空间碎片防护结构设计优化理论方法研究

航天器空间碎片防护结构设计优化在国际上属前沿课题,防护结构设计优化理论方法是其关键技术之一。在防护优化理论模型及其优化算法研究方面取得了突破性进展,建立了综合各类典型防护结构构型的统一的防护优化数学模型,提出了解决防护优化问题的几种算法:混合遗传算法,改进的差异演化算法和混合差异演化算法。最后采用航天器防护优化算例对防护优化理论方法进行了测试考核,优化结果表明了本文工作的可行性和有效性。

弹载加速度记录仪抗冲击防护结构设计

针对弹体侵彻混凝土环境,提出一种中薄型防护外壳嵌套内壳体,两壳体间填充泡沫铝缓冲材料的记录仪抗冲击防护结构。针对应力波作用下防护外壳的屈曲和泡沫铝缓冲性能不足导致内部电路模块冲击断裂的典型失效模式,通过对记录仪抗冲击防护结构在应力波作用下的结构响应分析,提出一套以壳体厚度h、泡沫铝密度ρ、泡沫铝厚度h_b为主要设计指标的弹载加速度记录仪抗冲击防护结构设计方法。设计出防护外壳半径为29 mm,壁厚3 mm,泡沫铝密度1.1g/cm^3,泡沫铝厚度23 mm的抗冲击防护结构,经计算该结构理论抗冲击能力为63 300 g。在实弹侵彻混凝土试验中,测得冲击加速度峰值为56 300 g,在此冲击下记录仪壳体结构稳定,内部电路工作正常,验证了此抗冲击防护结构具有较高的可靠性。

航天器空间碎片防护结构设计优化技术研究

航天器空间碎片防护结构设计优化在国际上属前沿研究课题,也是我国载人航天后续工程急需突破的技术。文章研究了防护优化理论方法,建立了适用于各类典型防护结构的两类防护优化数学模型,介绍了所采用的优化算法;完成了防护结构设计优化软件系统的重要模块防护优化算法库及防护优化求解器的设计开发;还对防护优化求解器进行了测试考核,验证了求解器的有效性、稳定性及高效性。

基于夹层板抗水下爆炸舰船底部结构设计

水面舰船抗水下爆炸的性能是舰船生命力的重要方面,一直受到各国海军的重视;金属基夹层板在航空航天、汽车等轻型交通运输系统中得到广泛应用。本文以某型水面舰船为研究,设计出夹层板舰船底部结构,采用三舱段模型技术,利用MSC.Dytran仿真分析结构在典型工况水下爆炸冲击波载荷作用下的动态响应,比较分析流-固耦合力、结构变形、速度、加速度、吸能等。结果表明,夹层板应用于舰船底部结构减小了结构位移,增加了结构的吸能,显著改善了结构的冲击环境,夹层板舰船底部结构具有优良的防护性能;夹芯层在结构抵抗水下爆炸冲击波载荷过程中起到重要作用。

中型数控机床防护轻量化设计

数控机床轻量化设计是实行绿色制造的一条有效途径,机床防护是机床的一个功能部件,也应该进行轻量化设计。为探寻中型数控机床防护轻量化的一种有效途径,文中采取有限元静力分析的方法,选择一款量产数控机床防护的一扇维修门作为研究对象,通过对同结构不同板厚强度、同结构不同形式加强筋的比较,优选出最佳防护结构设计方案。优选出来的最佳设计方案不仅比实际量产的方案质量明显减轻,而且在强度方面也有所提升,证实了文中采取途径的可行性与有效性。

夹层板在舰船舷侧防护结构中的应用

水面舰船抗水下爆炸的性能是舰船生命力的重要方面,深受各国海军重视。以某型水面舰船为研究对象,基于夹层板进行舷侧结构设计;选取典型工况,采用三舱段模型技术,使用MSC.Dytran对夹层板舷侧结构在水下爆炸冲击波载荷作用下的动态响应进行仿真计算。比较分析了流-固耦合力、结构变形、速度、加速度、吸能等重要力学性能。结果表明夹层板应用于舰船舷侧结构使得结构的变形、位移减小,结构塑性吸能增加,显著改善了结构的冲击环境。夹层板是一种防护性能优良的结构形式,吸能效率较高,还减小了冲击波压力及冲量的吸收及传递,对减小舰船其它部位结构的损伤防护起到重要作用。

基于正交试验与运动学的滚石防护计算方法

以景鹰高速公路DK27+120里程附近滚石灾害防治为例,采用基于正交试验与运动学的滚石防护计算方法,对滚石运动学参数组合的优选以及防护结构设计控制指标的确定进行研究。将3类防护结构设计控制指标作为试验指标,将5种滚石运动学参数作为试验因素,应用正交试验表安排滚石运动轨迹数值模拟试验,进行3指标5因素正交试验。通过对试验结果的极差分析,找出最优参数组合,以此确定防护结构设计所需的指标值。对比该方法与概率分析2种方法的计算结果表明,在滚石运动学参数取值区间确定的情况下,本文提出的计算方法更直观合理、简便易行。

颅脑爆炸伤致伤机制及防护研究进展

颅脑爆炸伤是现代战争中士兵面临的主要伤害之一,近年来受到广泛关注。冲击波经由颅脑传播带来的直接伤害被称为初级爆炸伤。目前,初级颅脑爆炸伤致伤机制尚不明确,可能是应力波传播、颅骨弯曲变形、颅脑空化及躯干压缩等多种因素共同作用的结果。该研究是涉及多学科交叉、多物理场耦合及短时和长时效应共存的复杂问题,需要通过建立描述冲击波和颅脑相互作用的高精度、多尺度和多物理场数值模型,发展测量颅骨应变、颅内压力、加速度等力学指标的物理测试系统,结合人体和动物病理、生理、行为学等综合因素分析,最终揭示颅脑爆炸伤致伤机制。本文中介绍了初级颅脑爆炸伤致伤机制,给出了颅脑爆炸伤的行为学、生理学相关的医学评价指标,以及颅骨应变、颅内压力等关键力学评估指标,提出了基于致伤机制和评价指标的防护结构设计方法,包括基于新型防冲击波材料的头盔系统改进、头盔缓冲系统设计、增加头部保护系统的封闭性等,最后展望了在精细化建模、原位实验及防护系统设计等诸多方面的发展趋势。

空间碎片被动防护技术研究的最新动向

简要介绍第22届IADC会议概况;重点总结评述空间碎片被动防护技术研究的最新动向,主要包括:撞击风险评估与防护设计优化、超高速撞击地面模拟实验、超高速撞击数值仿真、防护结构设计与新型防护材料、撞击响应分析与安全检测、应用卫星防护设计等;最后对空间碎片防护研究进行了简要总结和展望。

军用防爆防弹方舱防护技术探讨

由于全世界战略局势和战场环境的不断变化,军用方舱需要具备防护战场威胁的能力,因此,对军用防爆防弹方舱的防护级别、防护材料及防护结构设计进行了探讨和研究,为军用防爆防弹方舱的研制提供了参考。

航天器空间碎片被动防护技术研究的总体构思

空间碎片防护问题是一项大型系统工程技术,国际上已研究几十年,并成功用于近地轨道大型航天器尤其是载人航天器的防护设计。本文根据国际发展和国内需求,对我国开展空间碎片被动防护技术研究进行了全面系统的综合评述。专题研究的总体构思主要包括:内涵、目的和目标;国内外发展状况和技术关键;指导原则和发展目标;核心技术和主要内容;技术途径和实施建议。

机场助航灯光用综合防护电缆的研制

介绍了机场助航灯光用综合防护电缆的结构设计和制造工艺,对制造过程中各道工序的工艺要求作详细阐述,对质量提出控制方法。

空气冲击波在坑道内走时规律的实验研究

介绍了内爆炸试验的发展及现状,通过实验研究建立了可以对高能炸药在坑道内爆炸的空气冲击波到时进行预计的公式。该公式适用于爆点在固定横截面的直通道口外、口内及口部处爆炸的情况。利用该公式可以求出空气冲击波在坑道中传播速度的变化。

边坡滚石运动学参数敏感性

滚石是边坡工程中一种常见的动力地质灾害。正确估算滚石运动轨迹是经济合理地进行防护结构设计的基础。滚石运动轨迹受多种参数的影响,准确把握各运动学参数对防护结构设计控制指标的敏感性,可以更加有针对性地进行滚石灾害防治工作。因此,将正交试验设计与基于运动学的滚石运动轨迹数值计算方法相结合,以景(德镇)鹰(潭)高速公路DK27+120里程附近边坡滚石灾害为例,将3类防护结构设计控制指标作为试验指标,将5种影响滚石运动轨迹的参数作为试验因素,应用正交试验表安排滚石运动轨迹数值计算试验,进行3指标5因素正交试验。通过试验结果的极差分析与方差分析,对滚石运动学参数的敏感性以及显著性进行分析和检验,确定影响防护结构设计控制指标的主要参数,为滚石灾害的防治提供科学依据。

三防技术分析与应用

通过对电子产品材料优选、结构设计防护及工艺防护的研究,分析了电子产品在各项因素的影响下怎样才能够达到三防性能要求。总结了各种原因导致的常见三防质量问题,并对其产生的原因进行分析,给出能合理解决这些问题的技术措施,为三防结构设计及选材提供更加清晰合理的理论依据,对工艺防护提供实际经验和技术要求,从而避免这些缺陷导致的三防质量问题,提高电子产品的三防能力。

高性能材料防护结构可靠性探讨

通过介绍高强细晶粒钢筋和纤维增强水泥基复合材料两种高性能材料的工程特性，针对高性能材料防护工程结构的受力特性不同于传统防护工程结构的特点，强调防护结构延性和承载力的相关性。研究高性能材料防护结构可靠性理论，提出高性能材料防护结构的可靠度指标表达式，阐述高性能材料在防护结构可靠性中的相关作用，以期为相关理论研究提供参考。