复合材料薄膜盖结构与功能一体化设计

目的解决传统硬质泡沫塑料易碎盖存在的承压能力不足、冲破性能不稳定、不能有效防潮控湿、电磁兼容性差等缺陷。方法以某型导弹武器系统发射筒密封盖为主要应用对象开展薄膜盖设计,主要包括总体结构设计、零部件设计、功能设计及仿真验证。结果薄膜盖经密封、承压、冲破、电磁兼容等性能考核,均满足装备贮存使用要求,冲破盖体所受的最大峰值冲击力可稳定保持在1200~1600 N。结论建立了薄膜盖结构与功能一体化设计方法,可满足在研型号对新型密封盖的设计需求,并为新型号弹箭发射筒大尺寸密封盖的顺利研制提供技术储备。

整体冲破式复合材料薄膜盖的设计与试验研究

以复合材料层合板为基本材料设计了一种结构新颖的整体冲破式复合材料薄膜盖,薄膜盖在导弹引擎产生的气流冲击下整体飞出,提高了导弹的发射效率。通过对薄弱区形式的设计分析以及基本材料的力学性能试验,确定了薄弱区结构形式;通过薄膜盖整体、局部应力分析结合相应的强度理论,确定了带薄弱区薄膜盖的设计方案;然后制作了一批实物并进行了薄膜盖冲破实验,结果表明结构设计合理,理论预测方法准确。该文所建立的方法和研究结果为这类箱盖的设计应用提供了依据。

新型穿透式复合材料薄膜盖的设计、制作与实验

以复合材料层合板为基本材料设计了一种结构新颖的穿透式薄膜盖,在导弹与薄膜盖初始接触区域预制薄弱区,导弹顶破时以四瓣形式开裂,提高了导弹的发射效率。通过强度分析确定了设计方案,然后自行制作了实物,并进行了实验验证,结果表明结构设计合理,理论预测和实验方法准确。本文所建立的方法和研究结果为这类箱盖的设计应用提供了依据。

轻质穿透式薄膜盖的分析、设计与实验研究

穿透式导弹发射箱薄膜盖的研制是导弹运载工具轻质化的一部分 ,由于其一方面需能承受一定的压力 ,即需具有足够的强度 ,另一方面又要求顶破力较小 ,而这两个要求是互相矛盾的。本文通过有限元仿真计算 ,确定了满足这两项要求的方案。然后研制了实物 ,进行了实验验证 ,设计分析的结果与实验结果吻合。本文的研究为轻质穿透式薄膜盖的研制和应用提供了方法和依据。

导弹发射箱用平板型复合材料多瓣薄膜盖的研制

设计了一种平板型复合材料多瓣薄膜盖,其环向和径向设计了带V型凹槽的薄弱区,薄弱区主要由ER3600环氧树脂进行胶接,在树脂层上用玻璃纤维毡增强环氧树脂进行了加强处理,非薄弱区均采用玻璃纤维毡增强环氧树脂材料;采用有限元方法和冲破试验对薄膜盖性能进行了验证。结果表明:有限元方法预测得到薄膜盖的破坏压力在0.15MPa左右,试验测得的破坏压力约为0.135MPa,模拟和试验结果相近;且薄膜盖均沿薄弱区破裂成四瓣,环向齐根断裂,非薄弱区均保持完整,说明设计的薄膜盖满足技术指标要求。

封闭薄膜屋盖的风致气动力失稳分析

根据大挠度薄壳的无矩理论,建立了薄膜屋盖的控制方程。采用势流理论并结合空气动力学中的薄翼型理论推导了作用于封闭式薄膜屋盖表面的气动力,从而建立风与薄膜屋盖的动力耦合作用控制方程。分别得到了二维和三维薄膜屋盖模型的无量纲特征方程,并利用单模态法求解屋盖的临界发散失稳风速和双模态法求解屋盖的临界颤振失稳风速。通过二维模型和三维模型的结果分析和对比,得到了屋盖气动力失稳的临界风速及其相应的规律。

矩形平面双曲抛物面薄膜屋盖的动力失稳临界风速

由于薄膜结构质量轻、刚度小、自振频率低,对风的作用非常敏感,一般认为在风荷载作用下会产生较大的位移和加速度反应,并可能引起局部流场的变化甚至诱发气弹失稳,所以应在考虑风与结构的耦合作用基础上分析结构的风振反应。失稳临界风速的确定是其主要内容之一。研究了均匀的理想势流作用下小垂度矩形双曲抛物面薄膜屋盖的失稳临界风速。首先建立薄膜屋盖的平衡方程,然后应用流体力学中的势流理论确定作用于薄膜表面上的气动力,从而建立起风与薄膜结构的耦合作用方程,并利用Bubnov-Galerkin方法将用带有积分的微分方程表示的耦合作用方程转化为一组常系数二阶微分方程,根据Routh-Hurwitz稳定性准则确定薄膜的失稳临界风速。由临界风速公式可以看出,临界风速与膜材参数、薄膜屋盖本身的几何尺寸和形状及两个方向上的预张力有关。

体育场伞形薄膜屋盖风荷载特性风洞试验研究

以广东省大学生运动会体育场为工程背景，通过风洞试验测量了主看台上伞形薄膜屋盖的表面风压，根据试验数据计算了屋盖所受风力及力矩，分析了屋益表面风压分布特点和所受风力及力矩随风向角的变化规律．试验结果表明，伞形薄膜屋盖的升力及其力矩起控制作用，大小取决于表面负压，而屋盖迎风仰角和跨度大小对表面负压有很大影响．试验结果可以为该类屋盖风荷载设计提供依据或参考．

塑料薄膜苫盖甜菜保藏试验

用塑料薄膜苫盖甜菜堆，可有效保藏甜菜。在保藏过程中，堆外温度变化很大、下降到很低时，堆内温度比较稳定。甜菜在保藏中重量下降，块根锤度、含糖率、还原糖有所上升，堆表面甜菜重量减少比堆内多，堆内甜菜还原糖、锤度、含糖比堆表面甜菜上升幅度大。

封闭式薄膜屋盖的参数共振分析

膜结构的非线性风振响应是流固耦合的共同作用问题,当脉动风频率与结构频率满足一定关系时,就有可能出现大幅参数共振。本文首先假定风为无粘性势流,利用室内外空气速度势函数、屋面涡旋以及尾流涡旋来模拟屋面与风场之间的大气湍流边界层。针对封闭式薄膜结构受纵向脉动风荷载作用下,推导了屋面所受的气动力表达式,建立了薄膜屋盖参数振动的非线性力学模型。然后通过数值计算分析,证明了薄膜屋盖在达到临界颤振风速之前有参数共振的可能性。因而,在实际工程中应该考虑出现参数颤振的可能性,通过调整结构参数或预应力,以降低参数共振的频率范围。

薄膜结构抗风性能概率评估方法

为研究薄膜屋盖结构不同抗风需求的超越概率评估方法,以重庆地区为例,借鉴PEER基于性能的抗震设计方法,考虑风场随机性,统计重庆地区近十年每月最大风速样本概率分布特征,获得由多项式拟合的设计风速危险性曲线.用Davenport谱表示水平风速谱,推导出风速谱危险性曲线,并用五次多项式进行拟合.考虑薄膜屋盖结构的非线性特征,近似将屋盖结构抗风需求(竖向位移限值)的平均值与风速谱值关系采用幂函数表示,推导出薄膜屋盖结构风载下不同法向变形需求值的年平均超越概率表达式.以平坦薄膜屋盖为例,采用自回归模型的线性滤波器法(AR法)模拟生成30条对应不同风压的脉动风速时程,对屋盖进行动力响应分析,通过计算,获得不同变形需求下薄膜屋盖风振响应的超越概率及最大响应重现期.结果表明:多项式拟合对于薄膜屋盖抗风需求的年平均超越概率表达式推导有较好的简化效果;基于性能的薄膜屋盖结构抗风概率评估方法通过少量结构分析可以得到结构不同位移需求的超越概率评估值.

防虫网覆盖生产“放心菜”技术初探

近几年，我县蔬菜生产发展迅速，保护地栽培面积也进一步扩大，但由于蔬菜病虫发生种类多，蔓延快，危害重，损失大，据统计每年因病虫危害而损失蔬菜约占总产量的20％，且严重影响蔬菜品质，导致效益下降，为此，菜农大量使用化学农药，特别是夏秋季，一些高毒，高残留的禁用农药也洒向蔬菜，导致蔬菜农药污染严重，甚至出现食用蔬菜中毒事故，广大市民在夏秋季普扁存在“想吃菜又怕吃菜”的怪现象，为此各地都应用防虫网覆盖来生产“放心菜”。防虫网覆盖，现在主要有两种形式，一是全防虫网覆盖，二是薄膜盖顶防虫网围边覆盖。这两种方式各有优缺点。

截面含切口圆柱体自由扭转的弹塑性分析

对于截面含切口圆柱体的弹塑性自由扭转问题的分析,可按受力特点分为三个阶段:全弹性阶段、全塑性阶段和弹塑性阶段。每一阶段对应的分析方法不同,其中,在全弹性阶段可以采用有限差分法分析;在全塑性阶段可以按沙堆比拟的方法采用等倾曲面模拟;弹塑性阶段可以结合上述两种方法的结果和思路进行分析。利用差分法可以求出自由扭转截面内各离散点应力函数的数值解。本文推导了自由扭转的应力函数与J积分之间的关系,得出了自由扭转的应力函数与III型裂纹的J积分之间的关系式。数值计算结果验证了本文方法的有效性和精确性。