国际理论与应用力学联合会关于非线性随机动力学与控制研讨会简介

由国际理论与应用力学联合会（IUTAM）主办,浙江大学承办的国际理论与应用力学联合会关于非线性随机动力学与控制研讨会（IUTAM symposium on nonlinearstochastic dynamics and control）于2010年5月10日～14日在杭州举行.

计及接触线垂向不平顺的弓网耦合动力学分析

建立弓网系统垂向耦合动力学模型,将接触线垂向不平顺实测数据引入该模型,仿真得到计及接触线垂向不平顺时不同速度条件下的弓网间接触压力值;以接触线垂向不平顺实测数据为基础,建立接触线垂向不平顺谱,对该线路的接触线垂向平顺状态进行评估;基于三角级数合成法得到一系列具有相同功率谱密度的接触线垂向不平顺样本,仿真分析得到弓网间接触压力的统计量。通过研究,揭示了接触线垂向不平顺对弓网间接触压力的影响规律。

C楞瓦楞纸板动态缓冲模型及应用

利用万能试验机和跌落试验台分别得到C楞瓦楞纸板静态、动态应力-应变数据,建立相应的理论模型,并用最小二乘法识别模型中的参数。给出了瓦楞纸板在缓冲动力学中应用的例子,结果表明所建立的缓冲模型,可以直接用于缓冲包装设计,克服了用最大加速度-静应力曲线来设计缓冲包装需要大量实验和较多的数据的弊端。

3D微纳米打印技术与应用研究进展

近年来3D微纳米打印技术发展迅速,尤其是在微纳米结构成型方面有着独特的优势。重点讲述了微立体光刻(MSLA)、微激光烧结(MSLS)、熔融沉积造型(FDM)、片材层压(LOM)、双光子聚合(TPP)、直写成型技术(DIW)的基本结构原理和国内外研究现状,对不同3D微纳米打印技术进行了对比分析,详细阐述了3D微纳米打印在生物医疗、组织工程和微流控芯片的应用,并展望了3D微纳米打印的应用前景。

软材料与结构力学前景研讨

1会议召开背景软物质是指处于固体和理想流体之间的复杂态物质，一般由大分子或基团组成，如聚合物、胶体、液晶、膜、泡沫、颗粒物质、生命体等。软物质科学涉及力学、物理、生物、材料、化学等多个领域，被认为是21世纪的科学，近年来得到了国际上的普遍重视。同时，软物质与传统固体和流体一样在各个领域有广泛的应用，对其进行深入的研究，无疑将极大地提升相关领域（如医疗、石油、生物工程、土木、化工等）的科技水平。继2010年5月在美国西北大学举办了NSF“SummerInstitute—MechanicsofSoftMefials”之后，2011年12月在浙江大学举办了NSFC暨教育部“软物质力学高级讲习班”，

蜂窝-泡沫缓冲系统动力学有限元分析

为研究蜂窝纸板外包装箱对泡沫包装系统整体缓冲性能影响,基于Abaqus/Explicit程序对考虑蜂窝纸板作用的泡沫包装系统动力学行为进行有限元分析。结果表明,当冲击物初始冲击动能较小时,泡沫发挥主要缓冲作用,蜂窝纸板外包装箱对系统整体缓冲性能贡献不显著;当冲击物初始冲击动能增加到一定程度后,泡沫无法有效降低冲击物冲击速度,此时蜂窝纸板外包装箱对系统整体缓冲性能贡献显著增大。蜂窝纸板外包装箱能显著降低冲击物峰值加速度,极大改善系统整体缓冲性能。在泡沫包装系统设计时应充分考虑蜂窝纸板外包装箱作用,避免过度包装。

多晶石墨烯力学性质的分子动力学研究

实验中纳米压痕被广泛用于测量单晶或多晶石墨烯的力学性质,而分子动力学模拟中研究者们更多地使用单轴拉伸来测量石墨烯的力学性质.两种测量方法对于多晶石墨烯弹性模量和破坏强度的预测是否存在差异?多晶石墨烯的力学性质是否依赖于其晶粒大小?对于固定晶粒大小的多晶石墨烯,拓扑结构的不同是否影响其力学性质?围绕以上问题,通过对比纳米压痕和单轴拉伸两种方法的分子动力学模拟,研究了多晶石墨烯弹性模量和破坏强度对晶粒尺寸、拓扑结构和测量方法的依赖性.

管道输运高压氢气与天然气的泄漏扩散数值模拟

基于有限体积法,建立了管道运输高压氢气及天然气的泄漏扩散模型,考虑到氢气与天然气的管道泄漏事故危险性不同,进行了数值模拟与对比,得出了管道泄漏后氢气与天然气的不同泄漏扩散特性。结果表明:高压氢气的泄漏扩散形成的危险云团较大而且集中;氢气初始的泄漏速度比天然气大得多,与周围环境达到压力平衡所需时间较天然气短;随着扩散时间的增加,氢气危险气体云团扩散最大高度较天然气增加得快;在近地面区氢气泄漏扩散产生的危险后果较天然气小。

障碍物对高压储氢罐泄漏扩散影响的数值模拟

针对高压储氢容器泄漏破坏事故,基于FLUENT软件的物种传输与反应模块建立了高压储氢罐泄漏扩散的模型,提出了研究高压储氢罐泄漏扩散的数值模拟方法.考虑障碍物影响氢气泄漏后的扩散,通过改变障碍物与泄漏位置的距离和障碍物高度对高压储氢罐泄漏扩散进行数值模拟,得到了间距与高度等参量对泄漏扩散的影响规律.模拟结果表明,障碍物对氢气的泄漏扩散有阻碍作用;障碍物高度越高越易减缓危险区域在水平方向的传输,越易增加危险区域在垂直方向的传输;随着障碍物距泄漏孔间距的增加,氢气扩散危险区域在水平方向上传输距离逐渐加大,垂直方向上逐渐减小.模拟分析结果可以为加氢站等场所处理及预防氢气泄漏扩散事故提供参考.

障碍物对管道天然气泄漏扩散影响的数值模拟

基于 Fluent 软件的物质传输与反应模块建立了管道天然气泄漏扩散的模型,提出了研究障碍物影响管道天然气泄漏扩散的数值模拟方法。通过实际勘查,建立了简化的二维几何计算模型。通过模拟分析并对比管道天然气泄漏扩散区域有、无障碍物时的计算模拟结果(包括天然气在计算区域内的含量、速度等分布),得出了障碍物对天然气泄漏扩散的影响规律。模拟结果可以为控制天然气泄漏扩散事故提供一定参考。

环境温度对高压储氢罐泄漏扩散影响的数值模拟

基于FLUENT软件的物种传输与反应模块建立了高压储氢罐泄漏扩散的模型,提出了研究高压储氢罐泄漏扩散的数值模拟方法.考虑到不同地区和季度温差较大,对不同环境温度下高压储氢罐发生泄漏扩散进行数值模拟.模拟结果表明:随着环境温度的升高,氢气泄漏后扩散的速度逐渐增大,但从数值上看相差较小;在不同环境温度下,泄漏口处射流速度基本相同.

高压氢环境材料耐久性测试装置的研究进展

简述高压氢环境材料耐久性测试装置的两大主要类型,以带环境箱的试验装置作为介绍重点,针对目前普遍采用的带加载杆-环境箱结构的外部加载试验装置面临的两大技术难点,详述相关研究者提出的各种优化结构;最后对高压氢环境材料耐久性测试装置的后续开发提出若干建议。

纤维缠绕高压氢气瓶火烧温升试验及数值研究

为研究气瓶在火烧情况下的安全性能及内部气体的温升规律,进行了火烧试验研究,得到了气瓶外表面的温度场分布及内部气体的温升规律,结果表明内部气体的温升速率很小,且与外表面存在较大温差。以试验数据为基础建立3D数值模型,对火烧时气瓶内部气体的温升进行模拟,并对试验结果和模拟结果进行比较分析,表明所建立的模型能较为准确的模拟气瓶火烧试验时的内部温升,该模型为进一步研究气瓶火烧试验奠定了基础。

高压储氢罐不同位置泄漏扩散的数值模拟研究

随着氢能广泛的应用,储氢容器将日益增多,泄漏破坏等事故将不可避免。今建立了高压储氢罐泄漏扩散的模型,提出了研究高压储氢罐泄漏扩散的数值模拟方法。通过对高压储氢罐不同位置发生泄漏扩散的数值计算,得到了不同位置泄漏后的扩散特性。对比数值模拟结果,认为储氢罐侧面与底面位置发生泄漏时,其危险性要远大于储罐顶部发生泄漏。通过数值分析,得出了该模拟条件下的危险区域在射流方向的传输距离与时间的近似关系公式。数值模拟结果可以为加氢站等场所处理氢气泄漏事故提供参考。

车用纤维全缠绕高压储氢气瓶标准研究

储氢气瓶是氢燃料电池汽车供氢系统的一个关键部件,纤维全缠绕高压储氢气瓶以其比强度和比刚度高等优点成为各国研究的热点。目前,欧盟、日本和国际标准化组织已制订了氢气瓶标准或标准草案,这些标准对制订我国车用纤维全缠绕高压储氢气瓶标准具有重要的参考价值。本文在系统比较欧盟CGH2R Draft Revision 10标准草案、日本JIGA-T-S标准和ISO/DIS 15869.2标准的基础上,针对我国正在制订的车用纤维全缠绕高压储氢气瓶标准,提出了若干建议,并指出今后需要重点研究的几个问题。

聚乙烯管道热熔接头卷边对拉伸性能的影响

通过拉伸试验,研究了聚乙烯管道热熔对接接头不同卷边情况试样的失效形式、拉伸强度和拉伸历程。研究发现,带卷边试样卷边与管壁之间形成的凹槽尖端应力集中严重,拉伸时裂纹逐渐扩展直至试样断裂;而不带卷边试样拉伸时,试样发生大变形后在焊缝及其与管材交界面出现脆断现象。不带卷边试样的拉伸强度明显高于带卷边试样,其断裂伸长率也远高于带卷边试样,拉伸速率为10mm/min时,拉伸强度差值为27%左右,断裂伸长率差值在100%以上。结果表明,去除热熔对接接头双侧卷边可显著提高其拉伸力学性能,而去除单侧卷边对其力学性能仅有轻微改善。

车用高压储氢气瓶局部火烧试验方法研究

高压储氢气瓶作为氢燃料电池汽车的关键部件,其在火烧情况下的安全性能备受关注。《氢燃料电池汽车全球技术法规》首次提出的车用高压储氢气瓶局部火烧试验方法,将对我国氢燃料电池汽车的发展产生重大影响。该文在分析车用高压储氢气瓶整体火烧试验方法局限性的基础上,系统研究局部火烧试验方法提出的技术理由、主要内容和特点,指出我国车用高压储氢气瓶和压缩氢气储存系统发展面临的挑战,并针对我国正在制定的相关标准,提出若干建议。

高压氢气环境材料耐久性试验装置的研究

基于高压氢环境箱、置换及供气系统、加载系统和总控系统4大模块,提出试验装置的总体技术方案,并通过对加载杆轴向力平衡、高压氢环境载荷测量和高压H2密封等关键技术的研究,研制高压H2环境材料耐久性试验装置。该装置可进行超高压(140 MPa)H2环境下材料的慢应变速率拉伸试验、低周疲劳试验和疲劳裂纹扩展速率测试试验,可为高压氢系统产品的材料选择、寿命预测以及材料高压氢脆机理研究提供重要试验手段。

发泡聚乙烯隔振性能研究

为研究发泡聚乙烯的隔振性能,测试了质量块和振动台的加速度信号;运用最小二乘原理,消除了实验数据的趋势项;建立了发泡聚乙烯多项式动力学模型,识别出了一个工况下的衬垫的参数;运用Runge-Kutta法和重构恢复力-位移曲线,证明了模型的正确性;最后,运用相同的方法,得出了其它工况下的参数识别结果。研究的结果可直接为防震包装提供理论依据。

基于相干分析的接触导线高度不平顺不利波长研究

为了更深入地了解接触导线高度不平顺特性,基于相干分析,研究了接触导线高度不平顺不利波长区间.将国内高铁线路实测接触导线高度不平顺数据作为激扰引入弓网耦合动力学模型中,经仿真计算得到不同速度等级下弓网间接触力的统计量.对弓网间接触力与接触导线不平顺作相干分析,研究不同速度等级下影响弓网耦合接触的不平顺不利波长区间和最不利波长.结合分析接触线导高不平顺谱,探讨了不利波长的产生原因.研究结果表明,接触导线高度不平顺最不利波长一般为跨距或者2倍吊弦间距长.