绍了几种提高ZnO电阻片能量吸收能力行之有效的方法。

电流分布不均匀性对多柱并联ZnO避雷器能量吸收能力的影响

出于降低保护水平和满足高通流能量需求的目的,往往要求直流输电系统中的避雷器采取多柱并联的结构。但是由于多柱并联避雷器的电阻片之间伏安特性的偏差会存在电流分布不均匀的现象,从而影响整支避雷器的能量吸收能力。从理论上对考虑了电流分布不均匀特性后的避雷器能量吸收能力进行分析,结果表明:电阻片伏安特性的略微偏差会引起较大的避雷器电流分布不均匀;电流分布不均匀会降低整支避雷器的能量吸收能力,n柱避雷器并联后,其能量吸收能力相当于单柱避雷器能量吸收能力的n/β;为达到各柱均流的目的,应当控制电阻片残压偏差不超过1%,以保证电流分布不均匀系数β不超过1.1。

直流氧化锌避雷器用电阻片能量吸收能力及热稳定性能的研究

研究了直流避雷器用电阻片能量吸收能力及热稳定性能。试验表明,在多次过电压下,电阻片吸收操作过电压临界能量吸收能力为432kJ;直流电阻片的近似比热容为3J/(g.K);达到临界能量吸收时,电阻片表面温度最高为178℃。制造直流避雷器用电阻片时,应确保电阻片具有较大的热容量和较小的温度系数;设计结构时,应考虑避雷器具有较好的散热性能,对于靠近电阻片的材料,应具有耐受热冲击温度为180℃的能力。

通过非均匀结构显著提高预折叠管的能量吸收能力

在薄壁管中引入预折叠图案已被证明可以有效增强其能量吸收能力.然而,仅仅靠预折叠图案设计所提高的能量吸收能力已经达到天花板,难以进一步提高。本研究为解决这一问题,提供了一种全新的技术路线.我们首先设计了一种结构均匀的预折叠薄壁管作为参考结构.然后,我们对参考结构的壁厚进行非均匀化设计。在保持薄壁管总质量不变的情况下,加厚了塑性变形相对较大的局部区域的壁厚,同时变薄了塑性变形相对较小的局部区域的壁厚。这种非均匀设计方式使薄壁管的整体变形更加协调,不仅显著提高了结构的比吸能(SEA),而且降低了峰值力(PCF),实现了SEA和PCF的更优组合.

金属氧化物电阻片能量吸收能力特性研究

金属氧化物避雷器作为过电压保护设备,对电力系统绝缘配合起着关键作用。金属氧化物避雷器的能量吸收能力是避雷器的重要特征性能,决定着其保护特性和自身的运行安全,已引起使用部门和制造者的普遍关注。避雷器的能量吸收能力主要取决于电阻片的能量吸收能力,在运行和试验过程中,电阻片会有哪些破坏形式,哪些因素会影响到电阻片的能量吸收能力,本文对此进行初步试验探讨。试验结果显示,电阻片的主要破坏形式有贯穿、开裂、闪络,影响电阻片能量吸收能力的主要因素有电阻片的起始温度、热容量、能量注入的形式。

沙子的能量吸收能力强于钢

新加坡国立大学（NUS）的研究人员表示，沙子的能量吸收能力明显高于钢的能量吸收能力，这表明沙可以作为一种更低廉、更轻质、更绿色的替代品，替代装甲系统和关键基础设施保护中的金属。在石英砂块上以不同速度发射各种形状和质量的弹丸后，该研究小组发现，砂子吸收了85％施加于它的能量——即使是在高速发射弹丸的条件下，这种能力也随着弹丸的速度增加而上升。

胞状AlCu5Mn合金泡沫的压缩性能和能量吸收特性

用熔体发泡法制备孔隙率为51.5%～90.5%、孔结构均匀的胞状铝合金(AlCu5Mn),研究其孔结构、压缩性能、能量吸收能力、能量吸收效率和吸能性能。结果表明:胞状铝合金孔结构由高孔隙率(88.8%)时的大孔径、多边形孔向低孔隙率(62.5%)时的小孔径、球形孔孔结构过渡,其压缩应力(σ)—应变(ε)曲线具有线性变形阶段、屈服平台阶段和致密化阶段三个部分,由线性变形阶段进入屈服平台阶段所对应的εs值介于2%～9%之间;屈服强度σs*随着孔隙率的增大而下降,在孔隙率相同的条件下,胞状铝合金的力学性能优于胞状铝和多孔铝合金,其比刚度高于钢;当应变为定值时,胞状铝合金单位体积和单位质量的压缩吸能能力(C和Cm)都随着孔隙率的升高而降低,但是孔隙率在73.5%～82.1%范围内时,其Cm与ε的关系几乎不随孔隙率的改变而改变;对于孔隙率为51.5%～90.5%的胞状铝合金,它们的吸能效率的峰值都大于80%。胞状铝合金的C—σ和Cm—σ关系可以表征其吸能性能,从而可以根据实际工况选择作为减振吸能材料的胞状铝合金的最佳孔结构。

高比强度多孔铝合金的压缩性能和能量吸收特性

采用渗流法制备了具有通孔结构的ZL111基多孔铝合金,研究了固溶时效热处理和孔结构参数对多孔铝合金压缩性能和能量吸收特性的影响。结果表明:固溶时效热处理可以有效提高ZL111基多孔铝合金的表观杨氏模量、屈服强度和压缩吸能能力;固溶时效热处理使压缩吸能能力随着孔隙率的增大而呈现规律性减小,并使能量吸收效率对孔隙率和孔径的敏感程度减小。

玻璃砂超高性能水泥基复合材料的制备及性能

为实现超高性能水泥基复合材料(ultra-high performance cementitious composite,UHPCC)的可持续性和环保性,以玻璃砂替代UHPCC中的河砂,制作玻璃砂超高性能水泥基复合材料(glass sand ultrahigh-performance cementitious composite,GS-UHPCC),通过开展力学性能试验,探讨不同玻璃砂替代率和玻璃砂粒径对GS-UHPCC抗压、抗折性能的影响,定量表征GS-UHPCC的弯曲韧性和能量吸收能力,并通过X射线衍射和扫描电镜试验,分析了玻璃砂的增韧机理.结果表明,以平均粒径为0.27 mm的玻璃砂替代河砂,当体积替代率为40%时效果最好,替代后GS-UHPCC在养护28 d时的抗压强度相较于未掺时提升了17.0%,抗折强度提升了14.8%,能量吸收能力最优,微观结构致密,水化反应最为完全.本研究得出的最优玻璃砂替代率与粒径,可为GS-UHPCC的应用提供可行性支持.

带串联间隙1000kV特高压交流输电线路避雷器关键技术参数分析

为提高交流特高压输电线路的耐雷水平,调研收集了交流特高压输电线路的研究成果。结合中国交流特高压示范工程运行经验,并采取仿真计算和试验验证的方法,从本体参考电压、标称放电电流、能量吸收能力、放电电压、保护水平等方面对交流特高压线路避雷器的关键技术参数进行了分析。根据研究结果,提出对于特高压交流线路避雷器,其本体直流参考电压应≥1 086kV;标称放电电流应为30kA;2ms方波通流能力应≥1 500A;雷电冲击50%放电电压应≥2 900kV;雷电冲击残压≤2 150kV。

超高韧性纤维增强水泥基复合材料基本力学性能

研制了采用高强高弹模聚乙烯醇纤维作为增强材,以精制水泥砂浆为基体的超高韧性水泥基复合材料。本文通过单轴拉伸试验、四点弯曲试验、单轴抗压试验、三点弯曲断裂试验研究了这种新型材料的抗拉、抗弯、抗压和抗裂性能。试验结果表明,该材料在拉伸和弯曲荷载作用下具有假应变硬化和多缝开裂特性,以及高延性、高韧性和高能量吸收能力。极限荷载时的最大裂缝宽度在50μm左右。拉伸和弯曲试验测得的极限拉伸应变在3%以上,平均裂缝间距1mm左右。其抗压强度类似于混凝土,抗压弹性模量较低,但受压变形能力比普通混凝土大很多。通过三点弯曲断裂试验证明,该材料的峰值荷载及其对应变形都较基体有明显的提高。缺口拉伸试件和缺口梁试件均证明,该材料可以将单一裂缝细化成多条细裂缝,同时该材料具有对小缺口不敏感的特性。4种试验的结果证明该材料在各种破坏荷载作用下均能保持良好的整体性,不发生碎裂破坏。

长持续过电压下多柱并联避雷器均流特性

为探明多柱阀片并联的避雷器在长持续过电压冲击下的电流分布特性,选取了2个生产厂家的避雷器阀片,以试验的方法研究了多柱阀片并联避雷器在60 ms长持续时间方波电流作用下的均流特性。研究结果表明:常规试验方法得到的电流偏差系数不能完全反映多柱并联避雷器在长持续时间冲击下的均流特性;长持续时间电流冲击下,电流偏差系数可能随温度的升高而增大,也可能随温度升高而降低;电流偏差系数不仅与阀片电阻温度系数的正负有关,还与柱间电阻温度系数的差异大小有关;在多柱并联阀片配平时,不仅要考虑U 1mA参考电压和标准雷电冲击下的残压,还应该考虑电流偏差系数的温度特性。研究结果可为多柱阀片并联避雷器的阀片选配提供参考。

钢纤维自密实混凝土管片力学性能的试验研究

针对传统混凝土管片中存在的问题,为推动新型隧道管片的发展以及为慕尼黑-维罗纳铁路隧道采用钢纤维混凝土管片提供设计依据,参照德国新近提出的对称倾角梁试验模型,研究了不同钢纤维掺量、钢筋配筋率对自密实混凝土管片力学性能的影响.结果表明:钢纤维可明显提高混凝土构件的承载力和韧性,将钢纤维自密实混凝土应用于地下工程,并用钢纤维部分替代钢筋切实可行.

玄武岩纤维水泥改良风积沙强度及孔隙结构研究

为了研究纤维掺量对玄武岩纤维水泥改良风积沙的孔隙结构和无侧限抗压强度的影响,开展核磁共振试验和无侧限抗压强度试验。试验选用玄武岩纤维,纤维掺量分别为0%,0.2%,0.5%,0.8%,1.1%,1.4%,1.7%,水泥掺量为5%,风积沙来自新疆和若铁路工地现场。核磁共振试验结果表明,水泥改良风积沙的T2弛豫时间为0.37μs~1.98 s,对应的孔隙半径为0.74 nm~0.39 mm;而玄武岩纤维水泥改良风积沙的T2弛豫时间为0.31μs~1.07 s,对应的孔隙半径为0.61 nm~0.21 mm。与未掺纤维的水泥改良风积沙试样相比,纤维掺量为0.8%的玄武岩纤维水泥改良风积沙试样中的大孔占比减少了25.7%,中孔占比增加了12.7%,而微孔和小孔占比变化较小。无侧限抗压强度试验研究结果表明,水泥改良风积沙试样的无侧限抗压强度和峰值应变分别为0.80 MPa,1.29%,与水泥改良风积沙相比,玄武岩纤维水泥改良风积沙试样无侧限抗压强度的强度增强比为1.14~1.54,最优纤维掺量为0.8%;而玄武岩纤维水泥改良风积沙的峰值应变与纤维掺量正相关,延性增强比为1.43~2.67。掺入纤维提高了水泥改良风积沙的能量吸收能力,与水泥改良风积沙相比,最优纤维掺量的水泥改良风积沙的能量吸收能力提高了2.73倍。掺入玄武岩纤维提高了水泥改良风积沙的无侧限抗压强度,增强其延性。研究成果可为风积沙铁路路基基床表面层填料的设计和施工提供参考。

高比强多孔铝合金的压缩变形性能

采用渗流法制备了新型多组元、高比强多孔铝合金,研究了合金的单向压缩变形特征和能量吸收性能,讨论了孔壁厚度均匀性、孔隙率和强化热处理对性能的影响。结果表明;提高多孔铝合金的孔壁厚度的均匀度和强化热处理都显著提高多孔铝合金的压缩吸能性能;随着孔隙率的降低多孔铝合金的压缩强度增加。

镀铜碳纤维增强铝基泡沫材料准静态压缩力学性能及吸能特性

采用熔体发泡法制备镀铜碳纤维增强铝基泡沫材料,研究泡沫铝试样准静态压缩力学性能及吸能特性。结果表明,铝/碳纤维复合泡沫材料的平台应力随相对密度的增加而增大,碳纤维含量越高,平台应力增大的速度越快,试样最大的屈服强度可达9.51 MPa。密度对试样吸能效率和平台段吸能量同样有影响,对于相同碳纤维含量的试样,密度越大,能量效率峰值对应的应变值越小,单位体积泡沫铝在平台段的吸能量越高,增加碳纤维含量,会使吸能量随密度增加而升高的趋势变得更加明显。

掺杂氧化钇氧化镍对氧化锌电阻片特性的影响

通过掺杂氧化镍、氧化钇,对改善ZnO压敏电阻片电气特性进行了系统研究;分析和讨论了电阻片的电位梯度E、泄漏电流IL、压比Ki、方波、大电流冲击所引起的变化以及老化试验等;掺杂后,不仅提高了电阻片的电位梯度,同时还提高了其能量吸收能力;特别是钇掺杂处于晶界上,抑制晶粒长大,使晶界电压降低,大约为2.2V,是传统电阻片晶界电压的70%。研究获得了电位梯度达260V/mm,方波为800A,能量吸收能力达到300J/cm3的直径为56mm、厚度为9mm的ZnO压敏电阻片。

玻璃/环氧圆柱管撞击性能研究

研究了玻璃纤维增强环氧圆柱管作为缓冲装置的撞击吸能特性，并与铝合金圆柱管的吸能特性进行比较。研究发现，玻璃／环氧圆柱管的能量吸收性能优于铝合金圆柱管，可以作为可更换式的保险杠支架以提高汽车的耐撞性。研究了铺设角度，破坏模式和引发形式对玻璃／环氧圆柱管能量吸收能力的影响。

碳/碳复合材料的结构与氧化性能的关系

前言 碳/碳复合材料由于具有出色的耐高温性和能量吸收能力,已成为先进战斗机上重要的刹车盘材料。由于先进战斗机刹车盘在使用中所经受的温度可高达500℃甚至1000℃以上(如终止刹车时),而碳/碳复合材料在500℃以上的氧化性气氛中容易氧化,因而为延长碳/碳刹车盘的使用寿命,一方面要提高碳/碳材料本身的耐氧化能力,另一方面要在刹车盘非磨擦表面涂覆防氧化涂层。 碳/碳复合材料本身的耐氧化性能取决于组成它的纤维与基体的结晶度、晶粒取向度、杂质含量以及复合材料的孔隙率等结构因素。为了评价我国自行研制的碳/碳刹车盘材料,本工作比较了它与已投入应用但结构因素未知的苏制碳/碳刹车盘材料的氧化行为,并分析了结构因素对氧化性能的影响。 一、实验 1.材料 国产碳/碳刹车盘材料(简称GM—C/C)。