航空座椅动态冲击试验最严酷工况选择研究

为了确定航空座椅动态冲击试验的最严酷工况,本文在研究中国民用航空规章(CCAR,Chinese civil aviation regulations)第25.562条,美国联邦航空管理局(FAA,Federal Aviation Administration)AC 25.562-1B和美国汽车工程师学会(SAE,Society of Automotive Engineers)AS8049B等相关适航规章和技术标准的基础上,针对某型航空座椅选取位移加载和冲击加载两个阶段开展了危险工况选择的分析和计算,评估了适航试验时各种地板预变形下动态冲击的最严酷工况,并依据此结论完成了适航取证试验。该方法可应用于各种类型航空座椅动态冲击试验前的严酷工况选择。

道路抗撞结构立柱动态冲击试验用新型台车的私人订制

为设计出一种适用于道路抗撞结构(即护栏)立柱动态冲击试验的新型台车,文中以《National Cooperative Highway Research Program Report 350》和《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01—2013)为新型台车设计参考依据,并基于有限元数值分析法将《德国2020高技术战略》中私人订制设计理念融入新型台车设计,即参考汽车理论和汽车设计,在新型台车质心前后对称地设计配重盒并通过添加配重块的方式实现了台车的私人订制,使其质量可在1.1~1.8 t范围内变化。分别建立了新型台车-立柱和传统台车-立柱有限元动态冲击模型进行对比分析及新型台车极限工况分析,得出:传统台车质量固定,不能很好地完成抗撞结构不同立柱的动态冲击试验,试验时加速度较大,且试验局限性较大;新型台车在试验时具有加速度小、使用灵活方便、节约成本等优点。此外,新型台车可实现对法规中所有立柱动态冲击试验的全覆盖,还能用于防撞垫、护栏端头等抗撞结构的100 km/h正面碰撞试验,具有良好的耐撞性和适用性,适合在抗撞结构立柱动态冲击试验中推广使用。

汽车侧气囊动态冲击试验仿真

通过侧安全气囊的动态冲击试验,优化了仿真模型的参数,并在此基础上讨论了不同速度和不同气孔参数情况下,侧安全气囊对乘员的保护性能.使用LS-DYNA提供的Hybrid模型模拟侧气囊的点爆,分析了气囊排气孔的气体流动数学模型,也对冲击槌与气囊的冲击模型进行了介绍.试验与仿真结果数据对比后表明,在一定碰撞速度范围内,侧气囊具有良好的保护作用,并且气孔对侧气囊有相关影响.

基于动态冲击试验的通勤类飞机座椅符合性验证技术

国产某型民用通勤类飞机为了取得欧洲航空安全局(EASA)型号合格证,机上座椅需进行设计更改并补充进行应急着陆情况下的动态要求符合性验证。通过对适航条款及相应标准的解读,研究了基于动态试验的航空座椅动态要求适航验证技术,其主要包括座椅动态性能基本要求、试验构型及工况筛选、试验规划、合格判据和试验结果分析等内容。结果表明,该型机旅客座椅满足适航规章对座椅的动态性能要求。该项旅客座椅动态性能试验的成功为型号取得EASA型号合格证奠定了良好的基础,该型飞机也即将成为第一个取得欧洲型号合格证的国产飞机。

汽车转向机构动态冲击试验台冲击速度测量不确定度的评定

本文介绍了汽车转向机构动态冲击试验台的试验背景与基本原理,分析了冲击重塑测量不确定度的来源。通过公式计算了各个变量的不确定度,从而求得合成不确定度,最终得到转向机构动态冲击试验台冲击速度测量的扩展不确定度。

超高性能混凝土动态压缩试验与损伤分析

为探究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)在动态压缩下的损伤特性,该文利用霍普金森压杆装置研究了不同应变率(52~368 s-1)下的动态压缩力学性能,并基于数字图像相关技术对试件的破坏过程进行分析。结果表明:在冲击荷载下,UHPC试件破坏后,仍能保持完整;UHPC动态抗压强度和韧性表现出明显的应变率敏感性;随着应变率的增加,钢纤维能够更好地吸收冲击能量并抑制临界应变的增大;裂缝发展受应变率影响较大,裂缝最终宽度随应变率的增加不断增加,低应变率下裂缝最终宽度并非其最大宽度。该研究可为UHPC服役性能和损伤评估提供理论支撑。

落石冲击下桥墩刚柔叠层防护结构的缓冲耗能试验研究

山区工程结构的落石冲击灾害问题显著,耗能缓冲防护结构能有效减小冲击灾害。针对桥墩的冲击防护,设计了型钢-泡沫板、型钢-混凝土和泡沫板-混凝土三种耗能缓冲结构,通过对三种防护结构在落石冲击下的破坏模式及试验动力响应过程分析,揭示刚柔叠层冲击防护结构的耗能缓冲机理。试验结果表明:利用刚性外层可将冲击能量有效扩散至内部柔性缓冲层,充分发挥刚柔层的耗能及缓冲性能;混凝土泡沫板防护结构综合性能最优,对比无防护结构,其可使落石冲击钢筋混凝土试验板的冲击持续时间延长9~10倍,平均冲击力减至无防护结构的1/10以下,具有良好的耗能缓冲性能。

核电厂防甩装置动态冲击试验与仿真分析

利用汽车碰撞试验台进行核电厂防甩装置的动态冲击试验,获取防甩装置在特定冲击能量下典型的加速度、速度和位移时程曲线,以及U-bolt最大冲击力和变形量。利用LS-DYNA软件进行动态冲击试验的仿真分析,仿真结果与试验结果吻合良好,防甩装置在特定冲击能量下的安全性得以验证。

动态环境下铝蜂窝压缩冲击试验方法研究

为了研究铝蜂窝材料在动态冲击载荷下的缓冲吸能的性能特征,根据冲击试验环境要求,设计了一种吸能铝蜂窝压缩冲击试验方法。先将铝蜂窝缓冲器与夹具吊篮下落到一定速度来模拟真实环境;然后给缓冲器施加要求的冲击载荷使铝蜂窝压缩吸能;最后将各个传感器采集的数据进行处理和计算,得到铝蜂窝压缩吸能的各项参数。为比较铝蜂窝材料在动态冲击和静力压缩下的力学特性提供客观依据,确定满足某缓冲器设计要求的铝蜂窝材料规格。

水面舰艇动态抗冲击试验指挥决策系统

在水面舰艇动态抗冲击试验中,指挥决策系统负责对被试舰艇与爆源间的相对位置进行实时的测量和解算,从而为被试舰艇操控提供参考、为试验组织指挥提供决策依据。介绍了该指挥决策系统的组成原理,重点阐述了其数据处理方法,并对应用情况进行了分析。

电力构筑物缓冲垫层的落石冲击试验及结构的冲击响应

针对水电站落石灾害问题,通过将土垫层及S型钢、彩钢板作为防护结构进行落石冲击试验,探讨其缓冲耗能规律,并提出冲击荷载模型,通过有限元模拟冲击作用力并加载至某出线楼顶层,研究结构屋顶和设备层典型位置的动力响应。结果显示:加速度和冲击力随时间变化曲线基本呈三角形脉冲;土垫层的缓冲性能随着垫层厚度的增加而增加,冲击作用持续时间接近0.03 s;S型钢具有良好的缓冲性能,可用于构筑物侧墙的防护;提出S型钢+彩钢板缓冲防护体系,其冲击持续时间约为0.04 s;随垫层厚度的增加,结构动力响应的幅值明显下降;并对不同落石高度及土垫层厚度条件下该出线楼内电气设备振动情况进行了评价。研究结论可为后期工程结构落石灾害的防护设计提供参考。

仪器化冲击试验中惯性力的研究

利用仪器化动态冲击机测试力位移曲线,研究了冲击过程中惯性力的产生,并分析了其产生原因,以确定惯性力。

核电厂防甩装置吸能特性试验研究

为减轻核电厂高能管道破裂产生的后果,通常需设置防甩装置来吸收甩动能量,尽量减少可能的破坏,防甩装置的吸能特性需重点研究,国内首次利用汽车碰撞试验台进行核电厂防甩装置的动态冲击试验,本文详细介绍了试验设备、试验过程,验证了防甩装置在特定冲击能量下的吸能特性,获取了典型的加速度、速度和位移时程曲线,U-bolt最大冲击力和变形量,以及不同冲击能量对吸能特性的影响,动态冲击试验有助于防甩装置的设计及优化,有效减轻管道破裂甩动产生的后果。

轻型客车正面碰撞车架吸能结构优化设计

非承载式车身结构的轻型客车发生正面碰撞时,车架是主要变形吸能结构。因此,根据正面碰撞安全法规对某轻型客车的碰撞安全性改进设计中,以车架改进为重点,采用计算机模拟和试验相结合的方法优化设计了车架吸能结构,控制了车架的刚度和变形,为整车通过我国正面碰撞安全法规奠定了坚实的基础。项目进行过程中在国内首次将大规模网络集群并行计算技术应用于汽车领域,同时开创性地进行了车架总成动态冲击试验。改进实践证明,类似结构的车辆可以通过对车架吸能区结构的优化设计,在短时间内以较低的代价显著提高碰撞安全性能。

分离式Hopkinson压杆数据处理系统的研制

根据分离式Hopkinson压杆试验的一维应力波加载理论 ,运用VisualC ++6.0软件开发工具 ,编制了该类试验的后续数据处理系统。数据处理结果表明 ,该系统能有效地处理该加载系统上的动态拉伸、压缩。

构件等效动态的强度试验

基于构件的动态冲击试验和相应的静态试验,以动静态试验的响应近似等效为原则,提出了以静态试验代替动态试验的等效动态强度试验方法。以两端固支圆管构件为例,首先对构件进行动态冲击试验和相应的静态试验,并建立相应的有限元分析模型;基于试验数据,修正相关的有限元仿真模型;通过正交试验设计,基于动静态试验的响应近似等效原则,提出了动静态试验输入之间的关系模型;并通过追加试验,分析了用静态试验强度预测动态冲击试验强度的误差。提出的方法可对承受动态冲击载荷的构件在初步设计阶段,利用简单的静态试验强度快速判断设计方案是否满足动态冲击设计要求。

高温高应变率下LY315钢材动态力学性能研究

为研究LY315钢材在不同温度和应变率下的动态力学性能,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)系统对LY315钢材进行了动态冲击试验,并在DNS100电子万能试验机上进行了准静态(应变率0.001 s^(-1))压缩试验,得到了不同试验参数下的应力-应变曲线。分析结果表明:LY315钢材具有明显的应变率强化效应和温度软化效应;在高应变率下,当温度在400℃及以下时,流动应力随温度升高显著降低,表现出显著的温度软化效应;当温度在400℃以上时,钢材表现出第三种应变时效现象,该现象在温度为600℃时最为显著。在试验结果基础上提出了适用于LY315钢材的动态本构修正Johnson-Cook模型,该模型能够较好地反映LY315钢材动态力学性能,同时可为该钢材在高温高应变率下的动力分析提供参考。

抗撞结构桩基承载能力的撞击头部设计方法

为从动态冲击试验中获取毁灭性碰撞时准确的特征参数,考虑动态冲击试验中台车撞击头对试验结果的影响,参考反求凸轮轮廓的设计思想,提出了根据立柱倒伏的路径反求撞击头轮廓的设计方法。此外,成功将台车撞击埋入硬黏土中的单柱有限元仿真模型校准为台车动态冲击试验,并利用校准后的有限元仿真模型对反求出的撞击头轮廓进行仿真分析,验证了反求出的撞击头能够反映桩基真实的承载能力。

新型金属材料分析测试仪器产业化应用示范

以具有自主知识产权的新型金属材料分析测试技术为基础,重点突破金属原位分析仪、单火花金属成分分析仪、全自动磨样机、脉冲红外氧化物夹杂分析仪、数字化图像分析仪、基于光学引伸计的新型微机控制材料试验机、动态冲击试验机等新仪器的产业化瓶颈,开发性能模块化组件,加强加工、装配、调试等流程性工艺研究,提高仪器规模化生产过程的稳定性和可靠性,进一步丰富仪器应用软件,短期内扩大了产业规模,实现金属材料分析测试仪器跨越式发展。

钢框架焊接梁柱节点子结构抗倒塌性能试验研究

设计了2种过焊孔构造(扇形和扩大型过焊孔)的3个钢框架梁柱节点子结构试件,采用落锤冲击的加载试验方法模拟结构的动态倒塌过程。通过试验获得节点试件的破坏形态及其冲击荷载和变形时程曲线,分析试件冲击荷载和位移时程响应规律以及子结构动态转角和耗能变化趋势。结果表明:过焊孔构造对节点在冲击荷载作用下的破坏形态和力学性能有显著影响,补强焊缝可有效改善扩大过焊孔节点的上翼缘压曲;与扇形过焊孔相比,扩大型过焊孔节点试件具有更好的抗冲击转动能力,其极限转角满足FEMA 350中的转角限值(θ=0.064 rad)要求;通过分析冲击过程中试件截面内力发展规律可知,由于节点过早破坏限制悬链线效应的形成,该类型节点子结构由于节点转动能力不足不能充分发挥悬链线效应。