高强钢弹体高速侵彻混凝土靶的刚体临界侵彻速度研究

刚体临界侵彻速度的理论准确预测是高强钢弹体高速侵彻混凝土靶研究中的关键问题,本文中利用二级轻气炮开展了克级高强钢(G50)卵形头长杆弹以1010~1660 m/s的速度侵彻C40混凝土靶实验研究,获取了刚体临界侵彻速度和侵彻深度实验数据,并开展了刚体临界侵彻速度和考虑弹体头部磨蚀的侵彻深度理论分析,得到结论如下:(1)克级G50卵形头长杆弹侵彻C40混凝土靶时的刚体临界侵彻速度区间为1320~1520 m/s;(2)基于已有侵彻模型,建立了新的刚体临界侵彻速度理论模型,模型计算结果与本文及文献中的系列实验结果吻合较好;(3)建立了考虑头部侵蚀的侵彻深度模型,与实验结果吻合较好;(4)弹体屈服强度对刚体临界侵彻速度有显著影响,靶体无围压抗压强度对刚体临界侵彻速度有较小影响,实验前的弹体头形系数和弹体尺寸对刚体临界侵彻速度无显著影响。

冷喷涂颗粒临界速度预测的数值模拟

采用ABAQUS有限元软件建立了冷喷涂单颗粒撞击基体的耦合欧拉-拉格朗日四分之一模型,基于颗粒和基体形状变化以及等效塑性应变分布模型结果预测粒径25μm钛颗粒和30μm铝颗粒撞击7B04铝合金基体形成机械咬合与冶金结合的颗粒临界速度,并进行了数据有效性验证,研究了颗粒粒径、颗粒和基体初始温度对临界速度的影响。结果表明:根据模拟得到的颗粒/基体形状变化和等效塑性应变分布,预测得到粒径25μm钛颗粒、30μm铝颗粒的临界速度分别为680,700m·s^(-1),预测值与经验关系式估算值相对误差均小于11%,说明该方法准确;随着颗粒粒径增加、颗粒初始温度降低、基体初始温度降低,临界速度增大,其中颗粒初始温度对临界速度的影响较小,颗粒粒径和基体初始温度的影响显著。

覆盖型岩溶土洞形成的临界水流速度数值模拟研究

覆盖型岩溶塌陷灾害具有隐蔽性、突发性、不确定性、机理复杂性等特点,致使其预防、治理工作十分困难。覆盖型岩溶塌陷过程中,覆盖层土体形成土洞,土洞发育、扩展直至地表塌陷。现阶段土洞塌陷研究方法多为有限单元法等数值模拟,但有限单元法无法解决颗粒迁移、土体崩落等岩体大变形问题。在浙江省江山市岩溶塌陷地质条件分析的基础上,利用颗粒流数值模拟方法(PFC)对覆盖型岩溶土洞的形成过程进行了模拟,从微观角度揭示土洞形成过程中特殊土体颗粒的位移、裂纹的发展趋势和系统不平衡力的变化情况等,再现外力作用下岩溶土洞形成的多场变化特征。结果表明:(1)岩溶土洞发育过程可概化为裂纹产生、连通面形成、颗粒剥落3个阶段;(2)岩溶土洞开始发育时,土体颗粒位移曲线、裂纹的贯通程度、不平衡力三者之间具有良好的一致性,且垂直方向扩展速度大于水平速度;(3)覆盖层土体为黏土时初始土洞形成的临界水流速度为0.104 cm/s。研究结果可为岩溶塌陷治理提供参考数据。

野生和养殖青海湖裸鲤临界游泳速度比较及其与体征的关系

为探究野生和养殖青海湖裸鲤游泳能力差异,以及游泳能力与体征的关系,研究以青海湖裸鲤为研究对象,利用游泳隧道装置,采用流速递增法,对青海湖裸鲤的野生群体和人工养殖1龄、2龄、3龄群体进行临界游泳速度测定。结果显示,野生组的绝对临界游泳速度(76.17±5.42)cm/s与养殖1龄组(74.59±7.75)cm/s、养殖2龄组(77.58±4.16)cm/s相比差异不显著(P>0.05),但显著低于养殖3龄组(85.99±7.70)cm/s(P<0.05),养殖2龄组与养殖3龄组的绝对临界游泳速度没有显著差异(P>0.05)。野生组(3.11±0.38)BL/s的相对临界游泳速度显著低于养殖1龄(7.10±0.83)BL/s、2龄(4.86±0.26)BL/s、3龄组(4.78±1.37)BL/s(P<0.05),养殖1龄组的相对临界游泳速度显著高于养殖2龄组和养殖3龄组(P<0.05),养殖2龄组和养殖3龄组的相对临界游泳速度没有明显差异(P>0.05)。临界游泳速度与形态学特征的关系表明,绝对临界游泳速度与全长、体长、头长、体高、体厚、尾柄长、尾柄高、体重无显著相关性,相对临界速度与形态学特征存在显著负相关性。研究表明,在相同年龄,养殖青海湖裸鲤与野生群体相比表现出更强的游泳能力。研究结果可为青海湖裸鲤的人工养殖管理和过鱼通道的建设提供科学依据。

破片撞击裸药柱临界起爆速度判据的研究

为了获得破片以不同入射角撞击不同曲率半径裸药柱的冲击起爆判据,以Held提出的判据为基础,考虑破片入射角和裸药柱曲率半径2个因素,采用Autodyn软件对球形破片撞击裸药柱的过程展开了数值仿真计算,得到了30种工况下炸药装药的临界起爆速度,获得了破片入射角、裸药柱曲率半径对炸药临界起爆速度的影响规律,通过Matlab软件拟合得到修正项,建立了关于破片入射角和裸药柱曲率半径的炸药临界起爆速度修正判据。结果显示建立的修正判据和数值仿真结果吻合较好,表明该修正判据可以较好地预测裸药柱的冲击起爆条件。

沅水光泽黄颡鱼和鲫的临界游泳速度和最大游泳速度比较

为了分析洞庭水系鱼类趋流特性的生态适应性及为水域渔业资源保护提供基本数据,在水温(20.0±1.5)℃和自然光周期下,用实验室自制的鱼类运动测试水槽和递增流速法测定了沅水中游常德河洑江段体长(13.94±1.85)cm光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)和体长(12.28±1.42)cm鲫(Carassius auratus)的临界游泳速度及最大游泳速度等参数,分析两种鱼这两个参数与体长等因素的关联及差异。外置变频器调节电机功率改变螺旋桨的转速而呈不同流速。1 BL·s^(-1)时开始实验,每15 s提高流速2 cm·s^(-1),直到鱼变疲劳在拦网处停止游泳20 s时的水流速度就是该鱼的最大游泳速度(U_(max),单位cm·s^(-1))和相对最大游泳速度(U_(max)^(r))[(=U_(max)/BL(体长),单位BL·s^(-1))]。流速慢慢增至60%U_(crit)估计值下,实验鱼持续游动15 min后,将增加15%U_(crit)估计值,之后继续以这种方式不断提升流速,至实验鱼达到运动力竭状态不能继续游泳为止。记录此时电机频率并把实验鱼从观察区移出来放入休息区,记录实验鱼的形态参数和达到力竭状态的前一档游泳时间,计算临界游泳速度U_(crit)和相对临界游泳速度(U_(crit)^(r),单位为BL·s^(-1))。结果表明:光泽黄颡鱼的U_(crit)和U_(crit)^(r)分别为(39.21±3.41)cm·s^(-1)和(2.83±0.15)BL·s^(-1),其U_(max)和U_(max)^(r)分别为(28.96±3.44)cm·s^(-1)和(2.08±0.04)BL·s^(-1);鲫的U_(crit)和U_(crit)^(r)分别为(40.78±2.15)cm·s^(-1)和(3.34±0.23)BL·s^(-1),其U_(max)和U_(max)^(r)分别为(39.67±3.14)cm·s^(-1)和(3.24±0.14)BL·s^(-1)。依据结果,取得不同鱼类临界游泳速度、最大游泳速度与体长的线性和非线性函数显著相关模型(P<0.05)。光泽黄颡鱼和鲫的绝对临界游泳速度差异不显著(P>0.05),但绝对最大游泳速度、相对临界游泳速度和相对最大游泳速度差异极显著(P<0.01)。鲫的U_(max)^(r)和U_(crit)^(r)都显著高于光泽黄颡鱼。本实验结果可为不同鱼类运动生理生态的适应机制及过鱼设施的设计提供相应支持。

超高速撞击薄板的球形弹丸临界破碎速度分析

超高速撞击薄板的球形弹丸的临界破碎速度目前主要通过实验和数值模拟确定。文章提出一种求解弹丸临界破碎速度的理论思路:根据临界破碎前/后弹丸尾部特征点速度不同的特性,分别建立描述弹丸尾部特征点在临界破碎前/后速度的理论模型;基于两速度模型相等的临界条件,理论求解不同弹靶厚径比下弹丸的临界破碎速度,并与Piekutowski实验及经验曲线相关数据进行比较;进一步用FE-SPH自适应耦合方法数值模拟铝球超高速撞击铝板过程,对弹丸临界破碎速度理论模型预测值两侧的工况进行数值模拟验证。分析结果表明:理论模型预测值与实验和数值模拟结果吻合良好。该理论研究成果还可推广至不同材质弹/靶的球形弹丸超高速撞击薄板情形,对指导Whipple防护结构的设计具有重要意义。

宽轨机车水平悬挂参数对临界速度的影响

针对某型宽轨机车,建立了机车转向架临界速度分析模型和10自由度蛇形运动微分方程,利用特征根法求解转向架的临界速度,分析机车水平悬挂参数对临界速度的影响以及一系横、纵向刚度和二系横向减振器参数之间的匹配关系。研究结果表明:二系水平悬挂参数对机车临界速度的影响相对较小;一系横、纵向刚度与二系横向减振器刚度的适度增大均可提高机车的临界速度,合适的二系横向减振器阻尼值可使临界速度达到最高;二系横向减振器最优阻尼值随一系纵向刚度的增加而减小,并逐渐到达稳定值;二系横向减振器最优阻尼值随二系横向减振器刚度的增大而增加;随一系横向刚度的增加,二系横向减振器刚度较小时,二系横向减振器最优阻尼值先减小后增大,二系横向减振器刚度较大时,减振器最优阻尼值也增大。

基于临界滑水速度的湿滑路面全域滑水风险量化评价

基于修正LuGre摩擦模型提出临界滑水速度的快速计算方法,以临界滑水速度为滑水风险事件发生的判断指标;基于湿滑路段水膜厚度分布以及车速、轮迹等车辆行驶状况的概率模型,计算滑水风险事件发生的概率,从而对滑水风险进行量化,并根据风险概率将滑水风险划分为5个等级。结果表明:临界滑水速度主要受水膜厚度的影响,与路面的高程特征密切相关;当路面存在车辙、坑槽等表面病害时,病害区域的临界滑水速度显著下降。车辆滑水风险与临界滑水速度分布基本一致,但轮迹带区域的风险相对较高;降雨强度较大时,无病害或低病害路段的低风险区域超过96%,路段整体处于低风险等级,车辙等严重病害处出现大量中高风险区域,导致路段整体风险等级提高。

降落伞临界开伞速度研究

为了解航天器用降落伞的使用边界,计算降落伞临界开伞速度,文章基于充气体积理论推导了临界开伞速度的理论计算公式,讨论了影响临界开伞速度的因素。研究结果表明,降落伞临界开伞速度与大气密度、织物透气量、伞衣顶部结构透气量成反比;通过伞绳长度增加,影响伞衣充气进气口尺寸提高降落伞的临界开伞速度;降落伞临界开伞速度与伞衣尺寸的关系和降落伞充气过程底边尺寸有关;在降落伞底边尺寸大于某一临界值时,降落伞临界开伞速度与伞衣尺寸成正比;在降落伞底边尺寸小于某一临界值时,降落伞临界开伞速度与伞衣尺寸成反比。文章基于降落伞临界开伞速度与伞衣充气外形尺寸相关这一理论,提出计算收口状态下降落伞的简化充气外形尺寸方法,计算结果与流固耦合仿真结果一致。文章的研究结论可用于评估降落伞的开伞条件,为降落伞设计、应用提供参考。

车轮多边形对蠕滑和临界速度的影响研究

通过分析轮轨蠕滑率和自由轮对的蛇行运动方程,得到轮对横移和摇头的相互耦合关系式;基于多体动力学软件UM建立某型高速动车组拖车动力学模型,对4种车轮多边形工况进行接触斑内的蠕滑力分析,研究车轮多边形对轮轨蠕滑特性和轮对横移的影响。结果表明:车轮多边形的阶数和幅值对轮轨蠕滑特性有较大的影响,总体上轮轨蠕滑力随车轮多边形阶数和幅值的增大而增大,当左右两侧车轮出现不同阶数主导的车轮多边形时,左右两侧车轮的纵向蠕滑力相差较大;两侧车轮多边形幅值的不同会破坏轮对的对中能力,高速运行时会出现蛇行失稳现象,并且车辆的非线性临界速度会随车轮多边形磨损的加剧而降低。

考虑液体晃动的汽车罐车侧翻临界值研究

文章通过将解析法和多体动力学仿真法相结合的方法对考虑液体晃动的汽车罐车临界侧翻侧向加速度的计算方法进行研究,并提供了两种求解方法,分别为解析法和侧倾仿真法。通过假定汽车罐车侧向加速度恒定来将液体晃动简化为二维液体晃动,并通过液体重心位置的变化来等效液体晃动对汽车罐车侧翻的影响,获得了液体晃动、轮胎和悬架系统以及重心位置对汽车罐车侧翻的影响数据。该研究结果可为汽车罐车侧翻安全预警和事故还原提供参考依据。

抗蛇行减振器动态特性对车辆临界速度的影响研究

抗蛇行减振器的动态特性是影响车辆蛇行运动临界速度的关键因素。从试验出发分析了不同参数下抗蛇行减振器的动态特性,并基于某型地铁车辆转向架平台,研究了不同轮轨匹配关系下抗蛇行减振器动态特性对车辆蛇行稳定性的影响。结果表明,抗蛇行减振器的动态特性与加载频率和位移幅值相关。在滚振动试验台和试验采用的某型地铁车辆转向架平台下,动阻尼率对车辆的临界速度影响更明显,动阻尼率越大,对临界速度越有利。在抗蛇行减振器选型时,更应该关注其在实际工作状态下的动态刚度和动阻尼率。

汽车罐车侧翻临界值研究

本文目的是为汽车罐车侧翻安全预警和事故还原提供参考依据。提出了两种考虑液体晃动影响的汽车罐车侧翻临界值的计算方法。一种为角阶跃仿真法,将液体晃动简化为二维液体晃动,采用液体重心位置的变化等效液体晃动对汽车罐车侧翻的影响,解析法和多体动力学仿真法相结合进行求解;另一种为协同仿真法,通过ADAMS CAR、SIMULINK与FLUENT的协同仿真对汽车罐车侧翻进行研究,克服了传统仿真方法未考虑侧翻过程中汽车罐车运动和液体晃动之间相互耦合的影响,更加真实地模拟了汽车罐车的侧翻过程,更加准确地计算了汽车罐车侧翻的临界值。

速度对金刚石钻头碎岩过程响应的影响

超高转速钻进技术打破了现有临界规程参数的界限,通过高转速、低钻压、低扭矩的钻进方式,实现高效破岩,为解决深部硬岩地层难以高效钻进的问题提供了切实的解决方法。根据现有的金刚石钻头破岩过程响应机制分析了超高转速钻进技术在该地层的高效钻进响应,确定了各参数对金刚石钻头钻进过程的影响。根据金刚石钻头破岩响应推导的结果,构建了金刚石钻头在岩石破坏领域中速度与破岩机制的关联。结果表明,超高转速钻进技术提高破岩效率的原因与碎岩机制转变有关,临界速度可能是主导破岩机制转化的关键因素。

减振器特性参数对高速动车组临界速度的影响研究

为得到油压减振器特性参数对高速动车组临界速度和轮轨磨耗的影响,以CRH380B型动车组为实例,基于车辆动力学理论,采用动力学仿真软件SIMPACK建立动力学模型,对二系横向减振器、抗蛇行减振器的橡胶节点刚度和阻尼特性进行研究。结果表明:抗蛇行减振器橡胶节点刚度最优值在10~12 MN/m范围内,当节点刚度小于此范围时,临界速度显著下降,轮轨磨耗功率缓慢增加;节点刚度大于此范围时,临界速度缓慢下降,但磨耗功率急剧增加。二系横向减振器橡胶节点刚度对临界速度和轮轨磨耗的影响较小,其最优取值为4.25 MN/m。抗蛇行减振器和二系横向减振器阻尼特性对临界速度和轮轨磨耗均有一定影响。

冷喷涂粒子碰撞行为和临界速度预测的数值模拟研究现状

目前,冷喷涂技术受到越来越多国内外学者的关注。文中基于已公开发表的文献,详细讨论了冷喷涂过程中粒子碰撞行为的数值模拟和临界速度预测的研究现状。首先,简要介绍了冷喷涂、粒子结合机理和临界速度的概念。其次,总结了拉格朗日法、欧拉法和光滑粒子法等数值计算方法,并对数值计算获得的结果,例如:变形形貌、界面温度、能量变化及临界速度的预测进行了讨论。最后,探讨了冷喷涂粒子碰撞行为数值模拟中存在的问题和研究前景。

胭脂鱼幼鱼的临界游泳速度

鱼类游泳状态通常分为三类：持续游泳速度、延时游泳速度和暴发游泳速度,分别对应鱼类游泳能力的常规判定指标巡游速度、临界游速和暴发速度[1,2]。目前,由于测定临界游速的时间相对较短,方法可控性强,且得到有统计意义的值所需的试验鱼数量较少,因而使用范围最广[3,4]。

抗蛇行减振器对磁流变耦合轮对车辆的临界速度与高速曲线通过性能的影响

为使磁流变(Magneto-rheological Fluid,MRF)耦合轮对在工程化、实用化方面有较大的进展,作者建立了31个自由度的车辆系统数学模型,并通过仿真分析发现:车辆在没有安装抗蛇行运动减振器的条件下,当磁流变的屈服应力较小时,虽有较高的临界速度,但轮对横移量较大,易出现2点接触;若屈服应力增大,临界速度急剧下降,到一定值后则降幅变缓。当车辆安装合适的抗蛇行运动减振器后,可大幅度提高车辆的临界速度,在适宜磁流变屈服应力的配合下,车辆以高速和超高速在高速铁路上行驶时,轮对和车体均具有较好的横向动力学性能。因此,合适的抗蛇行运动减振器对磁流变耦合轮对车辆是必须的。

消除16Mn钢板带状组织的临界冷却速度的测定与计算

采用分段冷却试验方法及带状程度的定量化测定方法考察了不同总压下率条件下轧后冷却速度对16Mn钢板铁素体—珠光体带状组织的影响 ,用外推法测定了消除带状组织的临界冷却速度 。