Numerical study on the shock responses of submunition drop on various mediums

The shock responses of submunition drop on various ground-mediums are modeled and investigated by numerical simulation in this paper. Submunition impacts on concrete surface, gravel ground or sand with various drop velocities, different drop angles and attack angles are calculated in a finite element program. The loads and dynamic responses of submunition are analyzed, curves of various drop velocities, drop angles and attack angles related to peak overload are calculated and law of interaction time on different ground mediums is obtained.

超薄玻璃落球试验中防二次冲击控制方法研究

随着数字化技术的不断发展,手机、平板等电子设备已经成为生产生活中不可或缺的工具。此类设备上的盖板玻璃在日常使用中经常出现意外碎裂的情况,这是玻璃材料的抗冲击强度决定的。通过对GB/T 39814—2021中规定的落球冲击法展开研究,形成防二次冲击装置的自动控制方案,避免落球冲击试验过程中玻璃试样受到二次冲击,保证试验数据的准确,降低试验成本。

一种新型调平装置结构及抗冲击性能研究

针对小型军用装备经机动布设后处于斜坡上使姿态不正确的问题,设计了一种新型的调平装置,经过电机驱动旋转2次后,实现装置对载物面的调平。再以该调平装置为研究对象,用LS-DYNA对装置跌落撞击地面的过程进行了模拟分析,获得了10 m/s,7 m/s,4 m/s和0°,10°,20°,30°倾斜姿态对调平装置动态响应的影响规律。结果表明:冲击强度随着跌落速度增加而增大,随着跌落角度的增加而减小。根据分析结果提出优化方案,使调平装置的抗冲击性能得到提升。

油气分离式缓冲器起落架落震性能数值仿真研究

根据某型飞机起落架油气分离式缓冲器的结构特征、工作原理及性能特点,应用计算流体力学、液压与气压传动知识和动力学方程,对油气分离式缓冲器起落架落震进行动力学建模,研究油气分离式缓冲器起落架的缓冲特性,并通过与落震试验结果进行对比,验证该文理论模型的正确性和有效性。该数值方法可有效仿真计算起落架的缓冲性能,帮助确定缓冲器关键设计参数,从而提高缓冲器设计效率,推进起落架研制进程。

基于最优控制策略的起落架振动半主动抑制研究

为提高起落架在着陆及地面滑跑过程中的缓冲减震能力,以支柱式前起落架为研究对象展开研究。首先,在动力学平台中构建起落架多体动力学模型,依据缓冲器工作原理,搭建单腔式缓冲器液压模型;其次,建立半主动起落架着陆线性方程。基于状态空间理论,推导并求解黎卡提矩阵方程,得到最优状态反馈控制律;然后,基于滤波白噪声法推出路面高程的时域模型,并生成机场跑道随机路面仿真模型;最后,提出一种机械-液压-控制联合仿真的起落架半主动控制研究方法,实现了起落架落震及考虑路面不平度的滑跑联合仿真。仿真结果验证了半主动控制方法对于冲击载荷及振动响应抑制的优越性。

某乏燃料运输容器减震器设计及验证

目的研发用于某运输容器的减震器,同时探究减震器尺寸和填充材料的分散性对减震器设计的影响。方法开展减震器尺寸对运输容器减震效果的分析计算,通过木材抗压强度试验获取木材压缩强度分散性,并使用有限元方法对运输容器进行9 m过重心角跌落分析,并进行9 m过重心角跌落测试验证。结果一般来说减震器尺寸越大,其吸收能量越多,但其尺寸超过某临界点后减震效果反而下降;低抗压强度的填充木材吸能力不如较高抗压强度的,但填充木材抗压强度较大时,减震器偏硬会导致较大的容器刚体加速度。结论该减震器设计合理,满足规范要求。填充木材的力学性能分散性,偏大或偏小都会对设计产生影响,因此,使用木材作为缓冲填充材料,设计时需要充分考虑木材压缩强度分散性对缓冲效果的影响。

模拟爆炸冲击载荷的防雷座椅跌落试验研究

为提升乘员防护水平,解决实车爆炸防护试验存在的不足,探讨了通过跌落试验模拟评估防雷座椅性能的方法。利用近似半正弦脉冲模拟爆炸冲击载荷,借助加速度峰值和速度变化量与假人损伤之间的相关性分析了车辆底部爆炸冲击载荷的影响程度,完成了模拟爆炸跌落试验台的总体设计,通过1.5 m跌落试验与特定爆炸冲击的对比,验证了防雷座椅吸能行程和假人盆骨加速度、头部合成加速度、颈部轴向力等响应的吻合性。结果表明:跌落试验在误差允许范围内可以较好实现对车辆底部爆炸工况下防雷座椅运动响应和假人损伤响应的模拟。

基于LabVIEW的起落架小落震台检测系统研究

落震试验是飞机起落架在试验台进行模拟飞机着陆撞击地面的一种动力特性试验。为解决落震测试设备陈旧落后、测试通道少、信号精度差、误差大的问题,借助LabVIEW开发环境,搭建了模块化程度高、交互性强、界面友好的起落架小落震检测系统,采用DEWESoft进行数据采集,借用MicrosoftADO完成测量数据的存储与交换,通过硬件配置、系统配置、通道校验、测试界面、用户管理5个功能模块,实现了系统自检、系统校验、历史校验、数据回放、报表生成、实时监控等功能。系统可同时开展高度、位移、转速、加速度、应变和力的多通道测量工作,能满足常规军机、民机大、中、小型起落架研制工作的所有要求。测试系统经计量与校准合格,已在民机、军机的前、主起落架落震试验中得到推广与应用,还可广泛适用于起落架类型试验测试。

军用载物箱跌落姿态行为仿真研究

为研究某军用载物箱标准姿态跌落行为下的动力响应问题,通过仿真分析进行包装系统性能评估,为结构优化提供数据支撑,并与假想姿态跌落行为进行对比仿真试验,分析响应结果的差异性,确认仿真分析中标准姿态跌落建模的重要性。采用Hypermesh联合LS-Dyna集成建模思想,对不同姿态跌落工况进行有限元仿真分析,获得包装系统各部位应力云图及内置物响应加速度曲线。在标准姿态下,面与棱跌落过程中系统最大应力均未超过对应材料屈服强度,角跌落过程中,箱体最大应力76.654 MPa明显超过材料屈服强度;与标准姿态对比,假想姿态下棱与角跌落过程中系统最大应力、响应加速度峰值及力响应时刻均存在不同程度的偏差。载物箱以标准姿态进行面与棱跌落测试时结构不会发生强度破损;角跌落时,存在破损风险,需进行结构优化。为提高包装系统跌落仿真结果的准确性,以标准跌落姿态搭建有限元仿真模型是十分必要的。

乏燃料容器坠落对燃料厂房构件的影响分析

“华龙一号”燃料厂房中的乏燃料容器在运输过程中,需考虑其可能发生的坠落事故。基于核电站安全要求,需在相应坠落位置,采取减振措施消耗冲击能量,以保证在坠落事故发生后被撞击的楼板的完整性。通过对比材料性能,选择蒸压加气混凝土砌体作为减振层材料,标定蒸压加气混凝土砌体的本构参数;在此基础上以某核电站燃料厂房设计施工为基准,采用ANSYS、LS-DYNA有限元软件建立燃料厂房乏燃料容器坠落冲击的有限元模型,分析了乏燃料容器坠落位置钢筋混凝土楼板的应力应变,进而得出跌落位置钢筋混凝土楼板的结构承载力满足要求的结论。

L-P摄动法在跌落冲击问题中的应用

本文先是试探性地将L -P摄动法对杜芬方程的一次渐近解应用于跌落冲击问题 ,结果很不理想。因此 ,提出一种新的解法 :将L -P摄动法与包装动力学的能量法相结合 ,以一次渐近解为基础 ,用一个初始条件和两个峰值条件确定积分常数。本文取了一个振幅修正系数 ,其作用是根据具体问题的具体情况调节基频与高频成分的比例关系。算例表明 ,用本文这种一次渐近解绘制的产品加速度时间曲线与椭圆积分法非常接近。在峰值。

阻尼对非线性缓冲包装系统跌落冲击的影响

基于文[1]的结果，进一步研究了阻尼对非线性缓冲包装系统跌落冲击的影响。阻尼使非线性包装系统位移峰值和加速度峰值明显降低，但对脉冲持续时间几乎无影响。

一种纸浆模塑包装制品的动态缓冲特性分析

针对用于电子枪包装的纸浆模塑包装制品进行了跌落冲击实验,分析了该包装制品在4种跌落高度下的动态缓冲特性,获得了这种包装结构的峰值加速度-静应力曲线,并利用多项式曲线拟合法和最小二乘法推算出曲线的经验公式及其特征系数。

液滴与可变形固面撞击的二维非线性激波模型

在传统的关于液固撞击的激波理论模型中，引入矢量分析的方法，考虑到高速度撞击时，液体运动的迁移性和非线性效应，以及固体的可变形性，提出了一个适用于高撞击马赫数的无量纲激波理论模型。该模型能够计算出所有撞击参数，计算结果与实验数据吻合良好。模型所导出的计算方法物理意义明确，简明准确，适用范围宽广，且便于工程上制成图表查用。

便携式电子产品的跌落冲击响应——试验,仿真和理论

便携式电子产品经常在相对恶劣的环境中使用,在运输和使用时可能会跌落至地面或撞击到其他物体上．本文概述了便携式电子产品的冲击响应和冲击防护这一新领域的研究状况．介绍了该研究领域的工业背景和行业标准,系统评述了相关的研究,包括实验(跌落试验、冲击试验),数值仿真及理论模型等方面的进展．

泡沫塑料包装衬垫缓冲性能建模

本文从非线性粘弹性物质的多重积分型本构方程出发,引入塑性应变,推导了粘弹塑性物质的微分型本构方程.进一步考虑材料的损伤特性,建立了泡沫塑料包装衬垫的缓冲性能模型.根据在一种跌落高度、衬垫厚度和静态应力组合条件下的国产可发聚苯乙烯沫泡塑料的连续多次跌落冲击试验数据,识别了其缓冲性能模型参数.动力学计算与试验结果的比较表明,该模型能较好地反映可发聚苯乙烯泡沫塑料包装衬垫在连续多次跌落冲击过程中的加速度、速度、位移变化,冲击能量的吸收性和塑性变形等基本特性.并且仅根据在一种组合条件下的试验数据所识别的这一模型,在其它组合条件下其缓冲性能与试验结果也吻合较好.

非线性包装系统跌落冲击问题变分迭代法

以三次非线性包装系统为研究对象,用变分迭代理论分析系统跌落冲击问题,获得一阶迭代近似解。为提高解的精度,与包装动力学能量分析法结合求解最大位移及加速度,修正一阶迭代近似解。算例分析表明,修正后一阶近似解在冲击持续时间、加速度峰值及冲击响应波形上与椭圆积分结果非常接近。可为非线性包装系统跌落冲击分析提供新的方法。

半轴式起落架落震动力学及结构参数影响研究

针对某无人机在飞行试验中出现的缓冲器卡滞问题,以其半轴式主起落架为研究对象,建立了包含半轴式机轮载荷作用下缓冲支柱摩擦力模型的落震动力学分析模型,采用数值分析方法编程求解了其落震动力学特性,与试验结果符合较好。进而对半轴长度和缓冲器全伸长上、下轴承距离等结构参数对缓冲器摩擦力以及落震性能的影响进行了研究。研究表明:半轴式起落架缓冲器摩擦力占缓冲器轴力的比值远比一般缓冲器要大;半轴长度和缓冲器上、下轴承初始间距对缓冲器摩擦力影响很大,半轴长增加20mm可造成缓冲器摩擦力增大17.9%,轴承初始间距减小5%可造成缓冲器摩擦力增大39.6%。

水压驱动控制棒快速落棒冲击研究

控制棒水压驱动系统是由清华大学核能与新能源技术研究院发明的一项新型驱动技术。在快速落棒过程中,控制棒通过水力缓冲器进行缓冲。进行了控制棒水力缓冲性能实验,得到快速落棒过程中控制棒的关键缓冲性能参数;在实验结果基础上,运用达朗贝尔原理,将控制棒在冲击过程中所受的最大惯性力作为等效静载荷作用到控制棒上,利用有限元软件ABAQUS计算控制棒在最恶劣情况下的变形和应力分布,将计算结果与实验结果比较,验证了用简化模型代替非线性瞬态动力学分析的可行性。同时得到了控制棒在快速落棒冲击过程中不发生破坏的判据,为控制棒和水力缓冲器的设计和优化奠定了基础。

含气穴效应的起落架落震动力学研究

针对某无人机前起落架在落震试验中地面载荷上升阶段出现的异常波动现象,通过对落震试验结果中缓冲器压缩状态和地面载荷关系的分析,判断该现象是由于缓冲器主油孔较小,主油腔中的气泡不能顺利转移到空气腔导致。建立了包含缓冲器主油腔气穴效应的起落架落震动力学模型,采用数值分析方法求解了该模型的动力学特性,计算结果与试验结果符合较好。通过震荡方法排除缓冲器主油腔中气穴后,落震试验得出的试验结果和不包含气穴效应的模型计算结果符合。落震试验对比表明:缓冲器轴向载荷波动现象由气穴效应引起;通过消除气穴方法后,起落架地面垂向载荷峰值下降0.3kN,起落架系统缓冲效率提高2%。