基于非线性色散方程组的全柔性航天器的动力学分析

空间太阳能电站等大型结构由于采用轻质材料且结构尺寸大,呈全柔性状态,即不存在刚性构架,使得传统的中心刚体附加截断模态的方法在处理动力学问题时会出现显著的误差.从连续空间的角度对空间太阳能电站的动力学性质进行分析,以确定不同条件下起主导作用的动力学行为,为控制系统设计提供足够准确的模型简化原则.将空间太阳能电站看作平面内运动的自由边界非线性梁,根据Hamilton原理得到描述局部弹性运动与全局刚性运动的动力学模型.分析小变形情形下动力学方程在给定初始条件下的稳态解及其渐进性,讨论模态解或考虑了波动效应的色散解与结构尺寸、刚度等参数的关系,初步分析有限变形情形下可能出现的动力学行为,如动力刚化、非线性正规模态和孤立子解.总结空间太阳能电站在不同结构参数或运动条件下的动力学模型简化原则.对关键要素分析结果进行数值仿真,以此验证了理论分析结果.

能源介质储存容器内部爆炸场景下爆破片动态响应特性

天然气、氢气等储存容器在容器壁面上设置有爆破片安全装置,但国内外研究多关注爆破片静态超压爆破响应,而对储存容器内部爆炸风险场景下爆破片动态响应的关注较少。采用甲烷空气混合物爆炸实验方法,开展了爆破片在动态爆炸超压下的爆破实验,研究了升压速率对爆破片爆破压力的影响。结果表明:动态爆炸超压下爆破片爆破压力高于静态爆破压力。随升压速率的增加,爆破压力增加。定义超压倍数为动态爆破压力与静态爆破压力之比。对正拱开缝型爆破片,当升压速率由2.26 MPa/s增至65.64 MPa/s时,超压倍数由1.18增至2.21;对反拱带槽型爆破片,当升压速率由2.73 MPa/s增至62.05 MPa/s时,超压倍数由1.09增至1.45。反拱带槽爆破片抵抗动态超压的能力强于正拱开缝型爆破片。拟合得到了超压倍数与升压速率的关系式。分析认为,爆破片膜片在承载时的结构变形以及膜片材料的应力应变关系差异,是静态与动态超压下爆破片具有不同响应特性的原因。

高产武夷菌素wysR基因过表达菌株的筛选及菌株生物特性研究

以武夷菌素生物合成正调控基因wys R过表达菌株为初选材料,通过琼脂块法对2 060个过表达菌株单菌落进行初筛,得到35个优选菌株,再采用摇瓶发酵复筛的方法筛选出9个高产菌株,并通过菌株遗传稳定性分析,最终确定W-273菌株为最优菌株。研究武夷菌素wys R基因过表达菌株W-273的生理生化特征,发现与原始菌株CK-15相比,W-273菌株生长迅速,产孢量增加且产孢时间提前,W-273菌株生长3-4 d即可完成产孢,较菌株CK-15产孢时间提前了3-4 d;电子显微镜观察W-273菌株和CK-15菌株孢子形态不同,W-273菌株孢子呈椭圆形或杆状,CK-15菌株孢子呈圆形;通过摇瓶发酵表明W-273菌株较CK-15菌株代谢旺盛,抗生素产量提高79%-289%,且最佳发酵时间缩短4-8 h。

平面变形超固结软黏土蠕变特征

通过对原状软土进行平面变形蠕变试验,研究超固结软土平面变形条件下的蠕变特征。研究表明,正常固结软土平面变形蠕变的体变过程,和一维变形条件下正常固结软土的次固结过程具有相同的规律,在主应力比与K0状态相同时,相对于一维变形平面变形情况具有较小的轴向变形;平面变形条件下,采用土体受到的不同时期的体积球应力定义超固结比,能够全面地反映超固结软土的超固结特征;平面变形条件下,超固结软土蠕变的体积变形较正常固结状态明显减小,超固结比越大减小程度越明显,由超固结比确定体积蠕变系数具有合理性;平面变形在主应力比为K0的状态下,超固结软土蠕变的轴向蠕变系数与超固结比负相关,由超固结比直接确定轴向蠕变系数是可行的;平面变形条件下土体的超固结应力历史,使超固结软土相对于正常固结状态具有较大的泊松比,在限制水平变形方向具有较大的主应力。

超贫胶结材料三轴试验

在前期大量单轴试验的基础上,对超贫胶结材料试件进行了三轴试验,得到不同胶凝材料用量、不同围压下的应力-应变曲线,分析了胶凝材料用量及围压对应力-应变曲线的影响,探讨了不同试验条件下试件的强度、体积变形规律以及残余强度等,为超贫胶结材料本构模型的建立奠定了基础。

变截面压杆对应变式压杆压力传感器测量影响研究

用数值模拟的方法对应变式压杆压力传感器系统进行仿真,研究压杆的变截面对应变式压杆压力传感器测试结果的影响;数值模拟了不同上升前沿的梯形脉冲和三角形脉冲条件下变截面压杆的响应误差。与非变截面压杆相比,变截面压杆的应力波幅值和波形均发生了很大变化,无论梯形脉冲还是三角形脉冲,变截面压杆的应力波幅值都要降低。模拟结果对实验测试结果的分析有一定参考价值。

基于Hopkinson杆技术分析典型传爆药的动态力学性能

采用分离式Hopkinson压杆技术作为动态加载手段,对压装型JH-14C、JHB-1C传爆药及浇注型PBXN-110传爆药进行了冲击加载作用,利用高速摄影及扫描电子显微技术进行了传爆药的宏观破坏过程及状态观察,分析了试样的微观损伤模式,并得到了三种典型传爆药高应变率动态响应下的应力-应变关系曲线,表明,压装传爆药和浇注传爆药的动态力学性能存在明显不同。所得结果可作为过载载荷环境下侵彻战斗部设计中比较选择传爆装药的参考依据。

基于能量法的船体分段翻身吊装方案优化设计方法

分段翻身吊装难度较大,风险较高,目前主要依靠人工经验设计吊装方案,较少有针对分段翻身的优化设计研究。首先对翻身过程中吊绳与相关船体构件的典型干涉问题做出干涉评估并提取干涉约束,结合吊点适应度约束确立若干吊点布置方案。然后以在翻身过程中结构的最大应变能最小为优化目标,得到最优吊点布置方案。最后使用结构分析软件验证最优方案的可靠性。

非饱和土中球形孔扩张的弹塑性分析

在考虑土体体积变化的前提下,应用圆孔扩张理论,结合修正剑桥模型推导出了非饱和土中球形孔扩张后,土体中应力、位移分布的解析解;并分析了超固结比对结果的影响。其结论可为非饱和土地区的沉桩、静力触探等岩土工程问题提供理论依据。

压力容器自增强技术的关键参数及其对自增强技术的影响

对影响压力容器自增强技术的几个关键参数进行了研究,分析了这些参数之间的变化趋势和其间相互制约、相互影响的关系,以及各参数的变化规律与相互关系对自增强技术的影响。从机理上揭示了形成这些关系及其规律的原因,获得了有关自增强技术参数之间简洁、清晰的表达式。提出了运用各参数间的相互关系和变化规律来提高自增强技术实施效果的措施。

软土的一维次固结双曲线流变模型研究

软土的次固结对于软土的变形量非常重要。在软土次固结计算中,通常以次固结系数作为计算参数,但该系数不能反映荷载变化的影响,而且只适用于正常固结土。由于工程中所遇到的大都为超固结土,对超固结土的次固结计算还缺少合理的方法。通过室内试验开展了软土次固结沉降相关研究,进行了多组原状软土试样的分级加载次固结试验,试验结果表明,对于软土次固结计算,建议从次固结应变与时间关系的角度,采用双曲线形式进行拟合,并分别对正常固结和超固结状态的次固结应变参数进行分析,建立了一维次固结的经验模型公式,提出了一种考虑压力对次压缩影响的次固结沉降计算方法,并将该方法应用于现场工程项目,验证了该方法可以适用于正常固结土和超固结土,使得软土次固结沉降量的计算能够更好地反映实际工程问题。

离心压缩机叶轮静强度分析方法

采用自适应有限元分析与弹塑性分析方法,对某离心压缩机叶轮进行精细的静强度分析.阐述了对网格不敏感的结构热点应力的概念.得到了基于结构热点应力相应的强度判别准则,并对叶轮的von Mises应力和等效塑性应变随时间演化历程进行了分析.数值模拟结果表明,对叶轮进行超速预加载处理,能够有效扩大材料的弹性工作范围,降低叶轮正常工作时的应力水平,且超速预加载工艺符合其力学机理.

超固结膨胀土抗剪强度特性及边坡稳定研究

天然膨胀土经历长期干湿循环,反复胀缩使其具有超固结性。首先制取了超固结比为1.5的重塑膨胀土三轴样,进行了三轴排水剪切试验,获得了土体的峰值抗剪强度和残余抗剪强度;根据广义塑性剪应变的定义,采用硬化软化型函数建立了抗剪强度发挥值与广义塑性剪应变的函数关系,并引入到FLAC3D中的应变硬化/软化本构模型中,结合强度折减法进行了超固结膨胀土边坡的稳定性分析。结果表明:对于正常固结膨胀土,广义塑性剪应变很小,可采用稳定系数来评价边坡的稳定性;对于超固结膨胀土,应采用广义塑性剪应变和稳定系数来综合评价边坡的稳定性。如果广义塑性剪应变很大,即使稳定系数大于1,此时边坡也发生失稳破坏,说明土体的超固结性对膨胀土边坡的强度和变形影响不可忽略。

广西岩滩水电站地下厂房区地应力测试与分析

采用水压致裂法和钻孔孔壁应变测量法两种测量方法对广西岩滩电站二期工程地下厂房区进行了地应力量测。通过对实测资料进行比较和分析认为:两种方法测量的成果一致性较好;岩滩电站二期工程地下厂房区处于一般应力水平;受复杂地质构造影响,地下厂房区存在构造应力痕迹;地下厂房轴线与最大主应力σH方向为小角度相交,地应力场对厂房洞室稳定有利;地应力场对地下厂房稳定性的影响有限。

山西高校高水平田径运动员竞赛焦虑的研究

通过调查研究 ,结果表明山西省高校高水平田径运动员竞赛焦虑品质与焦虑状态女子均高于男子 ;运动项目不同 ,运动员产生赛前焦虑也不同 ;并且随着比赛赛次的进展 ,焦虑程度也随之增高 ;高水平田径运动员适宜的焦虑区域为 32— 5 0之间 .

腐蚀层覆盖率对耐张线夹接头温升的影响

采用压制工艺在实验室制备了耐张线夹。随后,通过交替浸入腐蚀液中48 h随后自然干燥48 h共计24 d使之腐蚀,腐蚀液为含0.5 mol/L NaHSO_3和0.05 mol/L NaCl的去离子水溶液。采用扫描电镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪研究了耐张线夹腐蚀产物的形貌、成分和分布,并研究了通电后耐张线夹腐蚀层覆盖率和电流强度对线夹接头温升的影响。结果表明,线夹的腐蚀产物主要是Al_2O_3,是逐步形成的;在长期通电和通入过载电流的情况下,耐张线夹接头的温度随着线夹腐蚀层覆盖率和电流强度的增大而升高。

饱和土结构性参数演化规律及其简化模型研究

引入两类超固结比的概念,对不同围压下,具有两类不同超固结比的饱和原状、重塑黄土试样进行三轴固结不排水剪切试验。结合应力分担率的定义对试验所得的应力-应变曲线进行整理,获得了应力分担率随应变水平呈两阶段变化的特征曲线。定义结构性发挥系数对应力分担率曲线进行归一化处理。结果表明:两类超固结比下,相同围压、具有不同超固结比的试样的结构性发挥系数演化规律具有很好的归一性;不同固结围压时,两类超固结比下,该系数也同样具有很好的归一性。由此提出了描述结构性演化规律的计算模式和相应的理论计算公式。结构性发挥系数的理论公式为一个3段式函数,形式简单、参数少,且具有较好的稳定性。对比分析表明:计算和试验结果具有很好的一致性。

不同水化状态下的压实膨胀土应力-应变-强度特征

为探讨水化状态对饱和压实膨胀土应力-应变-强度特征的影响,以压实度为95%的荆门弱膨胀土为研究对象,开展了2种典型水化状态下的固结与三轴试验,其中第1种水化状态采用常规饱和方法,第2种水化状态为试样自由膨胀至稳定状态。结果表明:(1)受变形约束条件与渗径的影响,不同水化状态下体膨胀率有较大差别;(2)第2种水化状态下的饱和压实膨胀土具有更大的硬化指数λ与膨胀指数κ、较小的弹性剪切模量,其有效内摩擦角为第1种水化状态下的77.2%,体现出膨胀土饱和强度的变动性;(3)2种水化状态下的固结曲线均呈现出明显的屈服现象,其屈服应力分别为123.2 kPa与94.5 kPa;(4)第1种水化状态下,低围压下试样应变软化与剪胀,高围压下应变强化与剪缩;第2种水化状态下试验围压范围内均发生剪缩和轻微的应变软化;(5)2种水化状态下试样在固结与剪切过程中均表现出超固结性,这种超固结性并非完全由先期固结压力所致,而是试样受荷过程中膨胀受到约束造成的;(6)不同水化饱和状态下初始孔隙比不同,膨胀势也不同,膨胀势与外部约束条件、排水条件、应力状态相互作用,造成其应力-应变-强度特征的差异性。

一种新型结构非本征F-P传感器全应变测量性能研究

光纤传感器作为一种新的测量信息传输方式,在航空发动机部件材料高温测量领域具有重要的应用价值。基于多光束干涉原理,制作一种新型结构的非本征光纤Fabry-Perot(F-P)传感器,探索其在航空发动机部件材料室温/高温环境静力拉伸试验过程中的变形测量性能。采用平板和圆棒两种形状的试样,在不同表面粗糙度和两种加载速率下,分别对比高级视频引伸计(AVE)进行室温、高温环境下静力拉伸试验。结果表明:新型结构的非本征光纤F-P传感器具有测量范围大,测量精度高,测量结果不受外界因素影响等优势,可实现航空发动机部件材料的超量程全应变测量;此外,在测量精度和设备体积方面明显优于AVE。

安庆4.8级地震前形变异常分析

采用超限率分析法,处理距离安庆地震较近的合肥、黄山地震台体应变和泾县水管倾斜仪及伸缩仪数据。结果发现:体应变数据均在震前20天左右出现明显异常变化,异常形态与前人研究基本一致;水管仪东西向超限率分析结果具有异常变化,异常形态与体应变不同。