“921”钢板及焊接接头力学性能非破坏性实测与计算方法

前言潜艇,在建造过程中,经常产生焊接裂缝,为了研究它的成因,有时急需用一种非破坏性的现场测量方法,检验钢板和焊接接头的系列力学性能数据,以了解所执行的焊接规范是否合适,这种要求到目前为止还没有得到实现,而往往在迫不得已情况下采取破坏性取样方法去试验,使潜艇壳体受到不必要的损伤。潜艇,在使用过程中,在耐压壳体焊缝处,曾发现裂缝,或局部产生较大的变形,根据实测其内应力已接近所规定的屈服强度指标,此艇还能下潜多大深度?壳板和焊接     

“921”钢板和焊接接头断裂轫性(K_(IC))_J_R非破坏性实测与计算方法

本文是根据潜艇多年建造、使用、修理实际需要和今后应用“断裂设计、计算”的可能,结合实践作了大量试验研究。首次提出“921”钢板和焊接接头断裂靱性、传统力学性能之间实测与验证普遍关系式,以及简便、可靠的非破坏性实测与计算方法。对潜艇耐压壳体因潜存细小裂缝而失稳扩展可能引起的灾难性事故,可提供实际结构具体的断裂靱性进行计算予测,可化作有意义的安全定量指标,为潜艇在建造、使用、修理中断裂控制方面提供了重要实测手段和数据依据。     

三十年来金属结构脆断研究的进展

前言本文述评了有关金属结构物断裂研究的进展简况,侧重介绍有关快速脆断问题的现代实践和理论成就。所谓“快速断裂”(通常简称为“脆断”)是现代结构常见的一种破坏形式,起源于体内的某一缺陷(材料的或构件的缺陷)。在应力、温度、时间、环境等因素的综合影响下,缺陷从量变到质变,突然变得不稳定,裂纹快速地向完整地区扩展,最后导致结构物的完全破坏。根据各国工程事故的历史报导,结构物的这种破坏,几乎总是在低于容许值的应力下意外地发生的,所以习惯上把它们称为“低应力脆     

圆柱壳受水下爆炸冲击波作用的壁压分析

本文首先对圆柱壳受水下爆炸冲击波作用下的流体与结构的相互作用进行了分析,导出了在近距离、小药量爆炸条件下圆柱壳表面实际壁压的近似公式。在此基础上对圆柱壳爆炸实验的实测壁压进行了分析。结合壳体在冲击波作用下弹塑性响应的计算结果,对实测壁压给出了合理的解释。为进一步进行壳体响应分析打下了基础。     

武警反恐怖轻武器装备一瞥

由于历史原因,我国武警(特种)部队装备的非致命性和非破坏性的软杀伤性武器较少.近年来,随着国内外形势的变化,我国也加快了对非致命性武器及非破坏性武器的研制步伐.一批新颖独特的非致命性武器、非杀伤性武器陆续研制成功,并装备于武警(特种)部队,使得武警(特种)部队的反恐怖(防暴)能力大增.     

具有初始挠度的环肋圆柱壳在静水外压作用下的应力分析

本文讨论了壳板初挠度对环肋圆柱壳在静水外压作用下应力分布的影响,用理论分析的方法预报了有初挠度壳体中的应力。通过对涡型初挠度的讨论,建立了初挠度范围因子的概念,提出了具有普遍意义的初挠度数学模型,并且用线性小挠度理论对具有非轴对称初挠度的弹性环肋圆柱壳进行了求解并与SAPV计算结果进行了比较。理论分析表明,初桡度范围对壳体应力也有较大的影响,外凸和内凹初挠度对壳体应力的影响是不同的。因此,应该综合讨论初挠度幅值、范围以及凸凹形式对环肋圆柱壳壳体应力的影响。     

载体感应磁场的改进积分方程法

针对几何结构复杂的载体感应磁场计算问题,提出采用面单元和体单元分别对铁磁物体薄壳体结构、非薄壳体结构剖分,并实现了感应磁场的积分方程法计算。球-球体模型解析算例表明,所提方法数值精度可靠,其平均相对误差不超过0.27%;船舶模型仿真算例表明,该方法在单元量规模较小时计算精度较好,体现了方法在载体感应磁场建模方面的优势。将该方法分别应用于潜艇主舱段-设备模型和潜艇主舱段模型磁场计算时,数值结果与实验结果平均相对误差均小于2%,数值和实验结果比较表明,铁磁设备对模型磁场影响显著。仿真和实验算例均表明所提方法可有效应用于载体的感应磁场计算,具有一定的工程实用价值。     

圆柱壳在轴向压力作用下的稳定性和振动特性

利用Hamilton原理得出轴向压力作用下圆柱壳位移增量的动力学方程,推导了方程的解析解。通过数值计算,分析了轴向压力作用下圆柱壳的临界屈曲压力随壳体长度变化的曲线,讨论了壳体几何参数(L,h)变化和轴向力幅值变化对振动频率影响的变化曲线。数值计算结果表明,圆柱壳的临界屈曲压力与失稳模态紧密相关;圆柱壳的自振频率随壳体的长度增加而下降,随壳体的厚度增加而提高;圆柱壳的自振频率和最低频率随轴向压力的增大而下降。     

强激光照射下双层壳体温度场的数值模拟

运用有限元法对强激光照射下双层壳体的温度场进行了数值模拟。详细分析了在激光功率一定的情况下,外层壳体的热传导系数、比热和厚度的变化对内层壳体温升的影响。计算中考虑了内层壳体的热损耗效应。此外,根据材料参数的温度相关性,分析了内层壳体材料参数随温度的变化特性对其温升效应的影响,并将计算结果与强激光照射下单层壳体的温度场进行了比较,得到一些有意义的结论。     

基于MLFIPWA的复杂目标电磁散射分析

在积分方程法求解电磁散射中,用迭代方法计算的计算量为O(N2).快速非均匀平面渡算法(FIPWA)加速了矩矢相乘,使数值计算量减小到O(N3/4),而用多层快速非均匀平面波算法(MLFIPWA)则可减小到O(NlnN).可见,多层快速非均匀平面波算法(MLFIPWA)特别适合处理电大尺寸复杂目标的电磁散射分析.因此,就对这一算法的原理、数值实现及复杂度进行了详尽的研究,并给出了多层快速非均匀平面波算法(MLFIPWA)的计算实例验证了该方法的正确性及高效性.     

矩形锥壳在外压作用下分叉稳定性分析

用8结点三维退化壳体单元与非线性有限元法分析了矩形锥壳在外压作用下的稳定性问题。加载过程采用增量方法，计算出位移、应变与载荷的变化曲线。在分叉型失稳时，位移和应变发生突变，以此作为失稳的准则，便于工程检测。计算结果与实验进行了比较，说明此方法可以用于工程分析。     

表贴式永磁电机永磁体涡流损耗有限元计算方法对比研究

脉宽调制(pulse width modulation, PWM)技术广泛应用于表贴式永磁电机(surface permanent magnet synchronous motor, SPMSM)控制,而在PWM电流激励下永磁体内涡流损耗较大。为快速、准确获取涡流损耗,基于电机磁场沿轴向近似均匀分布特性,提出了一种PWM激励下永磁体内涡流损耗有限元(finite element method, FEM)简化计算方法。首先,以3台永磁体轴向分段数目不同的SPMSM为研究对象,对比同工况下简化方法、2D FEM、3D FEM涡流损耗计算结果,结果表明简化方法与3D FEM计算结果误差小于3%,而计算时间远小于3D FEM;然后,基于涡流损耗随永磁体轴向分段增大而减小的特点,通过不同永磁体轴向分段数目的SPMSM,在堵转工况下分离永磁体涡流损耗,验证了简化方法计算有效性;最后,通过实测电机各相电阻计算电机直流铜耗,对实测涡流损耗差值进行修正,进一步验证了简化方法的准确性。     

圆柱壳体内 X 射线热击波的二维力学计算

依据二维流体弹塑性模型及二维断裂处理方法,研究Ｘ射线热击波在圆柱壳体内的传播规律。计算结果揭示了圆柱壳体内热击波的一些二维效应。     

Bayes方法在可靠性验证试验中的应用

本文简述了关于可靠性验证试验进展情况,介绍了应用Bayes方法的基本思想和步骤,并用之于成败型、伽玛型寿命分布产品的可靠度,失效率的估计。针对工程实际中存在的单样本非破坏性验证试验方案的优化问题,应用Bayes方法,提出了指数型和正态型寿命分布高价产品进行单样本非破坏性可靠性验证试验的优化模型,对于节省试验费用、缩短验收周期有一定作用。     

基于优选RFID观测值的GPS/RFID组合定位方法

在典型的城市环境中,单一GPS定位模式已很难满足连续定位的要求,采用GPS和其他非LOS(Line of Sight,视线矢量)定位方法(如RFID定位方法)进行组合可实现弱信号或无导航信号环境下的定位.针对GPS/RFID组合定位系统中全选RFID观测值所带来的较高的计算复杂度的问题,提出了一种在加权观测值条件下使组合定位误差最小的RFID观测值优选方法.实测实验结果表明,采用这种优选RFID观测值的GPS/RFID组合定位系统可改善在GPS信号受遮挡条件下的GDOP值,有效提高单一卫星导航定位系统的定位可用性和定位精度,并大大降低了系统的计算复杂度.     

基于动态平移因子的固体推进剂抗拉强度主曲线测试方法

固体推进剂抗拉强度主曲线是固体火箭发动机设计以及药柱结构完整性分析的重要依据。为此，提出了一种采用非破坏性的动态力学分析(dynamic mechanical analysis, DMA)测试与静态力学试验相结合得到抗拉强度主曲线的新方法。该方法基于动态力学性能主曲线平移因子与静态力学性能主曲线平移因子的一致性，采用非破坏性的动态平移因子确定平移因子，以少量的静态力学测试得到不同温度、拉伸速率下的抗拉强度数据，并按照确定的平移因子进行平移，得到抗拉强度主曲线。研究结果表明：由动态平移因子生成的抗拉强度主曲线与传统方法所得主曲线一致性很好，试验所耗费时间仅为传统方法的22%,材料耗费仅为传统方法的35%。     

38CrSi材料的真空电子束焊接技术

通过对38CrSi材料的电子束焊接性工艺技术探索及分析、试验，掌握了38Crsi材料在调质状态下采用真空电子束焊的焊接技术，对不同结构采用不同工艺参数的性能进行探索、试验比较，提出合理的结构形式和工艺参数，解决了原先焊缝“脆裂”现象，获得了满意的焊接质量。     

基于局域模板的STAP非均匀检测器

分析了STAP(Space Time Adaptive Processing)中强干扰目标影响传统非均匀检测器性能的机理,针对强干扰目标引起的非均匀检测器性能下降和传统自适应功率剩余(APR)方法运算量大的问题,提出了一种基于局域模板的非均匀检测器(Local Template NHD,LT-NHD)。该方法不需要进行协方差矩阵求逆的耗时运算,便能获得较高的运算效率;此外,其检测不易受训练样本中的强目标样本影响,能获得比传统方法更为鲁棒的检测性能。实测数据实验验证了本文方法的有效性。     

组合回转壳体动力分析的混合界面法

组合回转壳体在工程结构系统中大量存在,对它们进行动力分析是十分必要的。介绍了混合界面法的主要原理和在组合回转壳体结构系统动力分析中的应用,并用两个例题作了分析和计算,证明是成功的。该方法可推广到其它复杂系统结构的动力分析。     

用曲面超参数壳体单元研究汽轮机叶片振动特性

汽轮机叶片振动特性分析一直是汽轮机强度研究的主要内容之一。长期以来,汽轮机叶片自由振动特性的计算方法多以梁的基本公式为依据,采用能量法、传递矩阵法、有限元法,本文则采用基于壳体理论的八节点超参数壳体有限单元和采用Sturm序列相结合的全高斯消元法,计算了叶片自由振动的频率和模态,并编制了相应的计算程序。理论分析和试验验证表明,该方法对直叶片尤其是对扭曲叶片可取得较高的精度。