Firm embedding behavior of annular grooved projectiles impacting ductile metal targets

Annular grooved projectiles(AGPs)have drawn ongoing concerns as an advanced penetrator for their excellent anti-rebound capability in impacting metal plates.They could become embedded solidly in the target surface during low-velocity impact.In this investigation,the firm embedding behavior of AGP was observed by impact experiments.Corresponding numerical simulations provided a better understanding of this process.Experimental and numerical results indicated that the firm embedding behavior of AGP was mainly due to the filling-material in the groove rather than the friction between the projectile and target,unlike traditional shape such as conical projectile.According to observation,firm embedding process can generally be subdivided into four stages:initial-cratering stage,groove-filling stage,fillingmaterial failure stage and rebound vibration stage.Moreover,the damage mechanics of target material around crater was obtained through microscopic tests.A comparison of the cross-sectional figures between the experiment and simulation proved that the analysis and the proposed method were reasonable and feasible,which further demonstrated that the firm embedding behavior has application potential in new concept warheads.

高海拔地区宽级配泥石流冲击拦砂坝试验研究

在高海拔地区,由于山高谷深,坡表物质受物理风化严重,物源级配宽度范围大,泥石流的发育频率高,冲击力大,导致拦砂坝损毁严重。为研究高海拔地区宽级配泥石流对拦砂坝的冲击规律,以西藏地区发育的泥石流为原型,建立宽级配泥石流冲击拦砂坝的物理试验模型,选取泥石流容重、水槽坡度与泥石流固相最大粒径为变量,进行27组水槽试验,研究冲击力特征。结果表明:(1)宽级配泥石流在冲击拦砂坝过程中经历“冲击爬高、旋滚回流、堆积回淤”3个接触演化阶段,泥石流容重越小,爬高越大,冲淤过程的阶段性表现越明显;(2)拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流容重的增大而减小,在相同坡度和级配的条件下,容重越大,水流携带固体物源运动越困难,泥石流流速降低,泥石流的冲击力减小;(3)拦砂坝的坝前冲击力随沟槽坡度增大而增大,沟槽坡度越大,宽级配泥石流的流速和流深越大,泥石流冲击力就越大,并且泥石流固相粒径越大,坡度对冲击力的影响效果越明显;(4)拦砂坝的坝前冲击力随宽级配泥石流固相最大粒径增大而增大,且变化趋势较泥石流容重及沟槽坡度条件改变时更加显著,最大粒径与泥石流流速、流深没有明显规律关系。研究成果将为宽级配泥石流防治和研究提供一定的数据参考。

滑坡碎屑流冲击挡桩的模型试验研究

【目的】研究滑坡-碎屑流在真实三维地形上的运动冲击过程及其堆积形态。【方法】使用PFC3D数值模拟重现模型试验,分析碎屑流冲击力的影响因素。【结果】较高的挡桩能更有效地减缓冲击力,并减少碎屑流的运移距离和堆积长度;颗粒粒径或体积增加时,碎屑流造成的冲击力会增大;挡桩所在截面颗粒冲击力大致呈正态分布,中部挡桩所受冲击力最大,往两侧冲击力逐渐减小。【结论】通过数值模拟研究碎屑流冲击力,可为后续防治提供参考。

正流量液压挖掘机平整微操作抖动问题分析

针对某型正流量液压挖掘机平整微操作抖动问题进行控制原理分析,建立动臂提升和斗杆内收两复合微操作性能数学模型。搭建试验平台,从液压、振动和噪声角度评估动臂提升和斗杆内收两复合冲击抖动性能。当出现压力抖动时,动臂提升先导压力稳定在1.721~1.751 MPa之间,斗杆内收先导压力变化范围较大,在1.423~1.675 MPa之间,故动臂提升与斗杆内收微操作出现压力抖动与斗杆内收先导压力变化密切相关。但司机位置处未表现出较强的冲击抖动性,各悬置Z向隔振率在21~25 dB之间,隔振性能较好;驾驶室声压级在74~78 dB之间,隔噪性能良好。此外,试验样机P7档位动臂提升时间为4.5 s,斗杆内收时间为2.5 s,动臂提升和斗杆内收两复合时间为3.2 s。当转速1650 r/min、扭矩负荷率72%时,平整效率试验值为520次/h,平整油耗试验值为28.30 L/h,平整经济性较优。

浆体黏度和级配颗粒组合条件下泥石流冲击特性模型试验

冲击特性是泥石流减灾及沟谷地貌演化的重要基础理论问题。建立泥石流冲击试验模型并进行了5组液相浆体黏度(0,0.13,0.37,0.72,0.93 Pa·s)、5组固相比(0,0.02,0.04,0.08,0.16),5组固相颗粒粒径(0,0.075~0.2,0.3~0.5,0.8~1.0,1.3~1.5 cm)组合下的泥石流冲击特性模型试验,将试验工况分为清水流、水石流与泥石流,采用小波理论对冲击荷载进行消噪并进行冲击荷载时程曲线及冲击荷载均值分析。分析结果表明:清水流冲击荷载均值为2.84 kPa;水石流冲击荷载均值与固相比及颗粒粒径大小呈正比,且固相比越大,水石流龙头冲击作用越小,颗粒粒径越大,冲击荷载变化幅度越大;泥石流时,随着浆体黏度、固相比及颗粒粒径增大,泥石流冲击力呈非线性增大,浆体黏度对泥石流冲击力影响明显,随着黏度的增大,不同颗粒粒径组合下泥石流冲击力均值分别为4.41,5.09,5.89,6.46,6.70 kPa。

泥石流浆体冲击特性实验研究

进行液相浆体粘度0 Pa·s、0.13 Pa·s、0.37 Pa·s、0.72 Pa·s、0.93 Pa·s的泥石流浆体冲击特性模型实验,采用小波方法揭示泥石流浆体冲击特性,结果体现在三方面:随着泥石流浆体粘度的增大,泥石流冲击力与冲击力标准差呈非线性增大,冲击力概率密度由近似正态分布逐渐偏离;泥石流95%以上的冲击能量分布在小于1.958 Hz的低频部分;泥石流冲击能量百分比总体从低频至高频呈迅速衰减分布趋势,且泥石流粘度越高,低频段至高频段的冲击能量衰减速度越快。该成果对于推动泥石流动力特性科学研究具有积极意义。

沟谷泥石流运动过程模型试验

泥石流运动过程是泥石流运动力学核心内容之一。以新疆天山公路K630泥石流为原型，选取几何相似比1：650，推导了泥石流质量、固液两相流速和泥石流冲击力相似比，以流通区为核心，建造了沟谷泥石流试验模型。试验结果表明，泥石流运动具有显著的阵流特性，阵流间隔时间为10s左右，其间嵌套2—3次弱阵现象；阵流期间，泥石流流速和冲击力均较大；从流通区的源头至沟口，流速呈现非线性增大趋势，且泥石流体中固液两相流速变化趋势相似，弯道处泥石流超高现象显著；泥石流运动初期由于泥石流体中固相和液相混和搅拌不均匀而呈现稀性泥石流特征，随后粘性特性增强。这些现象与现场观测结果基本一致。

利用冲击力信号判断泥石流颗粒垂向分选的试验研究

分别提出根据冲击力数据的波动强度和峰值情况进行泥石流颗粒垂向分选研究的系统方法,并配置了三组不同容重(2 095 kg/m3、2 008 kg/m3和1 960 kg/m3)的粘性泥石流样品开展泥石流冲击试验。两种方法的分析结果基本一致,即容重为2 095 kg/m3的泥石流分选不明显,其他两组泥石流呈现出正粒序分布且容重越小分选越显著。量纲分析表明,开展的试验粘滞力在运动中起主导作用,颗粒之间作用力较小,不容易发生反粒序分选,这与通过冲击力分析颗粒垂向分选的结果一致,因此提出的利用冲击力信号判断泥石流颗粒垂向分选的系统方法具有适用性。

泥石流龙头冲击特性模型实验研究

以平川泥石流沟为原型研制泥石流龙头运动与冲击特性实验模型,探索了5种浆体黏度、5种固相比、4种固相颗粒粒径组合条件下泥石流龙头冲击特性,实施了85组冲击实验。实验结果表明:随着浆体黏度的增大,泥石流龙头作用越不明显,当黏度达到和超过0.72 Pa·s时,龙头消失;泥石流龙头作用时间随着浆体黏度与固相颗粒固相比的增加而减小,黏度为0,0.13,0.37 Pa·s时,泥石流龙头冲击时间平均值分别为7.4,2.6,1.6 s;低黏度与低固相比组合条件下,龙头冲击力峰值为冲击全程峰值,随着黏度与固相比的增大,龙头冲击力峰值减小,不再是全程峰值。根据实验数据与图像资料将泥石流龙头形态分为高速高强度龙头形态、过渡型龙头形态及低速低强度形态。

双板差分冲量式谷物流量传感器性能试验

对双板差分冲量式谷物流量传感器的静态受力特性进行检测,结果表明传感器的输出信号与静态力作用点的位置无关,即传感器的线性度满足使用要求。室内标定试验和田间测产试验得到谷物流量在0～2.0kg/s范围内信号与传感器输出电压信号的关系和标定系数K。田间水稻测产试验检测测产精度误差小于3.8%。

一种旋转式液固两相流冲蚀磨损试验装置的研制

针对目前液固两相流冲蚀磨损试验装置存在实际冲角误差大、浆体浓度不均匀等问题,研制了一种旋转式冲蚀磨损试验装置。该装置允许的冲角范围为0°～90°,冲击速度为0～28.5m/s连续可调,利用搅拌叶片和导流槽实现不同冲击速度下浆体浓度的均匀性,具有速度稳定、可同时测试8个不同冲角下的试样、操作方便等特点。对低碳钢在不同冲击速度和冲角下的试验表明,所测得试验数据误差在6.8%以内,冲蚀磨损规律与经典结论一致。因此,该装置有望作为一种准确可靠的冲蚀磨损试验研究新平台而应用于耐冲蚀磨损优化设计和寿命预测等领域。

某单级压气机试验件叶顶碰摩特性研究

对某型压气机单级试验件气动性能试验中轴系振动特性进行了监测与分析,结果表明,背压变化会导致动叶叶顶与机匣发生碰摩现象,引发轴系低频高幅冲击振动,并给出了引发该型压气机叶顶碰摩的主要因素,以及避免碰摩引起高幅振动的主要改进措施,为轴流压气机级气动特性试验的安全运行提供参考.

汽车EPS电机微扭矩测试台的设计与实现

根据开发实例,本文分析了电机微扭测试验台的功能原理和设计目标,详细讨论了实现技术、实现方案。此设备已在某汽车零部件公司应用并且运行良好,企业产品质量得到了有效的保证,减少了因为人为或意外原因造成次品引起的浪费,避免次品流入市场,有效提升了企业产品的竞争力,该系统得到了企业的肯定。

单试样动态断裂性能评价方法与力值分析技术

以仪器化冲击试验记录的力-位移曲线为基础,介绍了以柔度变化率法(CCR)和临界裂纹顶端张开位移法(临界CTOD)为核心的单试样方法在判定夏比试样动态加载启裂点以及计算动态断裂韧性中的应用。在裂纹稳定扩展阶段,以关键曲线法(KC)为理论基础,探讨了动态裂纹扩展阻力曲线的计算方法。作为单试样动态断裂性能评价方法的补充,建立与材料动态加载强韧性能相关联的指标体系,如流变屈服应力yσd与临界裂纹长度J/yσd等。

泥石流浆体与固体颗粒冲击信号能量分布研究

用小波分析方法对5种浆体黏度、5种固相比与4种颗粒粒径组合的85组泥石流冲击室内模型实验所得冲击信号进行消噪、时频处理,通过对降噪的泥石流冲击信号进行冲击能量计算并分析实验中泥石流冲击能量与频谱间关系。结果表明,随浆体黏度、固相比及颗粒粒径增大,泥石流冲击信号能量呈增长趋势,且相同浆体黏度下固体颗粒粒径大于1.3-1.5 cm时,泥石流冲击能量增幅明显。将冲击信号分解为9个频段（0-1.958 Hz、1.958-3.906 Hz、3.906-7.812 Hz、7.812-15.625 Hz、15.625-31.25 Hz、31.25-62.5 Hz、62.5-125 Hz、125-250 Hz、250-500 Hz）,泥石流冲击信号96%以上能量聚集在频率0-1.958 Hz的低频段a8内。该结果对推动泥石流动力特性研究具有积极意义。

水石流冲击信号频谱及其能量分布特征试验研究

综合考虑5组颗粒级配碎石(A—E)和6级固液比(0.01、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25)的组合工况,采用室内大型模型试验,研究了水石流对防护结构的冲击振动特性,并采用小波理论分析提取了冲击振动加速度信号的频谱和能量谱。试验结果表明:冲击信号的自相关曲线在τ=0时出现峰值,两侧出现非周期性波动,信号的周期性差,但同一信号中的两段脉冲信号具有高度相关性,信号的稳定性好;冲击信号能量最大值位于低频近似系数a_(8)频段,各频段的最大幅值均由低频(a_(8):0~0.3905 Hz)向高频(d_(5):3.125~6.250 Hz)衰减,衰减幅度逐渐降低;水石流有效冲击加速度信号位于0~6.250 Hz范围,其余中高频段主要为噪声信号。研究结果可为研究水石流的冲击特性提供一种新的测试方法,为水石流灾害防治结构设计提供参考。

含能颗粒床颗粒间应力对动态破碎的影响

利用高低压发射装置,测定了含能颗粒床在不同环境温度下动态撞击与动态挤压的破碎程度;利用动态压力传感器,测定了颗粒床颗粒间挤压应力与撞击速度之间的关系;提出了表征含能颗粒床破碎程度的破碎度概念;通过大量的实验数据分析,给出了含能颗粒床破碎度随挤压应力和温度变化的实验拟合关系式.

火箭弹发射过程冲击流场压力和温度实验测量

考虑燃气流场的冲击效应,根据冲击特点对燃气作用区域的装置结构和强度进行合理的设计,以获得有效的导流和防护效果。实验对火箭发射阶段管后冲击流场在平面斜钢板上的流动参数进行了测量。得到了火箭燃气射流对倾斜钢板热冲击的最大滞止压力和温度,以及冲击流场的压力与温度分布,并确定了管后燃气冲击流场的危险区域。

叶片泵特性测试台的设计与实现

为了提升产品的质量,增强产品的市场竞争力,设计与实现了叶片泵特性测试台。根据开发实例,分析了叶片泵特性测试台的功能原理和设计目标,详细讨论了实现技术、实现方案。此设备已在某汽车零部件公司应用并且运行良好,企业产品质量得到了有效地保证,减少了因为人为或意外原因造成次品引起的浪费,避免次品流入市场,有效地提升了企业产品的竞争力,该系统得到了企业的肯定。

尾矿库溃坝尾砂流下泄冲击力特性试验研究

尾矿库溃坝下泄尾砂流冲击力的计算目前还未有成熟的模型或计算方法,而直接采用泥石流的经验公式或现有的水力学计算模型并修改相应的参数不能真实反映尾砂流的冲力特性。采用尾砂流模型槽装置,开展了不同密度的尾砂浆体、不同流速、不同埋深条件下冲击力的演化特征。试验结果表明:冲击力在时间分布上受密度的影响规律为,密度越大最大冲击力出现的时间越早;冲击力在纵向空间上可分为两段,一段为液面以下的埋深范围内,冲击力随深度呈线性分布,另一段为涌高部分,冲击力呈对数型快速衰减;尾砂流冲击力与流速、密度和埋深直接相关,不同密度下流速与冲击力呈幂函数相关,同时密度越大冲击力越大,呈幂函数相关性,埋深与冲击力呈线性关系。并以此建立了涵盖了流速、密度和埋深3因素的冲击力模型,并设定了3个参数,分别为扰流系数k1受密度影响的冲击力调整系数α和受埋深对冲击力的调整系数k2,该模型能综合反映3因素的影响,通过验证表明了模型的合理性及参数物理意义的正确性,可为相关研究和工程应用提供一定的理论参考。