车载金属油罐紧急制动罐内油料晃动仿真

运加油车常因紧急制动时罐内油料晃动引起油罐结构破坏和制动距离增加,为研究运加油车紧急制动罐内油料晃动机理,以盛装油料的车载金属油罐为研究对象,运用VOF法和动坐标系建立越野车载金属油罐内部油料晃动三维仿真模型,罐体、内部介质及防波板均采用实际尺寸建立三维模型,并可实现到固体罐壁区域受力、变形的耦合分析。结果表明,充液系数越大,对油罐前进方向冲击力也越大,紧急制动时对油罐产生的最大应力也越大。     

纤维缠绕复合材料约束球形浮力芯材准静态压缩吸能机制

针对海洋工程平台的防护吸能和浮力储备需求,设计一种纤维缠绕复合材料约束球形浮力芯材吸能结构。为分析其变形损伤特征和能量耗散机理,通过ABAQUS有限元软件和万能材料试验机开展数值模拟分析和试验验证研究。通过力学响应特征和损伤破坏模式分析可知,结构吸能设计的关键在于表层和芯材的泊松比匹配。芯材主要通过塑性压缩损伤和剪切断裂破坏吸收能量,而表层吸能则主要通过环向的花瓣形拉伸断裂破坏。研究表明,该型结构单元压缩吸能特性优异,可实现海洋工程结构平台的防护吸能和浮力储备要求。     

爆炸载荷作用下的船用吸能防护结构

重要舰船或舰船的重要部位采用吸能防护结构的必要性已逐渐被人们所认识和接受。防护结构性能好坏的主要指标是培构总能量吸收量和比耗能,本文分析了3种船用吸能防护结构在爆炸最荷作用下的破坏形式,给出了相应的能量吸收估算公式及计算蛄果,比较了等重量下不同防护结构的吸能量和比耗能,从而为船用吸能防护结构用于抗爆炸设计提供了依据和方法。     

高速大载荷直线感应电机动子力学特性分析与结构设计

以高速列车碰撞试验平台为应用背景,首先开展了高速大载荷直线感应电机动子结构方案设计和受力分析;然后,采用通用有限元法分析了重要零部件的应力;最后,提出了动子结构设计的5条原则。结果表明:按这种结构方案设计的动子在该试验平台上的应用具有可行性。     

舰船复合材料局部结构细节设计方法

由于复合材料结构具有各向异性、组份复杂、可设计变量多等特性,有效的复合材料结构设计应同时考虑整体结构宏观设计和局部结构细节设计,两者虽密切关联,但在分析方法上存在一定差异。对此,将整体结构简化分析与局部结构细节设计联系起来,重点针对局部结构细节设计方法进行探讨,提出了一种细节设计方法。该方法基于子模型与试验工况模型的对比分析,通过局部结构试件试验对整体结构承载特性进行了综合评价。以某型船复合材料甲板室结构设计为例,通过整体简化模型优化分析确定板架构件尺度参量和铺层设计方案;提取典型局部结构承载形变特征要求,并基于子模型分析技术探讨局部结构细节设计;最后,以局部结构试验验证与考核完成整体结构的优化设计。计算结果表明:该方法能在有效控制设计成本的同时,合理开展复合材料结构设计工作,可供研究和设计者参考。     

纤维缠绕复合材料实芯球形结构单元耐撞性多目标优化

为了提高纤维缠绕复合材料实芯球形结构单元的耐撞能量耗散性能,在初始结构单元耐撞性分析的基础上,建立以结构单元中心承载圆柱体高径比、球形芯材短轴长轴比以及纤维缠绕复合材料表层壁厚比和缠绕角度为结构优化设计参数,以比吸能效率和冲击峰值载荷为评价指标的多目标优化模型。采用分级递进优化方法将多目标优化模型分解为两级单目标优化子模型,并通过有限元软件Abaqus得到不同子模型的碰撞响应。结合径向基函数构造近似函数模型,并采用第二代非劣排序遗传算法对结构优化设计参数进行两级递进求解,得到耐撞性能最优的结构单元。进一步开展的试验验证和破坏模式分析表明,优化设计后结构单元的耐撞吸能水平得到大幅提高,从而验证了该多目标优化分析模型的有效性。     

纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体高应变率压缩吸能机理

为研究纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体吸能元件在高应变率冲击压缩载荷作用下的变形损伤模式和能量吸收机理,采用ABAQUS商用有限元软件和分离式Hopkinson压杆装置开展数值模拟分析和试验验证研究。对比分析宏观力学响应规律和微观损伤破坏机理,可知吸能结构元件在高应变率压缩载荷下的力学响应具有典型的弹塑性特征,内部芯材主要产生压缩塑性损伤,而表层复合材料沿环向产生拉伸断裂破坏。研究表明,该吸能元件冲击压缩吸能特性优异,可满足水下结构平台的冲击防护和浮力储备要求。     

履带车辆静动液辅助制动系统仿真与实验研究

针对履带车辆静动液辅助制动系统液力辅助制动和液力液压联合辅助制动工况,建立对应工况下的数学模型进行仿真研究,并根据相似原理进行静动液辅助制动系统实验．仿真和实验结果表明,所建立的数学模型能够准确反映系统的实际制动性能,且该辅助制动系统能够为车辆提供可靠的制动．     

一种消除直线永磁无刷直流电机边端效应对换相时机影响的方法

电磁弹射用直线永磁无刷直流电机的永磁体动子具有开断结构,使动子边端的磁场分布发生变形。当采用霍尔元件检测磁场实现换相时,这种边端效应就会影响换相时机。分析了这类电机的换相机理和动子开断结构对换相时机的影响,指出这类边端效应受极弧系数影响显著,并提出了利用不对称滞环比较器或简易单限比较器对霍尔输出信号进行处理从而消除这类边端效应影响的方法,实验验证了简易单限比较器方案的可行性。     

一种基于电涡流制动的航母阻拦索系统探索

针对目前阻拦机采用的液力制动器结构复杂、成本高昂问题,提出了一种采用电涡流制动原理的新型液冷式电涡流航母阻拦索系统。首先,介绍了该阻拦索系统的结构与工作原理,并分析了电涡流制动器的磁路;然后,采用有限元法对三维瞬态电磁场进行分析,得到制动性能曲线;最后,对样机进行了设计和分析。结果表明:新型航母阻拦索系统能使质量30 000kg的飞机在1.92s内从速度300km/h降到0,满足舰载机的着舰制动要求。     

曲面蜂窝板的弯曲特性仿真分析研究

蜂窝夹芯板是一种已经广泛应用于航空航天领域的复合材料结构。目前针对蜂窝夹芯板的研究多简化为平面蜂窝板问题的研究,然而在实际使用中大多数蜂窝板都是曲面结构。建立了圆柱形曲面蜂窝板的蜂窝节点坐标方程,并计算出了一段圆柱形曲面蜂窝板的节点坐标,之后利用ANSYS的APDL语言编程建立了该曲面蜂窝板三维模型,并针对曲面蜂窝板的两种典型受力情况进行仿真,获得了在这两种受力情况下曲面蜂窝板的力学行为。同时,还通过仿真分析研究了曲面蜂窝板变形量与其承载能力之间的关系,得到了曲面蜂窝板整体承载能力与蜂窝是否损坏的关系。     

近距空爆载荷作用下双层防爆舱壁结构抗爆性能仿真分析

为探讨双层舱壁结构的抗爆性能,采用有限元仿真分析了近距空爆载荷作用下结构的动态响应过程和板材最大有效塑性应变随冲击波载荷强度的变化关系以及结构的失效破坏模式和动态吸能特性,并与相同材料同等重量的传统加筋板架进行了比较,最后对抗爆性能较好的CI型双层舱壁结构进行了结构抗爆的近似优化。研究结果表明:双层舱壁结构能够有效避免局部撕裂失效的破坏模式;相同冲击波载荷作用下,双层舱壁结构吸能较大,但结构板材的最大等效塑性应变却比加筋板架小,因而抗爆性能明显优于加筋板架;通过结构抗爆的近似优化可得到抗爆性能更优的双层舱壁结构,可为工程中双层舱壁结构的选型和抗爆防护结构单元的设计提供参考。     

弹药传爆点火冗余设计技术应用

针对弹药或其他类子弹药在传爆及延期点火要求,设计了当子弹引信作用并输出爆轰波后,子弹实现快速传爆并按预定要求实现多级延期点火的一种火工装置,其结构采用了冗余设计方法,具有作用可靠性高、延期时间精度好及点传火性能稳定等优点,该装置属弹药火工品技术领域。本文还描述了此装置的结构设计及其作用原理,建立了工作过程的物理模型,并给出了试验结论。为类似子弹药传爆、延期功能方案设计及工程研制提供了一种有效的技术途径。     

用子空间迭代法求解舰艇火炮装置加强结构自由振动及程序

本文根据实测的结果,建立了舰般火炮装置加强结构的计算模型,概述了结构刚度矩阵和结构质量矩阵的生成以及约束处理的原则。文章的重点是应用子空间迭代法求解火炮装置加强结构的自由振动、推导计算方法,编制计算程序,并甘某艇的火炮装置加强结构进行了计算。     

大型水面舰艇舷侧水下防雷舱吸能结构论证设计

分析了大型水面舰艇舷侧水下防雷舱的设计 ,根据板的破坏模式进行了吸能量的计算 ,分析并比较了防雷舱的传统设计与在此基础上加吸能结构后各自的吸能量 ,从而得出了防雷舱的一种新的结构设计 .     

基于静力与稳定性分析的小卫星主接头选型优化

基于对预埋主接头蜂窝板的静力与稳定性分析,对小卫星主接头进行选型优化。采用三明治夹心板理论建立预埋分叉式和面板式小卫星主结构连接接头的蜂窝板试件有限元模型,分析得到了蜂窝板最大应力值与失稳载荷,通过与试验结果的对比分析确定了蜂窝板试件破坏原因。在此基础上讨论结构参数对蜂窝板承载性能的影响,确定出最优的接头设计形式。     

履带车辆静动液辅助制动系统设计与参数匹配

综合液力传动和液压混合动力技术,设计一种新型履带车辆静动液辅助制动系统,并分析其工作原理和关键元件的参数匹配原则。该系统不但实现制动能量再生,而且通过在动力耦合系统中应用调速型液力偶合器,实现主动轴与液压混合动力系统之间动力的柔性连接,同时还使车辆具备了液力制动功能。     

阻拦索张力控制方法

飞机阻拦装置是机场保证飞机正常降落和拦阻因意外原因冲出跑道的飞机的重要保障设施。针对现有机械型阻拦装置难以适应未来多种机型阻拦需求的现状,提出一种以阻拦电机为吸能元件的电磁阻拦装置,搭建考虑阻拦索弯折波影响在内的电磁阻拦装置模型,设计电磁阻拦装置的闭环控制算法,并利用仿真进行了验证。     

新型优化同心筒自力发射流场机理与降温效果

针对同心筒自力发射结构优化与热环境改善的问题,基于雷诺平均方程及轴对称N-S方程,依托弹性变形和网格再生成方法结合的动网格技术,对3种不同结构形式同心筒发射装置的二维轴对称流场进行了非定常数值计算,得到了不同结构条件下动态的流场机理及导弹热环境特性。计算结果显示:导流器方案能实现燃气流迅速顺利排导;筒底收缩段设计能有效遮挡反溅燃气流;筒口导流板结构较好抑制了内筒的"倒吸效应",确保导弹和内筒的热安全;揭示了优化同心筒的流场结构与降温机理,可为相关研究提供参考。     

火星稀薄大气动态误差对制动降轨的影响

针对火星大气制动降轨过程中稀薄流区大气受季节和昼夜等因素影响而存在较大动态误差的问题,建立气动力作用下的轨道动力学方程,研究探测器稀薄流气动参数计算方法,分析大气参数动态误差对气动力及制动降轨效果的影响。结合火星探测应用,仿真分析火星大气制动过程中的探测器气动特性以及轨道变化特性。为保证探测器制动过程中的安全和持续时间要求,给出了理想的大气制动降轨走廊范围及导航精度需求,具有一定的工程参考价值。