撞击载荷下泡沫铝夹层板的动力响应

应用泡沫金属子弹撞击加载的方式研究了固支方形夹层板和等质量实体板的动力响应,分别应用激光测速装置和位移传感器测量了泡沫子弹的撞击速度和后面板中心点的位移历史,给出了夹层板的变形与失效模式,研究了子弹冲量、面板厚度、泡沫芯层厚度及芯层密度对夹层板抗撞击性能的影响。结果表明,后面板中心点挠度最大,周边最小,整体变形为穹形,且伴有花瓣形的变形。参数研究表明,通过增加面板厚度或芯层厚度均能有效控制后面板的挠度,改善夹层板的能量吸收能力,结构响应对子弹冲量和芯层密度比较敏感。实验结果对多孔金属夹层结构的优化设计具有一定的参考价值。

跌落/撞击载荷下装药结构的安全性评估方法

目的提出装药结构在跌落/撞击事故条件下安全性的定量评估方法。方法针对装药结构跌落/撞击条件下含能部件非冲击点火存在的不确定性大、缺乏可供工程应用的点火判据等问题,采用基于数理统计思想的定量评估思路,建立“3类试验+1种方法”的安全性评估体系,并提出试验设计、方法选取和评估实施的方法及要求,可供工程应用。结果采用该方法,开展了某装药结构跌落安全性的定量评估,通过标准试验探索获得了特定约束下的起爆阈值范围,通过设计并开展多发能包络整体级响应的构型试验,获得的实验数据可作为评估的样本数据。采用单侧置信下限方法进行了定量评估,获得了安全度为0.99999(置信度0.9)的定量评估结果。结论该方法可实现对武器装备、航天发动机跌落/撞击条件下安全性的定量评估,但该方法仅适用于装药结构具有足够安全裕度的情况。

刚体碰撞约束柔性体局部撞击载荷特征分析

目的掌握碰撞局部撞击载荷及其特征,为产品安全防护设计、碰撞响应分析与评估提供理论基础。方法抽象刚体碰撞柔性体的共性特征,分别将被撞击柔性体的碰撞局部刚度特性和整体结构效应表征为弹簧力-位移关系,建立系统的二自由度刚-柔碰撞动力学模型,应用数值方法系统分析刚柔碰撞局部撞击载荷的特征及不同因素的影响。结果获得了刚体初始碰撞速度、柔性体碰撞局部刚度特性与整体结构效应等主要因素对局部撞击载荷时程、冲量、峰值和脉宽等撞击载荷特征的影响规律。结论深化了刚-柔碰撞局部撞击载荷的认知,为防护结构设计提供了理论基础。

撞击载荷下数字散斑干涉法中位相的自动计量

在撞击载荷下的数字散斑干涉法 ( DSPI)中 ,本文联合应用加法和减法两种模式提出了位相测试技术 .以矩形板对称轴承受撞击集中载荷为例 ,测量了位移场的位相分布 .为了采集红宝石脉冲激光形成的数字散斑场 。

Hopkinson实验装置在提取撞击载荷加载波形中的应用

使用 Hopkinson 装置及其电测记录系统,对撞击载荷在弹性导杆中产生的应变波形进行分析处理,以给出平板受横向动载的加载波形。数据处理由微机进行,结果可列表打印或绘图仪输出。

弹丸正撞击Whipple防护结构后墙的撞击载荷分析

文章为了分析超高速弹丸对Whipple防护结构后墙的撞击损伤,利用质量守恒、动量守恒及能量守恒等分析了碎片云运动特性,在此基础上构造了碎片云对Whipple防护结构后墙的法向撞击载荷函数,为进一步分析弹丸超高速正撞击Whipple防护结构后其后墙的裂纹长度提供了有效的分析工具。

深空撞击载荷总体技术分析与效能仿真

以近地小行星2016HO3为深空撞击目标开展科学探测,从爆炸成型弹丸技术、安全可靠爆炸技术、撞击载荷分离技术、撞击效能仿真技术等7个方面系统详细地进行了基于聚能爆炸成型弹丸的撞击载荷技术体系解析与技术内涵阐述,给出了深空撞击载荷初步总体设计方案;通过弹丸撞击靶板的数值模拟仿真,得到了撞击速度在0.2~0.4 cm/μs变化范围下产生32~47 cm大小的撞击坑坑径结果,得出了撞击坑直径随弹丸不同撞击速度、靶材不同密度、不同强度和不同厚度的变化规律,为撞击载荷总体优化设计提供了撞击效能仿真技术支撑。

船闸防撞装置撞击载荷计算及试验研究

本文结合三峡水利枢纽工程船闸闸门防撞装置设计方案的选择，探讨了船舶对防撞装置撞击力的计算方法，提出厂应用船舶运动理论计算撞击力的理论计算方法，并进行了试验验证。本文的方法对类似的防撞装置设计亦有一定参考价值。

大型板带轧机撞击载荷下的机架强度研究

针对大型板带轧机咬钢时产生的撞击载荷展开研究,从现场测试、理论计算和有限元仿真三个方面对撞击载荷的大小、排布及对机架产生的位移进行分析,结合机架的最大等效应力,运用第四强度理论,计算出其安全系数低于常规8的要求,在确保机架安全前提下,为优化工艺参数提供了科学的依据。

异面撞击载荷下金属蜂窝填充薄壁结构的动态力学性能

为了研究不同胞元拓扑结构蜂窝填充薄壁结构的力学性能差异,建立了4种典型胞元填充结构的数值有限元模型,采用参数分析方法研究了它们在不同胞元壁厚及撞击速度作用下的动态力学行为。研究结果表明:在受到异面撞击载荷作用时,蜂窝与薄壁结构之间存在较强的耦合效应,且交错排布三角形蜂窝与薄壁结构之间的耦合效应最强;在耦合效应与撞击载荷的综合作用下,交错排布三角形蜂窝填充薄壁结构的动态力学性能较其他3种结构更为优异;随着胞元壁厚、撞击速度的增加,蜂窝填充薄壁结构的承载能力、吸能能力和稳定性都有一定程度的提高。

圆管及内充压力介质管道撞击大变形与破坏

综述了国内外关于内空圆管及充有压力介质的管道经受局部撞击作用时的大变形与破坏的研究现状,从圆管的侧向撞击凹陷及其对管柱承载能力的影响、管壁的撞击穿透、圆管的斜冲击、内充介质及压力对冲击穿透的影响、分析模型等6个方面介绍了一些重要实验结果和处理该类问题的分析方法与力学模型,讨论并提供了一些在工程应用中有重要指导意义的研究结果.由于内充压力介质管道的冲击穿透破坏涉及内充压力介质与管壁在撞击过程中的相互耦合作用,其变形及破坏机理十分复杂,影响因素除了圆管的几何尺寸、支承形式、材料力学特性、弹体形状及冲击速度等,还包括内充介质密度及内充压力大小等诸多方面.本文对这一问题作了详细评述及讨论,指出了目前的研究结果中的不同结论,同时给出了内充压力介质对临界冲击穿透能量的影响趋势的最新研究结果,最后提出了进一步的研究方向以及采用的相应对策.

飞机撞击建(构)筑物研究进展

飞机撞击重要建(构)筑物会导致灾难性后果。本文从试验研究、理论分析、数值模拟等3个方面对飞机撞击建(构)筑物的国内外研究现状,相关研究难点、需要注意的问题和研究方向及趋势进行总结,包括:缩比试验的系统和验证,飞机撞击力模型,撞击所致局部破坏计算公式,飞机和建(构)筑物的精细化建模,撞击所致振动特性,撞击荷载和火荷载对结构的耦合毁伤效应,一般模型和精细化模型、解耦和耦合方法以及不同数值模拟程序计算结果的对比分析等方面,以期为后续研究提供参考。

松质骨的一维撞击动力响应

基于对松质骨结构特征的观察 ,引入了描述松质骨的两相多孔弹性模型 ,对松质骨在一维撞击载荷作用下的动力响应进行了深入的分析。研究表明 :由于松质骨中流体组分的扩散和流动 ,松质骨呈现着一种强烈的表观粘弹性行为以及能量耗散性质。

集中载荷作用下船舶板循环变形性能的试验研究

给出了刚性球形冲头静压作用下固支方板以及矩形板循环变形性能的试验结果。讨论了板的静力循环变形性能对船舶板抵卸反复撞击载荷作用的重要影响。

矿用救生舱在轴向撞击下的动态响应研究

针对煤矿井下用救生舱舱体可能受到轴向撞击的问题,以能量守恒原理为出发点,引入板壳理论与大变形薄壳理论,对舱体在轴向撞击下的壳体动态响应进行了分析,建立了撞击初速度、壳体撞击接触力及壳体变形能量与壳体变形位移的理论模型。使用Dytran软件建立了救生舱舱体与刚性墙撞击的有限元模型,并通过仿真结果验证了理论模型。理论计算及仿真结果表明,救生舱舱体厚度、端部扁球壳深度与舱体耐受轴向撞击载荷能力有较大关系,厚度越大、扁球壳深度越大,舱体承受轴向撞击的能力越大。

高速撞击下液压挖掘机的动力响应分析

采用目前方法分析液压挖掘机动力响应可靠性时无法准确跟踪液压挖掘机在荷载撞击下的位移,存在分析可靠性较差的问题,为此提出高速荷载撞击下液压挖掘机的动力响应分析,结合ANSYS有限元分析软件和ADAMS动力学分析软件构建液压挖掘机有限元模型,准确获取液压挖掘机各部位的动能及位能,在拉格朗日函数的基础上构建液压挖掘机系统的动力学方程,根据动力学方程分析液压挖掘机在高速撞击下机的位移及受力的变化情况,实现动力响应可靠性分析。实验结果表明,所提方法可准确跟踪液压挖掘机在高速撞击下的位移,液压挖掘机受力的仿真曲线与理论曲线变化趋势一致,动力响应分析可靠性较好。

半球头和平头试件的泰勒撞击

为研究不同头型对泰勒(Taylor)撞击载荷的影响,在材料静动态力学性能实验和Taylor撞击实验的基础上进行数值模拟,分析试件在撞击过程中的接触力、速度和外形尺寸等参量的变化历程。结果表明:在相同的撞击速度下,半球头试件的塑性变形程度更大;半球头试件的撞击载荷上升沿变缓,载荷脉冲时间增长,而两种试件的载荷平台段幅值相当。根据实验和数值模拟结果,进一步分析了霍普金森杆测试Taylor撞击载荷历程的适用性。

40SiMnCrNiMoV钢在撞击应力波作用下的动态断裂特性

本文研究了40SiMnCrNiMoV 钢在撞击载荷作用下,撞击应力波引起的动态断裂特征。应用 HHS—2X 扫描电镜观察到,撞击应力波造成材料破坏的微裂纹成核胚芽是三角形、箭矢形、楔形、正方形和长方形等规则形状孔洞,还观察到这些孔洞按照应力波在材料内部反射、干涉、叠加后按一定波形的排列形式以及这些孔洞扩展成裂纹的形状。本研究提供了撞击应力波在材料中如何反射、干涉和叠加的实际过程和真实图像,初步把撞击应力波造成的微观破坏形式和位错理论建立了联系,从而把一定波长的应力波产生的断裂主应力和位错运动产生的微观裂纹成核胚芽所消耗的能量联系起来,这就为用位错来描述金属材料的本构关系提供了一定的实验依据。

薄壁圆筒结构耐撞性优化设计

以典型薄壁圆筒结构为研究对象,运用移动最小二乘法进行撞击能量和撞击载荷拟合,借助MSC.Patran的PCL语言,运用MATLAB软件中自带的优化算法进行优化分析,给出了结构在给定约束条件下的吸能最优结果。针对典型结构耐撞性分析技术的研究,建立了一套可以应用于工程结构耐撞性优化设计的可行方法。

飞机机身结构非正常着陆耐撞性仿真分析

飞机结构在非正常着陆情况下,必须保证飞机内乘员的安全,这是飞机适航条例CCAR-23中明确规定的。文中首次以某小型飞机机身结构为研究对象,建立飞机结构非正常着陆的仿真模型,针对各种非正常着陆状态下的地板加速度、撞击载荷和结构吸收能量占总动能比例等进行分析,给出这些分析结果与飞机撞击速度之间的关系。研究指出,水平撞击速度对飞机撞击过程影响很大,并且可以降低飞机的撞击载荷。研究结果显示,该小型民用飞机的地板下结构可以进行改进设计,以获得更佳的耐撞性能。