铝合金三角形波纹夹芯板抗平头弹冲击的损伤特性研究

为研究铝合金三角形波纹夹芯板受到平头弹冲击后的损伤形式与抗冲击性能,利用一级气炮对铝合金三角形波纹夹芯板的两种冲击位置进行冲击试验。根据试验数据,对比分析三角形波纹夹芯板及等面密度单层板的弹道极限速度与耗能,并结合有限元仿真分析夹芯板的动态损伤过程、动态载荷响应及损伤机理。研究结果表明,三角形波纹夹芯板损伤形式为剪切破坏、撕裂破坏与弯曲变形。波纹板的抗冲击性能低于等面密度的单层板,并且波纹板节点位置的抗冲击性能高于基座位置。当弹体冲击速度较低时,波纹板的耗能低于单层板,随着冲击速度增加,波纹板节点位置的耗能高于单层板,基座位置的耗能与单层板相近。此外,波纹板的动态载荷响应与失效机理均受到冲击位置与弹体冲击速度的影响。

面内驱动旋转超声电机的研究进展

超声电机利用压电陶瓷的逆压电效应和机械共振来获得其运动和力矩,具有响应快速、定位精度好、可直接驱动等诸多优点,在精密驱动、航空航天、生物医学等领域具有独特的应用优势和成功应用,已有成熟产品实现产业化。基于面内振动模态的微小型超声电机是目前相关研究最易于微小型化的一类,在微机电系统领域具有很好的应用潜力和空间。首先,介绍了超声电机的工作原理;其次,针对夹心式换能器定子结构和贴片式定子结构两种类型面内驱动旋转超声电机,从不同的结构形式、输出性能、应用研究方面归纳总结相关研究的新进展和新成果,比较分析了几种电机样机的主要性能;最后,指出需要深入研究和技术突破的几个问题。

校政行企协同共育“卓越海员”培养模式研究

当前航运业岗位人才紧缺,职业院校每年向行业输送毕业生数量及质量远远不能满足行业当前发展需求,已经严重制约行业的发展。鉴于此,武汉交通职业学院联合业内龙头企业深度合作,打造“三明治”式培养模式,组建“卓越海员班”。通过实践论证,“三明治”式培养模式有效解决了以往航海类专业毕业生数量少、专业成才速度慢和适岗能力弱等问题,实现了“行校企生”多方共赢。

舰船舱内爆炸载荷下Y形夹层板动响应及抗爆性能影响因素

针对反舰武器攻击下舰船结构抗毁伤防护问题,采用小型舱室模型实验结合有限元数值分析的方法,分析不同爆距下Y形夹层板结构的动响应特性,总结得到Y形夹层板结构面板的7种变形模式,发现面板变形模式与爆距和与其相连芯层刚度的相对强弱有关,爆距较小时面板易发生局部隆起变形,爆距较大则易发生整体碟形变形或板格变形,芯层强、面板弱时面板易发生板格变形,面板强、芯层弱时则易发生整体碟形变形,迎爆面板和V形芯层的刚度较大时背爆面面板则发生整体碟形变形。总结了Y形芯层在舱内爆炸载荷作用下的3种典型变形情况,即V屈曲I失稳、V屈曲I不变、V不变I不变;探究了迎爆面面板厚度、V形芯层厚度和I形芯层厚度对Y形夹层板结构抗爆性能的影响,发现增加迎爆面面板厚度和I形芯层厚度都可以显著降低背板变形,但增加迎爆面面板厚度会使得结构总吸能降低,增加I形芯层厚度则结构总吸能基本不变,增加V形芯层厚度则V形芯层吸能急剧下降,背板最大变形先增加再减小,结构总吸能下降。

PVC泡沫夹芯板单点低速冲击动态响应与冲击后剩余抗压强度试验研究

[目的]为了研究复合材料夹芯板抗冲击力学性能,选取尺寸为150 mm×100 mm×26 mm的正交编织玻纤复合材料PVC泡沫夹芯板为研究对象,研究其单点低速冲击动态响应与冲击后的剩余压缩强度。[方法]开展一系列不同冲击能量下夹芯板落锤冲击试验,研究夹芯板在不同冲击能量下的失效模式、冲击力–位移响应和能量吸收特性。随后开展含冲击损伤的夹芯板试样准静态压缩试验,分析含冲击损伤的复合夹芯板的最大压缩承载能力和剩余压缩强度。[结果]研究结果发现,不同冲击能量下夹芯板失效模式和冲击力–位移特性有明显的区别,芯层主要通过压缩变形来吸收冲击能量。随着冲击能量增大,复合材料夹芯板的最大冲击力、凹坑深度和结构吸收能量都随之增大,夹芯板结构的最大压缩承载能力和剩余压缩强度在逐渐降低,夹芯结构受冲击面板的损伤程度决定了夹芯板的剩余压缩强度。[结论]研究工作可为舰船结构抗冲击设计提供参考。

新型梯度连续可控夹层板抗冲击性能研究及优化

研究了一种基于空间填充设计方法与二维泰森多边形方法的梯度连续可控夹层结构的设计方法.通过控制形核点的分布函数,实现夹层结构面内相对密度的径向梯度分布且环向均匀分布,进而对结构的抗冲击性能进行调控设计.利用6061O铝合金加工制备了不同面板厚度的梯度夹层板进行落锤冲击实验,并采用Abaqus/Explicit软件建立了三维有限元分析模型,实验结果和数值模拟结果有较好的一致性.通过实验观测与数值模拟得到梯度夹层板在低速局部冲击载荷作用下的变形机制,基于理想刚塑性金属材料本构建立了低速局部冲击载荷作用下面内梯度夹层板动态响应的理论分析模型,分析了面板与芯层的变形模式与吸能机理.对形核点分布函数特征参数进行了分析,得到了形核点分布函数对梯度夹层板抗冲击性能的影响规律,阐明了特征参数对力学性能的调控机制.以特征参数为设计变量,以低速局部冲击载荷作用下梯度夹层板的抗冲击性能为优化目标,建立多目标优化问题,利用试验设计方法、代理模型技术及多目标遗传算法求解得到Pareto解集,并利用最小距离选择法得到了综合最优解.验证了梯度连续可控夹层结构的设计方法是可行且有效的.

雪花形二维耦合振动夹心式压电超声换能器的设计

为了实现单个换能器的多方向超声辐射,提出了一种新型的雪花形二维耦合振动夹心式压电超声换能器,它由正六棱柱形金属块、6组压电陶瓷晶堆和6个金属盖板组成。基于耦合振动理论和力电类比原理建立了换能器等效电路模型,推导了其共振与反共振频率方程。通过等效电路法、有限元法和试验研究了换能器的二维耦合振动特性。结果表明:当压电陶瓷晶堆越靠近正六棱柱形金属块时,换能器的有效机电偶合系数越高;随着换能器轴向尺寸的增加纵向耦合共振频率降低;在纵向耦合共振模式下,换能器的6个输出端均可输出一致的纵向位移振幅;等效电路法、有限元仿真和试验测试取得了较为一致的结果。该研究结果为该类换能器的工程应用提供了简明设计理论,研究成果有望应用于多维超声加工、多向超声辐射等领域。

三明治结构挠性传动系统的自耦PID控制

针对三明治系统的弱阻尼挠性模态引起的机械谐振问题及齿隙非线性因素的影响,提出一种基于自耦PID(auto-coupling proportional-integration-differential,ACPID)控制理论思想的控制方法.该方法首先将三明治系统已知或未知动态、非线性死区引起的不确定因素定义为一个总扰动,并将4阶非光滑非线性三明治系统等价映射为一个4阶线性扰动系统,然后建立了以总扰动为激励的受控误差系统,根据ACPID控制理论思想设计了基于速度因子的ACPID控制系统,最后分析了ACPID控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真结果表明ACPID控制系统的有效性,不仅有良好的动态品质与稳态性能,而且有良好的抗扰动鲁棒性,在三明治传动系统控制领域具有良好的应用价值.

“三明治”教学模式联合任务驱动教学法在急诊临床教学中的应用

目的研究急诊临床教学工作中应用“三明治”教学模式联合任务驱动教学法的具体措施以及应用效果。方法选取2021年12月—2023年3月在新疆医科大学第一临床医学院急诊科进行临床轮转的专业医学生120名作为研究对象,依据随机数表法将其分为A组(40名,接受任务驱动法教学)、B组(40名,接受“三明治”教学模式教学)及C组(40名,接受“三明治”教学模式联合任务驱动法教学),比较3组教学质量、医学生评判性思维能力以及考核成绩。结果3组教学质量评分对比,差异有统计学意义(P<0.05);3组医学生评判性思维能力评分对比,差异有统计学意义(P<0.05);3组医学生出科理论知识成绩、技能操作成绩对比,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在急诊临床教学中开展“三明治”教学模式联合任务驱动教学法,可以显著提高教学质量,增强医学生评判性思维能力。

PCMC联合Sandwich教学法在神经内科本科学教学中的应用效果评价

目的探究启发式临床医学教学模式(problem-originated clinical medical curriculum,PCMC)联合三明治(Sandwich)教学法在神经内科本科学教学中的应用效果。方法选取2018年6月—2019年6月在东莞市厚街医院神经内科接受本科教学的医学生86名,均接受了为期6个月的教学,采取随机数字表法分为对照组与观察组,各43名,对照组给予常规教学方法,观察组实施PCMC联合Sandwich教学法,教学内容同对照组,对比两组医学生的理论考试与实践技能成绩,医学生学习能力,医学生对教学方法的评价,医学生对教学效果、授课方式以及学时安排的满意度。结果观察组与对照组相比,理论考试中基础知识以及病例分析的成绩较高,实践技能考试中技能操作能力、健康宣教能力、沟通能力以及人文素养的成绩较高,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组与对照组相比提高医学生自我管理能力、促进自主学习能力、促进学习积极性、促进生生互动以及促进师生互动的评分均较高,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组与对照组相比,认为技能操作配合好、认为反馈和指导正确、认为能够提高学习积极性与主动性、认为可巩固理论知识、认为可增强实践动手能力、认为可提高与患者的沟通能力、认为可提高面对患者时的能力与信心的比例较高,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组与对照组相比,医学生对教学效果、授课方式以及学时安排的满意度均较高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论PCMC联合Sandwich教学法在神经内科本科学教学中的应用明显提高了教学质量及医学生成绩,医学生对教学结果评价更好,满意度更高。

复合材料波纹夹层结构的弯曲性能研究

采用单向碳纤维预浸料制备复合材料波纹夹层结构,对其开展三点弯曲试验与有限元仿真计算。试验结果表明,复合材料波纹夹层结构在三点弯曲载荷作用下依次出现了局部损伤、分层失效和纤维断裂3种失效模式。复合材料波纹夹层结构层数越多,相对密度越大,其失效载荷就越大,抗弯曲性能越好。当相对密度从9.55%增加至15.34%时,极限载荷增加了1035.7N;当相对密度从15.34%增加至20.72%时,极限载荷增加了1070.2N。同时借助有限元软件进行数值计算,并将数值计算结果与试验结果进行对比,二者吻合较好,引申探讨了不同芯层几何构型对弯曲性能的影响。

铝合金三明治板面外承载特性的有限元模拟和试验研究

通过有限元模拟方法研究了点/面载荷作用下不同长宽比和宽厚比铝合金三明治板的面外屈曲特性,并进行试验验证;通过试验研究了不同尺寸参数铝合金三明治板的面外承载特性。结果表明:模拟得到点/面载荷下三明治板的载荷-位移曲线与试验结果基本吻合,平均相对误差小于5%,证明了有限元模拟的可靠性;三明治板在点载荷下发生整体刺穿破坏,在面载荷下发生芯板压缩破坏。在点载荷下,当宽厚比为13.6时,随着长宽比由0.7增大到1.9,三明治板的破坏载荷先升高后趋于平稳,而当宽厚比为21.4时,随着长宽比由0.4增加到1.2,破坏载荷基本不变,宽厚比21.4的破坏载荷大于宽厚比13.6。在面载荷作用下,随着长宽比增大,屈服载荷降低,宽厚比13.6的屈服载荷大于宽厚比21.4。以3 mm为面外屈曲变形临界值时,点/面载荷作用下三明治板的临界屈曲比均为0.093。

复合材料夹芯板螺栓连接渐进失效分析

文中采用渐进失效方法对复合材料夹芯板-钢板螺栓连接静态拉伸试验进行模拟,对比了接头的载荷-位移曲线及接头破坏模式,结果与试验吻合良好.研究了单剪搭接接头的孔周应力分布规律,分析了搭接形式、宽径比、端径比及孔径对接头承载力的影响.结果表明:纤维方向是孔周径向应力和周向应力的主要承载方向.双剪搭接接头由于孔壁受损在厚度方向上分布更加均匀因而比单剪搭接接头承载力提高了7.8%.宽径比、端径比的变化会影响接头的破坏模式进而影响接头的极限承载力.孔径的大小影响损伤沿着螺栓孔环向扩展的均匀程度,当孔径在10~18 mm时,孔径越大接头的极限承载力越高.

蜂窝夹层复合材料四点弯曲性能和失效模式的研究

对共固化成型的蜂窝夹层复合材料四点弯曲进行了宏观力学和失效方式分析,研究了预浸布种类、夹层板滚筒剥离强度以及蜂窝芯厚度对四点弯曲破坏模式的影响以及破坏模式和四点弯曲性能的关系,为蜂窝夹层复合材料原材料合理选用提供了依据。研究结果显示:蜂窝芯厚度对四点弯曲性能影响显著,蜂窝芯厚度不同会出现三种不同类型的破坏方式;胶膜面密度对四点弯曲450 N载荷的挠度值影响较小,对四点弯曲强度影响较大;蜂窝芯厚度一定时,不同胶膜面密度样品出现两种破坏方式;蜂窝芯厚度和胶膜面密度一定时,面板性能增加,会出现两种不同的破坏方式。

基于瞬间液相连接成形泡沫铝三明治的弯曲失效行为

泡沫铝三明治结构(aluminum foam sandwich,AFS)既具有泡沫铝轻质、阻尼减震、吸能防护等优异特性,又能解决单一泡沫铝强度较低、易损坏等问题,在航空航天、汽车制造、轨道交通、精密机床等工业领域具有广阔的应用前景。本工作基于熔体发泡法,采用瞬间液相结合技术,以纯TA2为面板、Al-2Ca合金为发泡基材,制备尺寸为80 mm×80 mm×18 mm的泡沫铝三明治结构,泡沫芯中含有大量均匀的孔隙,其中多面体状的孔隙占据了较大面积;面板与芯层之间观察到平均厚度为7.5μm的结合界面,各元素在结合层处形成扩散并以金属间化合物的形式存在。测试结果表明:不同密度的三明治结构在弯曲实验下的载荷曲线呈现出线弹性区、快速降载区和平台区三个明显的区域;试样所能承受的最大峰值载荷为1120.5 N、屈服强度为15.64 MPa,随着密度的提高,芯部孔隙率的减小,AFS材料的抗弯强度随之提高;弯曲程度在15 mm时,AFS密度增加15.9%的情况下,弯曲吸能W_(EA)和比吸能W_(SEA)分别提高3.59倍和3.22倍;失效模式为泡沫铝芯层的压缩密实变形和芯材剪切、开裂以及TA2面板的弯曲变形和剥离失效,试样不同位置不同应力的共同作用造成了AFS材料的多种效模式。

预制陶粒泡沫混凝土夹层复合剪力墙轴心受压性能研究

通过对5片不同拉结筋间距、中间层厚度的陶粒泡沫混凝土夹层复合剪力墙试件进行轴心受压试验,研究其在轴心荷载作用下的承载力、变形性能、裂缝发展规律、破坏过程以及破坏形式。结果表明:陶粒泡沫混凝土夹层复合剪力墙轴心受压破坏形式主要可分为墙板剥离破坏和轴心受压破坏,发生墙板剥离破坏的试件轴心受压承载力较低;发生轴心受压破坏的试件轴心受压承载力较高。当拉结筋间距不大于600mm时,拉结筋间距对墙体的轴心受压承载力影响不大,但减小拉结筋间距能有效缓解界面裂缝的开展与延伸,而未设置拉结筋墙体的轴心受压承载力将显著降低;建议实际工程中陶粒泡沫混凝土夹层复合剪力墙应设置拉结筋,且拉结筋间距不应超过200mm。采用中国规范计算各试件轴心受压承载力时,对于破坏形式为轴心受压破坏的试件,公式计算值与试验值吻合良好。

夹芯复合材料损伤分析方法研究

为了实现夹芯波纹板在加工和服役过程中由于冲击载荷、疲劳等产生的脱焊损伤缺陷无损伤检测,本文提出一种对损伤进行定量识别的检测方法,基于动态响应参数对夹芯波纹板结构开展损伤分析方法研究。根据固有频率、模态振型、振型曲率、模态应变能等参数理论,建立夹芯波纹板有限元模型,基于动态响应参数开发曲面光滑算法、曲率模态变化率法和二维连续小波变换法对结构脱焊损伤进行识别;然后对该模型进行模态分析,获取损伤夹芯波纹板模态振型,使用中心差分法求取模态振型曲率,将模态振型曲率作为损伤敏感参数,通过提出的损伤检测方法对该敏感参数进行处理,分别建立损伤识别指标,对损伤的位置、数量进行识别,并对各方法损伤识别结果进行对比分析。结果表明,曲率模态变化率法和二维连续小波变换法可有效识别出损伤的位置和数量,且曲率模态变化率法的损伤识别指标更显著,损伤识别效果最好。但在预设一处损伤的情况下,曲面光滑算法还需进一步研究和验证。

“三明治”模式下工程项目管理沙盘模拟流程设计

工程项目管理是一门实践性强,注重理论与实践相结合的课程。为了使工程项目管理的教学紧密联系工程实际,使学生在工程实践中灵活运用工程项目管理的方法和理论,培养学生解决工程实际问题的能力,将沙盘模拟引入到工程项目管理课程的教学中,采用"三明治"模式模拟流程设计,对工程项目管理全过程进行沙盘模拟。在此基础上总结了采用沙盘模拟教学的优点并提出有价值的建议,为沙盘模拟教学顺利的实施提供了有力的支撑。

Sandwich与PBL教学法在诊断学教学实践中应用对比

目的探讨Sandwich和Problem-based learning(PBL)教学法在诊断学教学中应用与实践效果。方法选择90名2013年进入诊断学学习的学生,随机分为实验组(Sandwich组,30人),对照组(PBL组,30人)和空白对照组(传统教学组,30人)。利用问卷调查及考试成绩评价分析教学效果。结果问卷调查显示,超过90%的学生认为Sandwich教学法效果优于其他教学法,Sandwich教学法可以激发学习兴趣,提高效率,培养学生分析和解决问题的能力,同时提高学生表达、沟通和团队协作能力,并且使学生学会分享。实验组考试成绩优于其他组(P<0.05)。结论 Sandwich教学法在诊断学教学中取得良好的效果,可推广应用。

点阵金属夹层结构抗侵彻实验研究

通过弹道冲击实验方法研究了两种点阵金属夹层防护结构的抗弹丸侵彻能力,结合失效破坏模式和吸能效率,综合分析了点阵金属夹层防护结构的抗侵彻机理。实验结果初步表明:球形弹丸侵彻过程中,由于点阵金属结构的塑性大变形和剪切扩孔、陶瓷棒和环氧树脂的断裂破坏以及面板的宏观弯曲变形,使得该型防护结构的抗弹能力得到了大幅度提高。同样侵彻速度条件下,Type Ⅱ型夹层防护结构的吸收能量较Type Ⅰ型夹层防护结构高,但它们的单位面密度吸收能量相差不大。研究结果可以为轻质复合装甲的防护设计提供参考。