受轴向撞击复合材料管的渐进破坏

玻璃—环氧圆柱壳 (管 )的撞击试验表明它的破坏是渐进过程。在低加载速率范围假定圆柱壳与均质圆柱杆具有相同的轴向破坏过程基础上 ,通过建立它们之间的刚度等效关系 ,复合材料圆柱壳的破坏问题简化为一维碰撞问题。根据一维应力波传播的理论 ,提出了圆柱壳受轴向撞击破坏的简化模型 ,分析了这一破坏过程中的能量变化。结果表明本文所提模型能较好地描述圆柱壳受轴向撞击渐进破坏。

充满水的金属圆柱壳经受轴向撞击时屈曲过程的实验研究

本文报道了五种规格充满水的圆柱壳经受大质量低速度轴向撞击作用时屈曲过程的实验结果 .研究表明由于液体的存在 ,圆柱壳的屈曲模态呈轴对称型的环带波纹 ,整个撞击过程可以明显地分为振荡的动力加载、平稳发展的后屈曲和迅速下降的弹性卸载三个阶段 .并讨论了试件壁厚和高度等几何参数对其屈曲性能的影响 .

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。

垂直井内上击器解卡过程中钻柱振动数学模型的建立与求解及动态解卡力分析

对于油气井内解卡过程中的钻柱振动情况及动态解卡力,目前还没有有效的分析方法。该研究建立了垂直井内上击器解卡过程中考虑钻井流体阻尼的钻柱振动数学模型,并进行了求解,分析了几个主要因素对动态解卡力的影响。首先,介绍了上击器解卡过程中钻柱振动的三个阶段:(1)拉伸储能阶段,对钻柱进行静力学分析;(2)泄压阶段,结合拉伸储能阶段的计算结果,通过特征函数展开法与拉普拉斯变换求解了泄压阶段的钻柱振动数学模型;(3)撞击阶段,引入了将钻柱-钻柱轴向撞击的强非线性问题转化为多段钻柱振动的线性问题的求解思路,通过紧差分方法对撞击阶段的钻柱振动数学模型进行求解,获得了钻柱中的弹性波传播规律以及动态解卡力。其次,建立了与三个阶段相应的数学模型并求解。然后,采用该模型计算了无阻尼情况下的荷载场与动态解卡力,经低通滤波处理后的计算结果与相应条件下的解析解以及ABAQUS软件所得结果均有较好的吻合,验证了该工况下解法的准确性。最后,分析了震击启动拉力、上击器位置、钻井流体黏度、以及芯轴有效距离对动态解卡力的影响。所得结论对使用震击解卡的作业过程具有一定的指导意义。

尖头碎片撞击小尺寸储罐的模拟实验

化工园区内,容器爆炸事故易引发多米诺效应,产生的碎片击中临近目标设备或装置可能造成事故后果升级。通过开展尖头碎片撞击小尺寸储罐模拟实验,得到了不同轴向撞击角的尖头碎片撞击不同壁厚小尺寸储罐的穿透形貌、穿透能量以及穿孔直径。结果表明:(1)尖头碎片以0°轴向撞击角穿透罐壁形成的穿孔正面近似圆形,以15°、30°及45°轴向撞击角撞击形成的穿孔正面近似椭圆形且有2个条形翻边,穿孔背面均呈现花瓣型开裂;(2)轴向撞击角越大,壁厚越大,所需的穿透能量越大;(3)轴向撞击角与壁厚对穿孔轴向直径影响显著,但穿孔环向直径变化幅度不大。最后,根据穿甲力学理论和动量守恒定理,推导出适用于0°~45°轴向撞击角的尖头碎片剩余速度理论计算公式。