分层梯度橡胶混凝土SHPB试验数值模拟研究

当今世界,恐怖炸弹袭击、偶然性事故爆炸使地下工程面临威胁日益严峻,提高地下工程的动力防护能力是亟待解决的重要社会与科技问题。橡胶混凝土优异的缓冲吸能特性使其在结构的动力防护方面有着突出的研究前景。功能梯度材料(FGM)是一种可以根据不同场合对其功能进行设计的材料。论文将功能梯度材料理念引入到橡胶混凝土材料中,用以探究分层梯度橡胶混凝土的动态抗压强度和消波能力。研究方法基于HJC混凝土本构模型,采用有限元软件LS-DY⁃NA对分层梯度橡胶混凝土的SHPB试验进行数值模拟。通过模拟结果发现合理的梯度模式可以提升橡胶混凝土的消波能力与动力抗压强度,逆梯度橡胶混凝土所表现出来的动态力学性能最好。在更大的加载波速下相比于其他梯度和均质橡胶混凝土逆梯度橡胶混凝土的消波能力将会更强,研究成果可为增强地下工程动力防护能力提供新思路。

基于Super-Twisting滑模观测器无刷直流电机调速控制

无位置传感器无刷直流电机作为动力送风呼吸防护装备的动力来源,以它为核心的动力送风系统动态性能指标决定了使用者的安全性和舒适性。针对常规滑模观测器在无位置传感器无刷直流电机控制过程中存在高频抖振以及转子位置相位滞后的问题,设计了一种基于Super-Twisting的二阶滑模观测器,其抑制了因一阶滑模面存在的不连续相而产生的抖振,以及因采用低通滤波器而导致的相位滞后和幅值衰减,同时对滑模观测器的开关函数进行改进。在此基础上采用磁场定向控制的双闭环控制系统进行系统调速仿真,同常规滑模观测器进行对比。实验结果表明:基于Super-Twisting滑模观测器的控制系统有效地抑制了系统抖振,降低了转子位置估算中存在的相位滞后,提升了电机转子位置的估算精度。其动态性能指标均优于常规滑模观测器的控制系统,提升了系统控制性能,达到了送风呼吸防护装置预期的控制效果。