动载弹簧设计方法的探讨

本文是根据我在这次毕业设计中的专题设计所整理的。主要有以下几个内容:问题的提出;研究问题的方法和设计的中心问题;匀速、匀加速、变加速载荷冲击弹簧的弹簧设计方法;高速冲击载荷、一般冲击载荷冲击弹簧的弹簧设计方法;今后进一步研究动载弹簧设计方法所应注意的几个问题。     

临近空间高空气球囊体材料的蠕变试验和数值分析

蠕变是临近空间高空气球囊体材料的重要特性。设计了蠕变试验架,对一种典型的临近空间高空气球囊体材料的蠕变特性进行测试,获得了该材料在常温下的蠕变数据。根据一般高分子材料的蠕变模型,结合测试得到的蠕变数据,分析高空气球囊体材料的蠕变计算模型,确定相关参数。通过有限元分析,仿真了高空气球囊体材料的蠕变量。通过对比根据蠕变模型计算的蠕变量、有限元仿真分析的蠕变量与蠕变试验得到的实际蠕变量,验证了针对DPE-3薄膜建立的蠕变模型和仿真分析的准确性。所采用的蠕变试验测试方法和计算分析结果可为临近空间高空气球的设计和分析提供参考。     

脱层壳屈曲的一阶剪切理论

脱层的存在将会大大降低层合结构的屈曲载荷。本文将含任意位置环向贯穿脱层的轴压圆柱壳分成多段子壳 ,用厚度的一次多项式模拟脱层壳屈曲时子壳的轴向和环向位移 ,利用变分原理导出了脱层壳的屈曲方程和定解条件 ,并用状态空间方法进行求解。通过与经典理论的比较 ,指出了它们各自的适用范围 ;考虑脱层壳的三种不同屈曲模态 ,分析了边界条件、脱层长度、深度对脱层壳屈曲载荷的影响 ;最后给出了正交各向异性脱层壳的屈曲分析     

考虑多性能参数的引信弹簧可靠性评估

弹簧作为引信中常用的储能源,是影响引信可靠性的重要零件,而引信失效会形成重大安全隐患。为了准确预估某引信弹簧贮存期间的可靠度变化,提出了一种基于修正Arrhenius模型的多元正态可靠性评估方法。以应力损失率和永久变形率作为性能参数,设计了恒定应力加速退化试验,获取弹簧在120℃、130℃、150℃和160℃下的退化数据,并采用Anderson-Darling统计量验证退化量的最优分布为正态分布。根据修正的Arrhenius方程,得到弹簧在贮存温度下的退化轨迹曲线。基于多元正态分布建立弹簧贮存可靠度模型,分析弹簧贮存期间的可靠度变化特点。通过与其他可靠度模型对比,该模型预估结果更准确,可为引信的视情维修提供依据。     

囊式空气弹簧载荷特性分析

针对囊式空气弹簧的结构设计及成型工艺问题,推导了空气弹簧增强帘线的缠绕轨迹;得出了空气弹簧载荷与工作压力、工作高度之间的近似表达式;通过有限元计算,分析了帘线缠绕角对载荷性能的影响以及空气弹簧承载能力随工作压力及工作高度的变化关系,并拟合出了载荷关系式,为实现空气弹簧隔振系统姿态精确控制提供了理论基础。     

基于压力控制的常分离式双离合器膜片弹簧设计与仿真

为了保证干式双离合器在摩擦片磨损后仍能可靠传递扭矩,首先利用解析法对常分离式膜片弹簧载荷-变形特性进行理论分析,提出了基于压力控制的膜片弹簧磨损后压力保持方法,其次通过优化设计对膜片弹簧的结构参数进行了优化,并利用MSC.Patran/Marc软件对优化后常分离式离合器膜片弹簧工作过程进行了有限元接触仿真,最终得到了更符合实际工况的膜片弹簧载荷-变形特性曲线。结果表明：经过优化后的膜片弹簧,采用压力控制方法,摩擦片磨损后无需机械补偿,仍能保证扭矩的可靠传递。     

载荷分布对六自由度运动平台动力学性能的影响

用Newton-Euler方法,分析了运动平台的力矢和力矩,建立了统一的六自由度运动平台动力学方程。利用该方程研究了不同载荷分布时六自由度运动平台各液压缸的受力情况,并用Matlab进行了计算。结果表明,不同载荷分布时,某些液压缸的驱动力的最大值成倍增加,变化极为复杂,为六自由度运动平台的设计及控制提供了理论指导。     

基于有限元分析的车辆驱动桥壳台架加速疲劳试验

针对开展驱动桥壳台架加速疲劳试验对删减载荷谱的实际需求,提出了基于有限元虚拟台架试验获得删减载荷谱的试验与分析方法.在有限元仿真分析环境下对某军用特种车辆驱动桥壳进行静强度试验、疲劳寿命预测、应变历程提取以及时间关联损伤分析等工作,得到了用于加速台架试验的删减载荷谱.台架试验表明,使用该方法获得的删减载荷谱能够在准确反映桥壳所受到的损伤同时,大幅缩短台架试验时间,证明了本文所述方法的实用价值.     

空投设备气囊缓冲系统的缓冲特性分析与匹配方法

采用解析分析法,根据排气口流量方程和载荷运动方程建立了无量纲的空投设备气囊缓冲过程数学模型,并根据此模型构造了气囊的匹配设计图。讨论了排气口面积、气囊高度、着陆初速度、载荷质量、气囊底面积及排气口开启压力等参数对气囊缓冲性能的影响,提出了空投设备气囊缓冲系统的参数匹配设计方法,为空投设备气囊缓冲系统的匹配设计提供了技术支持。     

基于改进Morison公式的海上漂浮软管波浪载荷计算

针对海上漂浮软管波浪载荷计算,分析了软管在海上的形态和受力特点,建立了海上漂浮软管力学分析模型,指出直接运用现有Morison方程计算漂浮软管波浪载荷存在的不足,并根据基本原理提出了改进Morison方程。对海上软质管线处于一定海况,分别运用改进Morison方程与现有Morison方程计算海上波浪载荷,并运用ANSYS软件建立软管模型,结果表明现有Morison方程不适用于计算海上漂浮软管波浪载荷,载荷计算结果偏高约15%,从而验证了改进Morison方程的精确性,有利于准确分析波浪载荷对海上漂浮软管的作用情况。     

THE CREEP-DAMAGE MODELING CORRELATED TO TEMPERATURE FOR COMPOSITE SOLID PROPELLANT

ＴＨＥＣＲＥＥＰ－ＤＡＭＡＧＥＭＯＤＥＬＩＮＧＣＯＲＲＥＬＡＴＥＤＴＯＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥＦＯＲＣＯＭＰＯＳＩＴＥＳＯＬＩＤＰＲＯＰＥＬＬＡＮＴＳｈｅｎＨｕａｉｒｏｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,１０８Ｌａｂｏ...     

点火载荷下翼柱型装药结构完整性数值分析

针对固体火箭发动机翼柱型装药在点火载荷下结构完整性问题,提出了一种考虑三维损伤黏弹性本构性的数值模拟方法.基于商业有限元软件的二次开发平台,编写用户子程序,展开有限元数值计算,获取翼柱型装药在固化降温、点火载荷下装药结构的应力、应变与位移场分布.结果表明,在温度载荷与点火载荷下,药柱内表面变形模式是不同的.然而,不管在...     

蠕变力学的今昔与展望

蠕变力学是一门悠久而又年轻的固体力学分支。为各种在高温、高压和其它严酷环境下工作的部件,如压力容器、管道、涡轮叶片等进行设计选定尺寸或估计有效服役寿命时,蠕变力学有重要的理论与实践意义,其任务是处理一些困难而严酷的工程问题。本文综述蠕变力学的主要进展,包括四个部分:1、蠕变研究的历史活动;2、蠕变研究的最新进展;3、常用的应力分析计算方法;4、蠕变破断与失稳。希望本文对于青年学者和工程师们有一定参考作用。     

考虑扩散效应圆形隧洞热弹性耦合动力响应研究

利用S-H热弹性扩散的基本理论,研究了无限弹性介质中圆形隧洞表面受随时间变化的热冲击的动力响应问题.采用直接求解方法以避免势函数的引入,利用Laplace变换技术,求解热、力、化学耦合控制方程,获得了弹性介质中温度梯度、位移、应力和化学势的积分形式解.最后,利用Laplace逆变换得到数值结果,分析了热、力、化学耦合条件下弹性介质中温度梯度、应力、位移和化学势响应的分布规律.     

自紧管的蠕变——应力松驰

本文讨论自紧管在稳定化处理时,由于残余应力作用,材料发生蠕变而引起的应力松驰现象.根据材料的蠕变性能,利用数值方法计算了稳定化处理时蠕变引起的残余应力松驰量。本文认为,在本实验条件下,稳定化处理过程中蠕变引起的应力松驰量可忽略。     

切向空气气流对激光辐照碳纤维复合材料的影响

实验研究了靶材表面存在和不存在切向空气气流时,975nm连续激光对碳纤维增强树脂基复合材料的辐照效应,发现切向气流的加载有利于激光对碳纤维复合材料的破坏.从理论上对激光辐照下碳纤维复合材料的破坏机理进行了初步分析,基于碳的氧化特性和氧化反应机理,推导了碳纤维的氧化速率方程.采用改进的光滑粒子方法,对激光辐照下复合材料树...     

基于MIDAS的大跨度斜拉桥行波效应分析

针对宜巴段三塔四跨斜拉桥工程实例,结合MIDAS软件,进行动态时程分析,对比研究了行波效应对桥塔、桥墩各控制点的位移、剪力以及轴力的纵向地震反应的影响。通过施加-EL-Centro纵向地震波作用,模拟出斜拉桥控制点的位移、内力地震反应最大值,得出结论：对于多塔斜拉桥,行波效应对各桥塔塔底、各桥塔塔顶内力、位移响应的影响不同。     

某型遥控武器站射击密集度仿真与优化

针对提高遥控武器站连发射击精度的问题,在综合考虑某型遥控武器站射击精度影响因素的基础上,通过引进柔性体建立了武器站的射击密集度模型,并通过与试验数据的对比验证了模型的可靠性。利用虚拟样机以缓冲簧刚度和平衡机刚度为设计变量对武器站射击时炮口振动位移进行了优化设计,并得出了最佳设计值,对提高遥控武器站射击密集度具有一定的指导作用。     

服役工况下镍基单晶高温合金的损伤机制研究进展

为提高镍基单晶叶片服役寿命、解决发动机和燃气轮机的关键核心技术,近年来国内外持续开展了大量针对镍基单晶高温合金服役情况下损伤与失效机制的研究。从实际服役条件出发,总结了镍基单晶高温合金疲劳、蠕变和热机械疲劳损伤机制等研究成果与进展。此外,针对大量实验造成的时间与成本增加问题,还总结了近年来在镍基单晶高温合金的寿命预测方法方面的研究工作与成果,并提出了目前在镍基单晶高温合金寿命评估与失效分析研究方面所面临的困难和挑战。     

Storage life prediction under pre-strained thermally-accelerated aging of HTPB coating using the change of crosslinking density

In order to predict the storage life of a certain type of HTPB (hydroyl-terminated polybutadiene) coating at 25 C and analyze the influence of pre-strain on the storage life, the accelerated aging tests of HTPB coating at 40 C, 50 C, 60 C, 70 C with the pre-strain of 0%, 3%, 6%, 9%, respectively were carried out. The variation regularity of the change of crosslinking density was analyzed and the aging model of HTPB coating under pre-strained thermally-accelerated aging was proposed. The storage life of HTPB coating at 25 C was estimated by using the Berthelot equation as the end point of the aging life with a 30% decrease in maximum elongation. The results showed that the change of crosslinking density of HTPB coating increased with the increase of aging temperature and aging time, and decreased with the in-crease of pre-strain. Under 0% pre-strain, the relationship between the change of crosslinking density of HTPB coating and the aging time can be described by the logarithmic model with the confidence probability greater than 99%.The stress relaxation phenomenon existed under 3%, 6% and 9% pre-strained aging. The aging model considering chemical aging and pre-strain was established with the confidence probability greater than 90%. The storage life of HTPB coating was 15.2935 years at 25 C under 0% pre-strain, which was reduced by 13.9007%, 75.6949% and 89.7859% under 3%, 6% and 9% pre-strain, respectively. The existence of pre-strain has a serious impact on the storage life of HTPB coating, therefore, the pre-strain should be avoided as much as possible during the actual storage.