柔性蜂窝防护结构抗侵彻数值模拟

为研究由高密度聚乙烯组成的柔性蜂窝防护结构的抗侵彻性能,通过建立有限元模型分析柔性蜂窝防护结构在弹体侵彻过程中的力学表现。将有限元模型数值模拟与实际枪弹试验进行对比,发现模拟值与试验值较为相符。此外,分析了不同弹体数量、弹体射入点和弹体射入角对柔性蜂窝防护结构有限元模型的影响及其破坏效应,结果表明:弹体射入角会影响弹体的运动轨迹和所受阻力,2枚弹体的侵彻深度较1枚弹体侵彻深度小,说明该柔性蜂窝防护结构具有一定的耗能作用且其抗二次打击能力较好。     

模糊灰色关联模型在遮弹层防护性能评价中的应用

为对遮弹层防护性能进行综合评价,建立了遮弹层防护性能评价指标体系,采用多对象模糊综合评价和加权多层次灰色关联评价相结合的方法.得到了遮弹层防护性能的二级模糊灰色关联评价模型,并对五种遮弹层的防护性能进行了评估.结果表明,综合考虑直接成本、施工条件、伪装性能等因素,刚玉块石混凝土遮弹层防护性能最佳.该模型为遮弹层防护能力综合评估提供了理论依据.     

聚氨酯软质泡沫的制备和结构

以聚醚多元醇(PPO)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,采用一步法合成了一种具有良好泡孔结构的聚氨酯软质泡沫。研究了催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂和TDI指数对泡沫形态结构的影响,得到了三组配方,并对其进行了光学显微镜和FIIR测试,研究结果表明:聚氨酯软质泡沫合成的聚合反应基本完成;不同的配方条件制备的泡沫材料孔径分布均匀但孔径大小不同。     

填充式波纹夹层结构超高速撞击特性仿真

基于航天器空间碎片被动防护需求,对一种新型填充式波纹夹层结构进行超高速撞击仿真研究,分析超高速撞击过程以及结构的穿孔破坏情况和所形成的碎片云的特性,并与相同面密度Whipple结构进行对比。其撞击现象与Whipple结构相似,但其碎片云的头部速度小于Whipple结构,而径向膨胀最大速度和膨胀半角均大于Whipple结构。随撞击初速从3 km/s~10 km/s不断增大,波纹夹层结构的撞击穿孔尺寸变大,形状也更不规则。此外,结构中的填充树脂对碎片撞击能量的吸收贡献最大,后面板所吸收的能量所占比重较大,而前面板和波纹板对碎片撞击能量的吸收贡献较小。研究结果对空间碎片防护结构的设计具有一定的参考意义。     

不同夹层结构复合装甲的抗弹性能研究

研究了在高速动能弹打击下,不同夹层结构所构成的复合装甲的抗弹性能.采用有限单元法及MSC软件MSC.PATRAN和LS-DYNA进行数值模拟.首先,从夹层构形方面建立3层间隙装甲模型,中间层分别为平板夹层、波纹夹层和蜂窝夹层;通过不同配置,分别研究并对比了平板夹层、波纹夹层和蜂窝夹层构形的抗弹性能.分析结果表明,可以从改善夹层构形、厚度配比等方面来提高复合装甲的抗弹性能.     

冲击波在多层结构中的传播

对水下冲击载荷在多层结构中的传播规律进行了理论分析,根据分界面上的应力和速度连续性条件得到透射波强度的解析表达式.从理论分析可以看出,舰船结构的多层防护体系对于减少爆炸冲击的损伤具有重要的作用,防护结构的波阻抗越大,防护的效果越好,这种方法可应用于多层防护结构在远场爆炸冲击波作用下的毁伤或防护方面的预测.     

波纹度故障下低压转子系统的非线性动力学研究

针对转子系统存在滚动轴承波纹度故障的问题,以某船用燃气轮机低压转子系统为研究对象,建立了轴承波纹度故障下的双跨三支承滚动轴承转子系统的动力学模型,并采用龙格库塔法对该系统的运动微分方程进行数值求解,研究了波纹度最大幅值和波纹度个数对系统的非线性动力学特性影响规律。结果表明:随着波纹度最大幅值的变化,系统逐渐进行周期四、周期二、一个混沌域和拟周期运动;当波纹度个数远小于或远大于滚动体个数时,系统进行单周期运动,当波纹度个数接近滚动体个数时,系统进行拟周期运动,特别是当波纹度个数是滚动体个数的整数倍时,系统的非线性动力学特性变得十分复杂。研究结果可以为滚动轴承的故障诊断提供一定的理论依据,降低轴承波纹度对低压转子系统非线性动力学特性的不良影响。     

4层横向运动板防护长细杆的数值分析

多层横向运动板对垂直来侵长细杆的挤压、剪切能够使长细杆发生挤压和剪切变形,进而降低长细杆后续的侵彻能力,增强装甲的防护效果。利用LS—DYNA软件对多层横向、邻层反向运动的钢装甲板防护钨合金长细杆进行运动板速度和运动板的厚度分配的相关仿真计算。通过对计算结果中开坑形状、后效板侵深和装甲效能进行分析发现,随着板运动速度的增加,后效板开坑深度减小和开坑形状的非对称性加剧,运动板的干扰作用增强及防护效能提高;在运动板总厚度相同的情况下,板的层数越少,防护性能越好。     

金属泡沫复合材料夹芯结构的压痕响应实验

金属泡沫夹芯结构是近年来新出现的一种明显具有结构和功能一体化特点的新型轻质材料,它在临近空间飞行器、航海及汽车等领域有着广阔的应用前景。以以纤维增强复合材料面板、闭孔泡沫铝芯子为特征的复合材料夹芯结构为研究对象,对其在球形压头作用下的压痕响应、损伤模式、变形机制和失效机理进行理论分析和实验研究。研究发现,泡沫铝复合材料夹芯结构的压痕响应是夹芯结构的各个组成部分的响应、相互作用以及压头属性的综合作用结果。泡沫铝复合材料夹芯结构在球压头作用下的损伤模式为基体开裂、纤维断裂、层间分层、泡沫铝的屈服及剪切断裂五种失效模式。     

导弹结构热防护一体化设计与优化

针对导弹面临的严酷气动热力环境,基于传统波纹夹芯结构,为导弹设计了一种兼具承载和热防护功能的一体化结构。建立热-结构耦合计算模型,对一体化结构进行结构承载与热防护性能分析,结果表明:一体化结构在高温下具有较好的承载能力;增加一体化结构隔热层与内壁厚度有助于提高导弹的热防护效率。以一体化结构热防护效率最高和质量最小为目标,采用第二代非支配排序遗传算法实现了多目标优化,并认识到:一体化结构热防护效率与质量相互影响,设计时需要需综合考虑。     

超宽带强电磁防护能量选择表面设计

为应对强电磁脉冲对电子信息系统的威胁,设计了一种具备收发兼容特性的超宽带强电磁防护能量选择表面,有效拓展了能量选择表面的工作带宽和工作频率,可为L、S、C波段的超宽带用频装备提供不低于14 dB的防护效果。该能量选择表面是一种周期结构,每个单元包含一对箭头形结构和一个开关二极管,可根据外界辐照电磁波的能量密度自适应切换反射或透波状态,从而实现强电磁防护与工作信号收发兼容。仿真研究表明,这一新型能量选择表面在L、S、C波段的插入损耗小于1 dB,强电磁防护能力达到22 dB。在波导中对设计的样件进行了性能验证,结果显示,该样件在波导中的平均插入损耗为1 dB,防护能力达到了14 dB,初步验证了设计结构的低插入损耗和高防护特性。     

多元复合灭火剂稳定性研究

对轻质空心漂珠与成泡物质组成的多元复合灭火剂稳定性进行了实验研究,通过显微镜像分析技术揭示了复合灭火剂稳定性与泡沫泡之间形成的几何形状的关系。不同种类的表面活性剂成泡后其气泡间通过表面作用力连接,形成了不同的几何形状,几何形状的稳定性与泡沫的稳定性是一致的。氟碳402产生的泡沫形态为六边形,整个结构呈"足球"状,稳定性好。表面活性剂溶液与漂珠复合形成的泡沫,热辐照前具有泡沫均匀细致,内部结构肉眼不易分辨的特点;热辐照一定时间后,泡沫中间形成了明显的空洞,但复合泡沫比未加漂珠的表面活性剂的泡沫的热稳定性强。     

新型抗冲击、抗爆炸防护结构的研究

海湾战争、科索沃战争和伊拉克战争表明,完善的防护工程体系在高科技局部战争中具有极为重要的作用。针对目前防护工程中存在的一些问题,提出了一种新型抗冲击、抗爆炸防护结构,该防护结构以钢管混凝土短构件为基本构件,通过一定的组合方式组成一种新型的遮弹结构,由于钢管混凝土构件具有承载能力高、抗压强度大尤其是延性好的特性,因此该新型遮弹结构的抗冲击和抗爆炸能力是很强的,非常适宜在防护工程中应用。     

一种新型防护结构对爆炸冲击波衰减特性的研究

运用大型有限元软件LS—DYNA,在相同爆炸冲击波作用下,对洞库口部普通钢板防护门和有泡沫铝夹层的钢板防护门两种防护结构的隔爆性能进行了数值模拟和对比分析,结果表明:有泡沫铝夹层的钢板防护门对爆炸冲击波有着良好的衰减特性。同时表明该新型防护结构对洞库口部抗爆炸冲击波设计有着很高的参考价值。     

碳纤维自行车架

碳纤维自行车架技术内容其主要技术为结构设计、成形技术、铺层工艺结构铺层设计、其纤维走向、铺层形式结构厚度等,是对车梁的强度、刚度及疲劳的保证,按等强度理论进行设计、从而保证了重量轻的要求,设计时选用新材料,新工艺、泡沫充填的全新结构,坚固减震,性能优...     

全CFRP筋混凝土柱低周反复荷载试验研究

考虑轴压比、剪跨比和配箍形式的影响,对6根全CFRP筋混凝土柱进行低周反复荷载试验,通过分析滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数和耗能能力等特征,研究CFRP筋混凝土柱的抗震性能。试验结果表明:CFRP筋混凝土柱具有较强承载能力和变形能力;轴压比和剪跨比是影响试件抗震性能的主要因素,轴压比越小,试件的变形和耗能能力越强,刚度退化越平缓,剪跨比越大,试件的变形能力越强;通用屈服弯矩法计算得到的延性系数能够较好反映CFRP筋混凝土柱的延性,轴压比越小、剪跨比越大,试件的延性越好;新型螺旋式矩形箍筋在试件延性及耗能方面表现良好,可以应用于工程实际。     

抗高冲击弹载记录仪

针对弹载记录仪在侵彻环境下受到高冲击力易变形或损坏导致内部电路测试失败的问题,采用LS-DYNA模拟冲击力对泡沫铝等缓冲材料进行抗冲击仿真,选用泡沫铝作为缓冲材料,通过合理的机械结构,设计出高冲击弹载记录仪。通过侵彻3层混凝土试验,记录仪能够可靠地存储并回读实验数据,证明了在100000g高冲击环境下记录仪工作的可靠性。     

高速杆式弹侵彻下蓄水结构防护效能数值分析

为探讨蓄水结构抗侵彻防护效能,采用动态非线性有限元,结合箱型蓄水结构弹道冲击试验,分析了蓄水结构在高速杆式弹侵彻下的防护效能及水介质对结构吸能性能的影响,并将有限元结果与试验结果进行了比较,两者吻合良好。比较结果表明:水介质的抗侵彻吸能能力随弹体初速v0的增加而迅速增强;当v01 500m/s时,其防护效能高于同等重量的船用钢。     

纤维复合材料加固混凝土柱承载力试验研究

纤维复合材料（FRP）是新型建筑结构材料。以11根外包碳纤维、玻璃纤维、芳纶三种复合材料的混凝土圆柱轴心受压试验为基础，提出了纤维混凝土组合柱承载力计算模型；得出FRP可极大提高混凝土柱的抗压承载力；对三种纤维约束效果进行对比：芳纶效果最好，碳纤维次之，玻纤较差。     

弹道冲击下层合板破坏模式及抗弹性能实验研究

以舰用轻型复合装甲研究为背景,针对不同纤维增强种类(包括玻纤织物 C400、C200、SW220 和芳纶纤维织物T750)以及不同面密度层合板结构,在6.2 g刚性微曲面柱形弹弹道冲击下的防护能力展开实验研究,着重讨论了层合板结构弹道冲击下破坏模式、弹体初始侵彻速度及面密度与抗弹能力和抗弹效率之间的关系,认为不同的破坏模式体现了不同的吸能特性和纤维失效机理.