钢管钢纤维高强混凝土遮弹层抗侵彻数值模拟

运用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对钢纤维体积分数为0,0.5%,1.0%,钢管壁厚度为4,7.5 mm的钢管钢纤维高强混凝土遮弹层进行抗侵彻数值模拟研究,引入JHC模型来描述钢纤维高强混凝土在高速、高压环境下的非线性变形和破坏情况。通过分析距离中心侵彻位置不同节点的位移变化曲线,研究了钢管分隔作用对遮弹层抗侵彻的影响,并与现场试验结果进行对比,吻合较好。同时,研究了钢纤维体积分数及钢管壁厚度对遮弹层抗侵彻的影响,结果表明:钢纤维的掺入减轻了弹体的破坏效应、限制了侵彻深度;钢管壁厚度的增加使其更好地发挥了自身的套箍及吸能作用,提高了遮弹层整体的抗侵彻能力。     

落石冲击下旧轮胎缓冲层性能研究

棚洞是交通线路防落石工程中普遍采用的一种结构,常设有缓冲层以缓冲落石冲击,耗散冲击能量。基于此提出了一种旧轮胎缓冲层,发挥旧轮胎径向变形空间大的优势,有效缓冲落石冲击作用。构筑了放置废旧轮胎缓冲层的钢筋混凝土结构模型,进行人造落石冲击缓冲层试验,根据落石质量和下落高度以及轮胎内填充介质的不同,试验分4组12次进行。结果表明:棚洞顶设置旧轮胎缓冲层可以缓冲落石冲击作用,有效降低落石冲击下棚洞顶板的加速度峰值和最大冲击力;旧轮胎缓冲层内填充砂石可以提高其刚度,使其具有一定吸能效能,但砂石比重大,对缓冲效果有一定影响;相同落石能级下,旧轮胎缓冲层对质量较小落石的缓冲效果好于质量较大的落石。     

顺倾岩石边坡中联合支挡结构的简化计算

锚索框架-抗滑桩联合支挡结构在高边坡和大型滑坡治理中应用广泛,但其完备的设计计算理论尚未建立,原因之一是联合支挡结构的变形协调条件非常复杂。为了解决这一问题,选择滑动变形相对简单的顺倾岩石边坡,对其使用的联合支挡结构的计算问题进行了研究。根据顺倾岩石边坡滑体刚度大、滑移方向单一的特点,建立了与其变形特点相适应的变形协调方程,结合传递系数法和现有的锚索桩计算理论,推导出联合支挡结构使用阶段滑坡推力增量的分配方程,解决了顺倾岩石边坡中联合支挡结构的简化计算问题。研究表明:建立与其变形特点相适应的变形协调方程是求解联合支挡结构计算问题的关键;通过合理的假定,特殊条件下联合支挡结构的计算问题可以得到简化。     

锚杆支护岩质边坡地震动力响应分析

目前的锚杆支护边坡地震动力设计主要采用拟静力的方法，无法考虑锚杆和边坡在地震作用下的相互作用，汶川地震边坡破坏现象调研表明，锚杆具有良好的抗震效果，所以有必要对锚杆抗震效果进行研究。利用动力有限差分软件FLAC^3D，通过分析一个岩质边坡算例坡面上监测点动力响应加速度峰值放大系数在锚杆支护前后变化，研究了锚杆在各种不同地震波作用下的抗震效果。结果表明：在不同地震波作用下，锚杆都能显著降低坡面加速度峰值放大系数，提高边坡的动力稳定性，具有良好的抗震效果。最后结合强度折减动力分析法对锚杆在地震作用下的破坏机理进行了研究，为锚杆支护边坡的抗震设计奠定基础。     

边坡主动减压超前支护结构抗震性能

主动减压超前支护结构是一种基于岩土体自身强度发挥的新型边坡支护结构。为降低边坡在地震过程中的破坏程度,运用FLAC3D软件,采用动力时程法对主动减压超前支护结构进行数值模拟分析,考察在地震作用下,随着减震层厚度变化桩身位移、剪力、弯矩的变化规律。结果表明:当减震层厚度超过15 cm,随着减震层厚度的增大,桩身震后最大位移、最大剪力、最大弯矩以及震中峰值位移、峰值剪力、峰值弯矩均减小。建议在考虑抗震作用时,主动减压超前支护的减震层厚度应大于15 cm。     

竖向裂隙对降雨条件下边坡稳定性的影响

对降雨条件下边坡稳定性进行分析时,通常未考虑坡体竖向裂隙的影响。实际工程中,边坡由于前期变形可能会在坡体不同的位置形成竖向裂隙。为研究降雨条件下竖向裂隙对边坡稳定性的影响,利用Geo-Studio软件对降雨工况坡体有无裂隙以及裂隙处于坡体不同位置时边坡稳定性随时间的动态变化进行了模拟和比较。结果表明,降雨条件下竖向裂隙的存在会使边坡的稳定性更大幅度地降低;竖向裂隙的位置对边坡的稳定性影响显著,裂隙底部越接近地下水位,越容易降低边坡的稳定性。     

蒸发波导A模型核心函数研究

通过理论分析给出了正确的蒸发波导A模型大气修正折射率廓线式。利用试验中采集的数据,分析了实测数值与A模型计算结果的差别,结果表明:A模型在不稳定层结条件下预测的波导强度偏差的均值要低于在稳定、近中性和中性层结条件下的结果,但偏差标准差却大于其他层结情况。同时,数据还显示了在不同气、海温差条件下,高度增加时实测大气修正折射率值与A模型值之间的偏差均值代数值和标准差代数值都有增加的趋势。     

多轴向织物层合板层间剪切强度有限元分析与实验研究

用VIMP工艺制备了UD、0/45/-45、0/45/90/-45三种多轴向织物增强,四种厚度的GFRP层合板试样,采用短梁剪切实验考察了层间剪切强度和破坏模式。建立了GFRP层合板短梁剪切试样有限元模型,计算了内部层间剪应力分布。结合计算和实验结果分析表明层合板存在由宽度方向层间剪应力变化导致的自由边缘效应,含偏轴铺层的层合板更容易发生边缘开裂破坏。厚度相同时0/45/-45多轴向织物增强层合板的层间剪切强度最高。短梁剪切强度测试存在尺寸效应,随着厚度的增加,强度下降,样品波动系数增大。     

降雨与库水位涨落作用下边坡渗流场分析

降雨与水位涨落会使渗流场产生剧烈变化,而渗流场计算是边坡稳定分析的重要依据。在分析比较各种渗流计算方法的基础上,采用饱和-非饱和渗流理论计算降雨与水位涨落作用下的边坡渗流场,分析了渗流场随时间的变化规律以及渗透系数k、水位变动速度t,对边坡渗流场的影响,得出了浸润线在水位下降过程中各时刻的具体位置,以及水力梯度的分布情况,为边坡稳定性分析提供了可靠依据。     

Kevlar纤维层合板抗弹性能的数值模拟

采用Ansys/Ls-dyna建立了Kevlar纤维层合板的三维有限元模型,模拟了Kevlar纤维层合板的抗侵彻过程和抗弹性能,模拟结果与实验吻合较好,证明了模拟方法以及模型参数的合理性.在此基础上讨论了靶板的抗弹机理以及破坏方式,分析得到了随着靶板厚度的变化,抗弹性能会出现一个拐点,靶板破坏方式会发生变化,而在拐点之...     

活性屏离子渗硫层在40#油润滑条件下的摩擦学性能

应用活性屏离子渗硫技术,在CrMoCu合金铸铁表面制备出以FeS相为主的渗硫层。实验表明,在40#油润滑条件下,活性屏离子渗硫表面的摩擦因数比未渗表面大约降低了13%,与渗硫表面相近;体积磨损量比未渗表面减少了30%左右,与渗硫表面相似。由于活性屏离子渗硫层的主要成分为密排六方晶体结构的FeS,且其结构疏松多孔易于储存润滑油,因此具有良好的减摩、耐磨性能。     

准零风层新型临近空间浮空器区域驻留性能

以基于平流层底部的准零风层风场进行区域驻留的新型临近空间浮空器为研究对象，介绍了其工作原理和系统组成。通过建立动力学模型、高度调控模型和能源模型，分析浮空器在基于飞行速度约束和基于南北范围约束两种工作模式下的区域驻留能力，并讨论浮空器在这两种工作模式下的动态能源特性。对长沙地区风场环境的研究结果表明，相对于无控自由飞行状态，浮空器在两种工作模式下均可实现100 km直径范围的长时驻留，基于飞行速度约束工作模式对能量的消耗更低。     

复合陶瓷含片状夹杂共晶体的理论断裂强度

应用四相模型法研究含片状夹杂复合共晶体的细观应力场．在基体、界面相和片状夹杂为各向同性的条件下,得到细观应力分布规律,并表现出明显的尺度效应．应用位错塞积理论研究片状夹杂内的位错运动,通过两相界面处位错塞积产生的应力集中确定其在基体内产生的最大张应力,导致基体首先被破坏失效,当基体内最大张应力等于分子理论的断裂强度时,得到共晶体断裂强度的理论表达式．结果表明：含片状夹杂共晶复合陶瓷强度随夹杂厚度增加而减小．     

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.     

基于智能变后缘的超微型无人机高度控制研究

针对微型旋翼飞行器在飞行时,因旋翼表面容易发生流动分离而造成升力损失的问题,开展了采用连续后缘襟翼(CTEF)来改变飞行器升力的技术研究。首先,开展了不同安装角下微型旋翼的推进性能研究,建立了微型旋翼模型,对其进行推进性能分析;然后,利用P(VDF-TrFE)材料制作CTEF,采用单向流固耦合的方法对使用CTEF的旋翼进行推进性能分析,结果表明后缘襟翼在电压驱动下可以实现有效偏转,偏转产生的等效安装角在12°左右,最高可将拉力提升40%;最后,基于PID控制器设计无人机高度控制系统,通过控制驱动电压,实现控制无人机高度的目的。仿真结果表明控制系统的响应时间在6 s左右,超调量在5%左右。研究表明,提出的基于P(VDFTrFE)材料的无人机高度控制系统可以实现无人机高度通道的有效控制,证实了CTEF在旋翼飞行器控制方面的潜力。     

多层模糊综合评判的装备保障效果评估方法

通过分析装备保障过程中的主要影响因素,构建了信息化条件下涵盖装备保障过程关键环节的装备保障效果评估指标体系,并采用基于层次分析法和熵权法相结合的方法来确定指标的权重。而后通过建立多层模糊综合评判模型,进一步提出了基于多层模糊综合评判的装备保障效果评估方法。大量的实例分析表明:该方法在当前信息化条件下装备保障效果评估及装备保障模式转变中具有很好的推广应用前景。     

损伤本构模型在边坡工程损伤破坏研究中的应用

从材料破坏机理与规律出发研究结构性土体工程的渐进破坏过程,是实际工程研究的重要方向。针对结构性土的变形特点和传统本构模型解决结构性土体工程渐进破坏过程的不足,采用作者以前提出的结构性土损伤本构模型对边坡工程算例的渐进破坏过程进行模拟分析。算例计算结果分析表明：边坡在破坏过程中会形成一个贯通剪切带,剪切带土体完全损伤;剪切带上方土体损伤相对较小,且有距离剪切带越远损伤越小的趋势;剪切带下方土体损伤也较小,主要因为开挖对其影响很小且处于稳定的坡体内。研究证明,运用结构性土损伤本构模型能较好地解决实际工程损伤破坏问题。     

软硬交替多层膜法向压入过程的有限元分析

采用大变形弹塑性有限单元法,对高速钢基体上的软硬交替多层膜在法向压痕作用下的力学行为,进行了模拟和分析.为了研究膜层数和膜厚的影响,对从单层到16层的不同膜层体系进行了计算.通过对诸如膜层的变形、最大应力随膜层数的变化、界面剪应力分布、表面张应力分布等的分析,得出了这些参数的分布及其对膜层体系的摩擦学性能的影响.这些结果可为多层膜的结构优化设计提供定量的依据.     

复杂条件下膨胀土边坡渗流和稳定性分析

膨胀土的工程性质受周围环境及气候的影响比较大,很多膨胀土边坡的失稳破坏是在降雨时或者降雨后发生的。对膨胀土边坡失稳而言,胀缩性和裂隙性是内在因素, 降雨入渗是外部诱发条件。用SEEP／W和SLOPE／W软件对膨胀土渠坡工作期间水位快速升降、降雨入渗以及自然蒸发等可能工况进行了系统分析,并考虑了裂隙的影响。分析结果表明,由于非饱和土的渗透系数很小,渠坡内部各种物理场要经过较长的时间才能达到稳定;水位快速升降对临水面含水量和压力水头的影响较快,需要经过一定时间才能影响渠坡内部的含水量和压力水头变化;膨胀土张裂缝对降雨入渗有显著的影响,含水量和总水头影响范围达到张裂缝底部;水位快速下降会导致边坡安全系数降低。研究结果对边坡稳定性分析很有意义。     

多层模糊综合评判的装备保障效果评估方法北大核心

通过分析装备保障过程中的主要影响因素,构建了信息化条件下涵盖装备保障过程关键环节的装备保障效果评估指标体系,并采用基于层次分析法和熵权法相结合的方法来确定指标的权重。而后通过建立多层模糊综合评判模型,进一步提出了基于多层模糊综合评判的装备保障效果评估方法。大量的实例分析表明:该方法在当前信息化条件下装备保障效果评估及装备保障模式转变中具有很好的推广应用前景。