机构间隙转动副冲击碰撞模型中的混沌现象

以钢球与钢套组成的系统为例，对系统的碰撞特性进行了研究，建立了钢球在钢套中运动的数学模型，编制了计算程序．研究结果表明，在一定条件下该系统对初值极其敏感，表明系统的确存在混沌运动．

冲击碰撞试验台在中应变率压缩试验中的应用

选用以脉冲加速度作为激励的垂直冲击碰撞试验台进行中应变率压缩试验。针对缓冲材料在中应变率1~500 s-1的应力-应变曲线,介绍了垂直冲击碰撞试验台的工作原理,推导了缓冲材料试件的应力-应变曲线与输入脉冲加速度之间的关系。以常见的蜂窝纸板的动态压缩试验作为例子。试验表明,蜂窝纸板在动态压缩时的应力-应变曲线明显不同于在准静态压缩时的结果,同时证实了利用垂直冲击碰撞测试缓冲材料的中应变率压缩试验时,具有操作简单与易控制的优点。

基于冲击碰撞模型的空间对接半物理仿真真实性验证方法

为了精确定量研究空间对接动力学半物理(HIL,Hardware-In-the-Loop)仿真系统的仿真结果真实性问题,利用无阻尼弹性碰撞动力学模型构造了空间对接动力学半物理仿真的验证模型,提出了描述半物理仿真系统仿真真实性的评价参数,并推导了计算公式。设计了用于半物理仿真试验研究的验证机构,较详细阐述了试验验证方法。建立了空间对接动力学半物理仿真的试验验证系统。在试验系统的水平和铅锤两个平动自由度上,进行了半物理仿真验证试验研究。验证试验结果及试验系统调试过程表明:所阐述的空间对接动力学半物理仿真系统的验证思想和方法是可行的和实用的。

冲击碰撞中接触问题的数值模拟研究

介绍了冲击碰撞过程中接触问题的处理方法以及在数值模拟中接触理论的主要算法,提出碰撞接触理论方法在锤击消应力研究中的重要作用。

无极绳新型缓冲装置冲击碰撞分析

为减缓无极绳连续牵引车急停造成的冲击碰撞,提出了一种具有摩擦阻尼及多级弹簧减振的缓冲装置,建立列车组运行过程动态纵向动力学模型,并进行仿真分析。结果表明,调整时间满足煤矿安全规定,证明了该装置的可行性。

CPY-1冲击碰撞测试仪

本文介绍一种用微型计算机控制和数据处理的智能化冲击碰撞测试仪。其测量范围符合国家标准、国家军用标准和国际IEC 标准。仪器能自动记录、显示冲击碰撞的波形,按要求产生半正弦波、后峰锯齿波或梯形波的标准容差带。最后,以图表方式给出试验结果。

三自由度冲击碰撞系统的动力学分析

基于一类三自由度刚性碰撞系统的力学模型,运用Poincaré映射和数值仿真,研究了该系统的稳定性与分岔。通过计算机仿真分析了碰撞系统在四阶强共振情形下向混沌转迁的道路,以及在非共振条件下经余维二分岔向混沌演化的精彩过程。对这类含间隙碰撞系统的动力学行为的研究,可以为冲击碰撞系统的优化设计提供参考。

铁道车辆冲击碰撞以及结构优化的仿真研究

随着国家铁路事业的不断腾飞,新技术的不断涌现,做好车辆安全尤为重要。而碰撞实验作为主要参数被应用于机车研发中。本文从介绍有限元理论入手,对火车机车碰撞进行仿真研究,从建模到分析,根据其模拟情况提出了机车的结构优化,设计吸能装置,进而保证机车在碰撞中能够避免对于乘客损害,提高了我国机车的制造水平。

一种智能式冲击碰撞试验台测量仪

本试验台测量仪是利用微机技术,供计量或测试部门判断试验台试验参数是否满足试验要求的智能式仪器,具有使用方便、显示直观的特点。

SBS-1冲击碰撞数据采集处理仪设计

本文介绍了冲击碰撞数据采集处理仪的硬件和软件设计。其中着重阐述了以普通、廉价的 DAC 等芯片实现高速 A/D 转换和用 DMA 方式实现高速数据传送,以及实现信号予触发的方法。本文还介绍了用状态变量法设计监控程序。

强激光与近临界密度等离子体相互作用中的无碰撞静电冲击波产生

本文通过一维粒子模拟(particle-in-cell)方法研究了强激光与近临界密度等离子体相互作用中的弱冲击波和强冲击波产生,并讨论了非相对论和相对论光强以及等离子体密度分布区间对无碰撞冲击波形成的影响.非相对论的弱驱动光与等离子体相互作用产生的是弱冲击波.由于电子加热不充分,电子能谱呈现出双温分布.较低温度的电子对弱冲击波的形成以及质子反射加速有重要作用.弱冲击波加速质子的能谱呈连续分布.在等离子体密度上升沿区间较大时,可观察到后孤子结构向离子声波结构演化并进一步演化为弱冲击波结构的过程.在相对论的强驱动光强下,电子加热比较充分可达到相对论温度,且呈现出单温分布.进一步分析密度分布区间大小对冲击波形成的影响时发现:1)当等离子体密度上升沿区间较大时,离子声波的势垒易被热电子屏蔽且离子声波结构在传输的过程中容易被后续的激光破坏而无法演化为无碰撞冲击波;2)当等离子密度分布区间较小时,离子声波中加速电场的有效距离(即德拜长度)和持续时间更长,这导致其结构在传输过程中更加稳定.当离子声波中加速的质子与靶后鞘层场加速的质子之间的速度差满足无碰撞冲击波的离子反射条件时,离子声波进一步演化为强的无碰撞冲击波,同时产生了准单能的质子.

低速冲击碰撞有限元分析中混凝土动态破坏面修正方法

为了将混凝土材性试验数据更好的应用到冲击有限元仿真中,分析了常用混凝土本构关系中的应变率参数作用特点,提出了一种基于构件试验结果线性插值的混凝土动态破坏面修正方法来减小构件响应计算误差,采用两组钢筋混凝土梁侧向撞击试验标定了修正系数,并以另两组试验对标定的参数进行验证,四组仿真试验均取得良好结果。采用提出的方法,建立了评价混凝土本构关系适用性的评价体系。研究表明:提出的动态破坏面修正方法能够较好地减小构件响应计算误差,准确地反映钢筋混凝土构件在冲击碰撞情况下的力学响应;应用提出的评价体系可以有效评估混凝土本构关系的适用性。

动力电池动态碰撞研究比对分析

新能源汽车在现实中存在较多的动态接触碰撞场景,而动力电池发生碰撞后存在较大的安全隐患,这也成为整车厂家和大众关注的焦点。目前针对该类动态碰撞损伤,对电池安全性的影响目前尚没有明确的标准。本研究基于新能源汽车典型碰撞场景,辨识动力电池碰撞模拟试验表征参量,开发能够动态接触碰撞场景的试验装置,通过对动力电池进行碰撞测试,分析动力电池在不同动态接触碰撞表征参量情况下的性能表现,为进一步研究动力电池动态碰撞规程和技术要求提供测试方法支持。

双层储液容器碰撞冲击的计算

采用ALE法描述流体方程,Larangian法描述结构方程,基于罚函数的耦合方式实现流体与结构的耦合作用,动态模拟了双层储液容器碰撞冲击过程。在介绍ALE有限元法的同时,分析储液容器在碰撞冲击过程中的力学行为及其能量的转换过程,并对储液容器内部的流体变形行为进行分析,为其结构的设计与性能的改进提供参考依据。此外,讨论该类流体—结构耦合问题的并行性计算问题,针对双层储液容器碰撞冲击过程中既存在十分耗时的非线性的流体与结构耦合计算,又有大量的碰撞接触计算的特点,基于负载均衡的分区策略,改进了递归坐标二分分区方法。结果表明,改进后的分区方法使得各分区的负载更加均衡,具有更好的加速比与并行效率。

强碰撞中型冲击机冲击环境特征

强碰撞中型冲击机是GJB150.18-1986规定的标准考核设施之一,它主要对于质量介于120 kg～2.7 t的舰船设备进行冲击考核,用于评定舰船设备的抗冲击能力[1]。美国的中型冲击机经过大量的冲击环境试验,经过总结制定MIL-S-901系列中的标准考核工况,我国的中型冲击机仿照美国来设计,考核标准也参照美国标准来制定,但我国中型冲击机的冲击环境特征是什么,影响冲击环境的因素是什么,现有标准存在的问题是什么还不是十分清楚。针对这些问题给出我国中型冲击机应满足的冲击环境要求,提出我国舰船设备抗冲击考核标准的改进建议。

船舶设备强碰撞中型冲击机冲击特性

强碰撞中型冲击机是用于考核船舶设备(重量范围在120~3 350 kg)的抗水下非接触型爆炸能力的试验设备。国外相关领域的研究进展很少见诸发表,目前国内的冲击试验机的研制只能大致参照美相关标准规范而进行,缺乏对其中各项技术指标的具体掌握与理解。通过分析实际船舶设备在水下非接触爆炸中的冲击环境,为中型冲击机数学模型、最大冲击速度、后制动距离和标准安装支架要求找到理论依据;并在保证波形失真率的情况下,优化砧台结构;之后通过数值模拟与具体冲击试验相结合,得到中型冲击机砧台速度与载荷速度的关系,以及低通滤波、后制动距离及摆锤高度对载荷冲击谱的影响。

时间-空间双重自适应光滑粒子流体动力学在冲击碰撞大变形问题中的应用

为提高光滑粒子流体动力学法(SPH)的计算效率,有学者提出了一种粒子能随时间自适应分裂及合并的空间自适应SPH算法(ASPH),并得到了广泛应用.然而现有ASPH法的自适应分裂模式在模拟大变形及碰撞问题时会引起粒子紊乱,且分裂后需采用较小的时间步长.本文开发了一种基于相对位矢和速度插值的自适应分裂模式,并结合Runge-Kutta Chebyshev(RKC)法在时域上进行自适应时间积分,最终提出了一种时间-空间双重自适应的SPH法(T-S ASPH).该算法不仅能够消除现有ASPH在模拟大变形与碰撞问题时的粒子紊乱现象,提高计算精度,还能提高算法的计算效率及时间积分的精度.经典SPH、现有ASPH以及本文所开发的T-S ASPH法对典型问题的模拟结果表明,与其他两种方法相比,T-S ASPH算法在模拟大变形及碰撞问题时,其计算精度更高,具有更高的效率及稳定性,并且其收敛阶数也更高.

聚脲涂覆三维负泊松比点阵夹层结构在碰撞冲击作用下的动态响应试验

针对四面内凹金字塔型负泊松比点阵夹层结构在有无聚脲涂覆两种情况下的抗冲击力学性能进行了研究。采用增材制造方法制作负泊松比点阵结构,通过长直杆冲击试验得到负泊松比点阵夹层结构在碰撞载荷作用下的变形过程、吸能特性和破坏模式。试验结果表明:涂覆聚脲可使该型负泊松比点阵夹层结构提高17%以上的总吸能,增强结构的整体抗冲击能力,显著降低前面板的内凹变形,有效避免芯层大范围的坍塌破坏。相比于未涂覆聚脲模型,涂覆聚脲的负泊松比点阵夹层结构在受冲后保持完整,芯层仍具有承载能力,表现为塑性弯曲变形。

纳秒激光驱动非相对论无碰撞静电冲击波反射离子能谱测量的Geant4模拟

间接驱动惯性约束聚变真空或者近真空黑腔实验中,纳秒激光烧蚀产生的腔壁等离子体可以在靶丸烧蚀等离子体(或低密度填充气体)中驱动无碰撞静电冲击波,冲击波电场会以二倍冲击波速度反射离子。为了测量纳秒激光驱动非相对论无碰撞静电冲击波产生的10 keV量级的反射离子能谱,设计了低能汤姆逊离子谱仪。利用Geant4建模,对离子测量过程进行了全过程蒙特卡罗模拟,用以评估靶室残余气体和喷气气体对低能离子测量的影响。模拟结果显示,靶室残余气体会造成10 keV量级D离子信号在谱仪电场和磁场方向展宽。电场方向的展宽会增加不同荷质比离子谱线发生交叠的风险,而磁场方向的展宽会导致离子能谱展宽。喷气气体会造成离子信号向低能区移动并拖尾,导致测量的离子谱偏离真实的反射离子能谱。