不同冲击方向下高压气体致裂岩石特征试验

为探索含瓦斯煤层增透性,提高抽采率,利用自主研制的真三轴高压气体冲击致裂岩石试验系统,开展不同冲击方向下高压气体致裂试验,试验变量为气体冲击方向与最大水平主应力的夹角,在三向应力的作用下开展高压气体冲击试验,得到冲击方向与最大水平主应力呈现0、30、45、60和90°夹角时岩石破裂形态及声发射响应。结果表明:高压气体冲击致裂岩石过程呈现5个显著阶段,即冲击起裂阶段、气压上升阶段、裂缝扩展阶段、气压稳定阶段和压力衰减阶段;高压气体冲击产生垂直裂缝和水平裂缝,射流角度增加后,垂直裂缝出现偏转,且偏转角度逐渐变大,裂缝偏转点也逐渐远离钻孔,水平断裂面呈现中间低四周高的形态;气体峰值压力随着射流方向与最大主应力的角度增加而增加,从0~90°峰值压力呈线性增长;分析声发射信号发现,岩石冲击破坏以张拉破坏为主、剪切破坏为辅,但随着射流角度增加,逐渐转变为剪切破坏为主的拉-剪复合破坏。

冲击方向对层合板低速冲击响应的模拟研究

利用有限元软件ABAQUS/Explicit,采用双线性本构法则和B–K断裂能准则,建立并验证了复合材料层合板的落锤式低速冲击损伤模型。在该验证模型的基础上,将冲头分别以30o,45o,60o和90o的冲击角度,以3.0 J和5.0 J的初始冲击能量对层合板进行冲击模拟试验。结果表明,冲头的冲击方向对层合板的冲击响应有着较大的影响,当冲击角度为45o时,冲击方向对层合板的能量耗散影响最大,当冲击角度为90o时,冲击方向对层合板能量耗散影响最小。

多方向冲击条件下隔振器冲击特性试验研究

作用在设备上的冲击载荷往往是多方向的,导致安装在设备上的隔振器同时产生不同方向的大变形。此时,隔振器的冲击特性与实验室单方向冲击条件下获得的试验结果会存在差异。多方向冲击对隔振器冲击特性的影响目前国内外相关研究很少,需要开展一些探索性的工作。为此,使用落锤式冲击机对BE120和EA120两型橡胶隔振器进行两个方向冲击载荷同时作用下的冲击试验研究。试验结果表明,隔振器的冲击刚度与其主轴方向的冲击刚度存在相关性。但由于目前试验样本太少,试验结论并不能代表所有类型隔振器的特性。

用于航天器贮箱的复合材料层合板低速冲击损伤及其渗漏规律研究

得益于优异的力学性能和减质优势,贮箱复合材料化已成为新一代航天器的重要特征之一,而复合材料贮箱的冲击后渗漏问题须要重点关注。针对一种用于航天器贮箱的含表层机织布复合材料层合板,通过依次开展低速冲击试验、C扫描损伤检测和氦质谱渗漏检测,获取不同能量冲击后层合板的内部分层损伤和渗漏率,并对比分析了机织布分别置于冲击侧和背侧时层合板的渗漏规律。结果表明,将机织布层置于冲击背侧时,层合板的冲击渗漏门槛值显著提高,且发生渗漏时出现目视可见损伤。

不同方向冲击加载作用下含裂纹巷道的破坏行为

为了研究来自不同方向的冲击加载作用对含裂纹巷道围岩破坏方式的影响,采用青砂岩作为试验材料,进行相应的模型试验研究。首先,在巷道围岩的圆拱顶处设置单裂纹以模拟围岩内天然的裂纹缺陷;随后,采用冲击试验机进行动态加载试验,通过应变计确定巷道模型内预制裂纹起裂时间及扩展速度,并进行相应的数值模拟分析,得到裂纹的扩展路径规律与巷道围岩的破坏方式;最后,将数值模拟结果与试验结果进行对比分析。研究结果表明:当冲击载荷来源于拱顶时,巷道围岩破坏主要为裂纹起裂、扩展,拱底发生拉伸破坏;当冲击载荷来源于侧帮时,巷道围岩仅在两侧拱肩处发生破坏。巷道围岩内预制裂纹的动态起裂韧度与冲击加载方向偏向角有关。在相同动态载荷作用下,巷道断面拱肩与拱脚压应力较大,容易产生拉伸破坏,动态稳定性较小。

玉米种子籽粒冲击损伤的试验

降低玉米种子脱粒损伤是当前机械脱粒的主要问题。对不同含水率的玉米穗进行了在不同部位、不同冲击方向下的冲击试验。试验结果表明:籽粒含水率对破损率的影响呈一元二次函数关系且函数有极小值。当冲击力的水平分力方向与玉米穗轴线垂直时,在同一部位冲击玉米穗,籽粒的破损率小于平行时籽粒的破损率。在垂直施力方向下,玉米穗上部破损率最大,下部破损率最小,而在平行施力方向下,玉米穗中部破损率最大,下部破损率最小。

蜂窝铝面内动态压缩性能和吸能特性比较

采用LS-DYNA有限元模拟分析对比,讨论了不同冲击速度和不同冲击方向下正六边形蜂窝结构的的变形机制和吸能特性.结果表明:中低速情况下,X2方向下整个变形整体以塑性弯曲和堆叠为主较为复杂无序,X1方向下变形模式相对稳定,高速情况下两者变形都主要体现为惯性.关于吸能的比较,相同速度下,X2方向的吸能特性要优于X1方向;不同速度下,无论哪个方向的能量吸收都伴随速度的提高而增大.