双六边形环电路模拟吸波材料及其等效电路模型

提出以双六边形环为单元结构的电路模拟吸波材料。根据单元的双频特性建立等效电路模型，根据六边形环周期分布规律提出等效周期概念，给出等效分布电参数的计算方法。利用该模型对双六边形环电路模拟吸波材料的结构进行参数分析，并与HFSS全波分析结果进行对比，验证该方法的准确性。加工样品和实测，结果发现所设计吸波材料在1.9~8.9 GHz频段内对正入射波具有良好的吸波特性，实测结果与等效电路模型仿真结果吻合较好，进一步验证了该方法的有效性。     

伪谱法模拟各向异性/非均匀介质中弹性波的传播

数值模拟一直是研究弹性波在复杂介质中传播问题的有效手段之一。各向异性问题和非均匀问题日益引起关注。伪谱法是近年来发展较快、建立在弹性波动方程基础上的一种数值模拟方法。它的主要特征是将波动方程中的空间微分变换成频域中的乘法运算 ,从而只需要较少的空间格点就可以得到较高的计算精度。介绍了伪谱法及其稳定性条件 ;编制了一个适合于小型工作站或者PC机的模拟地震波在二维各向异性均匀 /非均匀介质中传播的数值模拟程序 ,模拟了各向异性 /非均匀介质中弹性波传播理论 ,分析了裂纹以及各向异性界面对波传播的影响     

有界波模拟器频率特性研究

通过数值计算,研究了快上升沿电磁脉冲信号在有界波模拟器中的传输特性。采用矩量法(MoM)结合快速多极子(FMM)方法,对模拟器在传输不同上升沿电磁脉冲信号时内部的电场波形分别进行了计算。理论分析了有界波模拟器的频率特性,确定了该模拟器所能模拟电磁脉冲上升沿的上限,其结论对设计上升沿2~3ns的大型电磁脉冲场模拟设备具有一定的参考意义。     

材料压剪加载的实验测试

利用Ｙ—切石英晶体的各向异性动态响应材料特性,实现对粘接在石英晶体后表面的材料试件的一维平面复合压缩剪切加载。用电磁质速法测试试件中不同位置上的质点在压剪加载下的运动情况。从处于粘接界面上的量计所测纵向质速史和横向质速史,可以看到压剪波传入试件中的清晰的两波（ＱＬ波,ＱＴ波）结构,与理论估计基本相符;其它位置上量计的测试曲线亦反映了材料对压剪波传播的动态响应特点,可以看到剪切波的衰减规律。     

低频波段微波吸收材料制备及性能

从制备低频波段吸渡材料的机理出发,进行了低频渡段吸波材料的理论分析.论证了寻找一种在低频波段具有吸收性能的雷达吸波材料具有可行性,同时给出了制作的技术方案,经过多次试验分析尝试,寻找出了具有一定吸收性能的材料.所制作的贴片型微波吸收材料,制备工艺简单,价格低廉,作为低频吸波材料具有广泛的应用前景,也给出了低频波段具有较好制造吸波材料的新的突破.     

单片微机应用系统功能模拟的研究

本文研究了一个在 PC 机上运行的模拟系统,可以用来对一般的单片微机应用系统进行功能模拟和时序分析,具有以下两个特点:(1)系统模拟;(2)软、硬件同时模拟。本文介绍了模拟系统的基本组成,讨论了元件模型的建立,并给出了相应的模拟算法。     

隐身榴弹表面吸波材料的抗压强度分析

在火炮发射隐身榴弹过程中,由于隐身榴弹的静不平衡、动不平衡,造成隐身榴弹在膛内运动过程中碰撞膛线,其表面涂敷的吸波材料将承受较大的接触力.发射过程中应保证不损伤吸波材料表面,确保吸波材料具有良好的吸波性能、不增加隐身榴弹的雷达散射截面.从理论上计算了隐身榴弹与膛线之间的接触力,为研制隐身榴弹用的抗压吸波材料提供了设计指标.     

利用RLC电路合成高压方波脉冲

基于过阻尼RLC电路分时放电,提出了一种新型高压方波脉冲产生方法。理论分析表明过阻尼RLC电路产生的双指数电压波与PFL产生的方形电压波具有类似的上升沿和平顶。电路模拟表明通过人工过零技术可以对双指数电压波进行截尾,从而形成完整的高压方波脉冲。建立了原理验证性样机,由两组RLC电路构成,每组电路包含一台400 nF脉冲电容器和一只三电极场畸变气体开关,两组电路共用一个上升沿调节电感。实验证明样机可以在250 Ω电阻负载上输出幅值17 kV,平顶宽度330 ns~5.8 μs,上升沿100~ 350 ns 的单极性高压方波脉冲。该方法适应性强,对负载变化不敏感,同时具有良好的可调节性,方波上升沿、平顶宽度连续独立可调。     

集总电阻加载的超薄吸波材料设计

通过在周期结构中加载集总电阻,能够有效吸收入射电磁波,减小目标RCS.给出了两种超薄吸波结构,都具有厚度薄、重量轻的特点.分析了两种吸波材料的吸波机理,给出了表面反射系数的计算公式.实际加工了两种吸波材料,并对其吸波性能进行了分析.     

利用过阻尼电路合成高压方波脉冲

在过阻尼RLC电路分时放电的基础上,提出新型高压方波脉冲产生方法。理论分析表明:过阻尼RLC电路产生的双指数电压波与脉冲形成线产生的方形电压波具有类似的上升沿和平顶。电路模拟表明:通过人工过零技术可以对双指数电压波进行截尾,从而形成完整的高压方波脉冲。建立了原理验证性样机,由两组RLC电路构成,每组电路包含一台脉冲电容器和一只三电极场畸变气体开关,两组电路共用一个上升沿调节电感。实验证明:样机可以在电阻负载上输出幅值为17 kV、平顶宽度为330 ns～5.8μs、上升沿为100～350 ns的单极性高压方波脉冲。该方法适应性强,对负载变化不敏感,同时具有良好的可调节性,方波上升沿、平顶宽度连续独立可调。     

复合材料层合圆柱壳的动力响应与层间应力

采用分层壳理论和厚度方向的二次插值函数推导出正交铺设层合圆柱壳的动力响应方程,并得出简支层合圆柱壳自由振动问题的解.对于给定算例,计算出的自振频率与三维分析的结果吻合良好,说明所推导的二维解具有足够精度.计算了前四阶模态对应的壳中应力.计算结果说明,对于高阶模态,层间应力相对于面内应力的比值远高于低阶模态的对应比值,高的层间正应力是高阶模态导致脱层破坏的主要原因.     

瓦纳线与铜石墨材料断裂特性

通过测量材料力学性能和观察断口形貌,讨论铜石墨材料断口形貌中的瓦纳线与材料断裂特性的关系,发现瓦纳线是铜石墨材料韧性断裂的标志;结合材料微观结构特性,分析应力波的传播及其对材料的作用,认为瓦纳线是横波在材料中传播所引起的塑性变形.     

复合材料层合结构层向理论及应用进展

层向理论是由Reddy提出来的一种用于精确分析复合材料层合结构的三维板壳分析理论。由于不引入任何的变形和应力假设条件,因此相较于传统的等效单层板理论,层向理论在分析大厚度复合材料层合板壳结构的静动态响应及其局部层间效应时具有较大的优势。系统地综述了层向理论近年来的研究进展、数值解法及其应用情况。具体包括:层向理论的基本原理及发展现状、基于层向理论的有限元方法及改进模型、层向理论在复合材料层合结构静动态响应及含损伤问题领域的应用等。并对该理论可进一步拓展的研究方向进行了展望。     

Influence of high overload on the collimating lenses of laser ranging systems

Collimating lenses are an important component of laser ranging systems, and high overload environments severely affect the beam shaping effect of such lenses. This study proposes a buffer isolation method on the basis of impact stress wave attenuation theory for collimating lens spacers. ANSYS finite element software was applied to simulate the high load dynamics of collimating lenses, and the buffer isolation performance of different materials and composite structures was compared and analysed. Optical simulation analysis of the collimating lenses under different buffer conditions was performed using ZEMAX software to study the mechanism by which a high overload affects the collimating lenses. High overload and optical shaping experiments based on theoretical analysis were further conducted. Results showed the superiority of butadiene rubber to polytetrafluoroethylene after application of 70000 g impact acceleration. The combination-gasket method was superior to the single-gasket method, and the sandwich combination-gasket method was superior to the double-layer combination-gasket method.     

Experimental and numerical study of the blast wave decrease using sandwich panel by granular materials core

Among the intrinsic properties of some materials, e.g., foams, porous materials, and granular materials, are their ability to mitigate shock waves. This paper investigated shock wave mitigation by a sandwich panel with a granular core. Numerical simulations and experimental tests were performed using Autodyn hydro-code software and a shock tube, respectively. The smoothed particle hydrodynamics (SPH) method was used to model granular materials. Sawdust and pumice, whose properties were determined by several compression tests, were used as granular materials in the sandwich panel core. These granular materials possess many mechanisms, including compacting (e.g., sawdust) and crushing (e.g., pumice) that mitigate shock/blast wave. The results indicated the ineffectiveness of using a core with low thickness, yet it was demonstrated to be effective with high thickness. Low-thickness pumice yielded better results for wave mitigation. The use of these materials with a core with appropriate core reduces up to 88% of the shock wave. The results of the experiments and numerical simulations were compared, suggesting a good agreement between the two. This indicates the accuracy of simulation and the ability of the SPH method to modeling granular material under shock loading. The effects of grain size and the coefficient of friction between grains have also been investigated using simulation, implying that increasing the grain size and coefficient of friction between grains both reduce overpressure.     

物理弱间断线上Ⅲ型斜交裂纹高阶渐近场

针对功能梯度材料层/均匀材料基体的物理弱间断线上斜交裂纹,通过分离变量和级数展开法构造位移函数,求得了裂纹尖端高阶渐近场。其界面裂纹尖端高阶渐近应力场具有与均匀材料相同的r-1/2的奇异性。由高阶项的表达式可知：材料非均匀性对应力场有显著影响。数学上,该解为此类问题的特征函数,能够描述此类材料各种含裂纹结构的整个应力场和位移场,当非均匀参数为零时,它可以退化到均匀材料反平面裂纹问题经典的W il-liam s解。     

航空轮胎用橡胶弹性体Mullins效应动态加载方法

航空轮胎用橡胶弹性体在服役过程中遭受严苛的动态循环工况。为了研究弹性体在此工况下的力学响应特征和损伤机理,提出基于应力波作用的Mullins效应动态加载实验方法。根据应力波传导与作用特征,采用Hopkinson压杆加载思路,设计和配置了各单元尺寸参数,进而搭建可用于橡胶弹性体材料动态循环加载的实验系统,并开展了航空轮胎用丁苯橡胶的动态循环加载试验。基于试验信号分析发现：加载系统实现了弹性体材料Mullins效应动态应变递增的试验加载。最后开展加载测试参数的影响因素分析,结果表明通过优化系统各单元可实现Mullins效应的动态加、卸载参数的控制。     

Dynamic parameters of multi-cabin protective structure subjected to low-impact load – Numerical and experimental investigations

The dynamic response of a multi-cabin protective structure subjected to impact load directly affects the protective performance of materials; thus, studying the dynamic response and communication law of wave effect of the load plays an important role in the prediction of protective performance. In this study, the protection experiments of box-structure under air- and/or water-medium are conducted, the dynamic response of the structure subjected to low-impact load is analyzed, and the corresponding numerical simulations are analyzed using the theory of finite element method (FEM). Combined with experimental and FEM simulations, the shock strain distribution, acceleration attenuation, and signal energy in defensive materials are determined. Based on the results, the metal structure exhibits good absorption characteristics for shock vibration. Using the experimental data, we also show that the attenuation of shock wave in water medium should be significantly better than that in air medium, and the protective structure should be designed for a combination of water and air mediums. Meanwhile, the numerical simulation can provide a quantitative analysis process for dynamic analysis of defensive materials.     

引弧微爆加工陶瓷新方法及其电源系统研制

高频引弧在瞬间产生微爆炸和轰击波时具有高能量密度,结合工程陶瓷加工的特点,提出了引弧微爆加工工程陶瓷的新方法。试验证明了该方法能够实现低成本加工陶瓷孔、外圆、平面以及各种异型面,是一项全新的工程陶瓷加工技术。研制的专用脉冲电源采用了全桥式绝缘门栅极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）逆变主电路、独特的高频引弧及控制电路,引弧微爆加工电源系统具有工作可靠、可控性好等优点。     

弹药集装单元储存静力学有限元分析

以简单的六面体结构为基础,以“铝板-聚氨酯泡沫材料-铝板”复合板材为弹药集装单元的主体材料,结合弹药集装单元的承载能力要求,建立弹药集装单元的基本模型。通过其在储存状态下的静力学有限元分析,了解3种不同堆垛情况下,弹药集装单元的应力与应变情况,为进一步研究弹药集装单元结构强度提供理论依据。