某火控计算机印制板动力学特性仿真试验分析

针对装备中火控计算机在振动冲击环境下印制电路板上的引脚及焊点处往往首先失效,但该处的应力大小又难以通过实验测得的特点,利用ANSYS有限元软件对火控计算机中轴角转换板进行动力学分析——模态分析得到了其各阶固有频率和振型;谐响应分析求得了同一频率下不同位置的谐响应峰值;瞬态动力学分析确定了电路板在已知激励下各位置应力随时间变化曲线。其结果为进一步分析和研究元器件引脚及焊点失效提供了依据。同时,通过仿真可以找到电路板的薄弱环节并采取相应措施提高其可靠性。最后通过模态实验验证了模型的正确性。     

纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体高应变率压缩吸能机理

为研究纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体吸能元件在高应变率冲击压缩载荷作用下的变形损伤模式和能量吸收机理,采用ABAQUS商用有限元软件和分离式Hopkinson压杆装置开展数值模拟分析和试验验证研究。对比分析宏观力学响应规律和微观损伤破坏机理,可知吸能结构元件在高应变率压缩载荷下的力学响应具有典型的弹塑性特征,内部芯材主要产生压缩塑性损伤,而表层复合材料沿环向产生拉伸断裂破坏。研究表明,该吸能元件冲击压缩吸能特性优异,可满足水下结构平台的冲击防护和浮力储备要求。     

扑翼微型飞行器翼杆惯性载荷识别

针对扑翼微型飞行器的弹性翼杆,通过其变形特征来识别其受载行为,建立扑翼载荷识别方法。以裸翼杆的往复拍动为对象,首先基于机器视觉测量法,根据翼杆形貌提取翼杆变形挠度,其次使用幂级数重构分布载荷和Tikhonov正则化方法求解惯性载荷,最后通过批量处理,得到翼杆运动过程中的惯性载荷分布。实验表明,翼杆的平均最大分布载荷为30 N·m^(-1),识别挠度的平均相对误差为3×10^(-5),识别角位移曲线上所有幅值点的平均相对误差为14.8%,识别周期没有偏差,识别的载荷在不同周期内的分布一致。结果表明该方法具有良好的可靠性和实用性,有望用于对带膜扑翼的气动力测试。     

PMI泡沫夹层结构雷达天线罩间接热-结构耦合分析与实验研究

机载PMI泡沫夹层结构雷达天线罩在环境温度变化时将产生表面变形现象并影响其使用性能,但对天线罩热变形结果进行实时检测分析具有一定难度。通过ANSYS间接热-结构耦合法建立了分析模型,对天线罩进行了计算分析,采用热膨胀片状模型进行了理论分析,在此基础上,设计并开展了温度冲击实验研究。结果表明, PMI夹层结构天线罩的热-结构耦合变形综合应变趋势是棱边处膨胀程度最大,由边缘至天线罩透波面中心处,膨胀程度逐渐减小；间接热-结构耦合计算应变值与实测应变值之间平均相差35.08%,间接热-结构耦合分析方法与模型具有一定的可信性。     

垂向冲击作用下金字塔点阵夹芯单元结构失效分析

为研究金字塔点阵夹芯结构在垂向冲击载荷作用下的动态力学性能,通过对其中一个单元结构在垂向压力作用下的受力和失效模式分析,同时考虑应变强化和应变率影响,建立了结构失效应力计算方法。为验证该计算方法,开展了落锤冲击试验,同时利用高速摄影机记录模型的响应过程,测量了模型垂向压缩的等效应力-应变关系。试验结果表明:结构失效模式与理论分析吻合,结构失效应力与理论计算相差不大。该研究结果可为金字塔点阵夹芯结构冲击吸能理论研究和数值仿真研究提供参考。     

储运条件下固体火箭发动机响应研究综述

储运条件下,固体火箭发动机主要经历温度载荷和振动载荷作用,药柱在瞬时作用下的应力应变集中或在长期作用时的性能退化均可能会影响其使用安全。区分固化降温、低温载荷和循环温度载荷3种情况,梳理分析固体火箭发动机在不同温度载荷下的响应变化特点和规律;区分公路运输载荷、舰载振动载荷和挂飞振动载荷3种情况,梳理分析固体火箭发动机在不同振动载荷下的响应变化特点和规律,并提出开展储运条件下固体火箭发动机响应研究的建议,为其在储运条件下开展结构完整性研究提供了参考。     

PMI泡沫夹层结构雷达天线罩间接热-结构耦合分析与实验研究

机载PMI泡沫夹层结构雷达天线罩在环境温度变化时将产生表面变形现象并影响其使用性能,但对天线罩热变形结果进行实时检测分析具有一定难度。通过ANSYS间接热-结构耦合法建立了分析模型,对天线罩进行了计算分析,采用热膨胀片状模型进行了理论分析,在此基础上,设计并开展了温度冲击实验研究。结果表明, PMI夹层结构天线罩的热-结构耦合变形综合应变趋势是棱边处膨胀程度最大,由边缘至天线罩透波面中心处,膨胀程度逐渐减小;间接热-结构耦合计算应变值与实测应变值之间平均相差35.08%,间接热-结构耦合分析方法与模型具有一定的可信性。     

某空降型自行火炮着陆过程车体损伤评估

为了考核某空降型自行火炮着陆冲击过程的抗冲击振动性能,实装空投试验是检验手段之一,但是实装空投需要耗费巨大的人力和财力,而且试验条件不可控,因此,采用数值模拟分析是一条有效的途径。通过建立整炮的虚拟样机模型获取载荷,建立车体的有限元模型并对车体进行瞬态响应分析,得到车体着陆冲击过程的动应力和动应变,结合勒梅特损伤模型对车体的损伤量进行了计算。这种结合虚拟样机技术和有限元分析的研究方法可为大型空降武器的抗冲击振动试验提供参考。     

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。     

生长调节剂对微生物生长及甾体微生物转化的影响

利用正交实验考察了生长调节剂NGS、NNX和ONX对菌体生长及甾体微生物转化的影响.找出了生长调节剂的有效主组分(NGS)、辅助组分(NNX、ONX)及最佳配比新型生长调节剂NGS-NNX(NGS: 0.76×10 -6g/mL,NNX:1.28×10 -6g/mL).最佳配比新型生长调节剂的加入,促进了菌体生长和酶催化反应,表现为菌体量增多,发酵液最低pH值降低,甾体转化增强.同时,还对生长调节剂的生物效应进行了初步的探讨.     

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.     

基于ANSYS／LS—DYNA的电子装备爆炸冲击振动损伤建模研究

针对电子装备爆炸冲击振动损伤问题，设计了损伤模拟的基本方案；采用ANSYS／LS—DYNA建立了二维“爆炸源-地面-弹性体-电子装备”模型；通过模型试验，获得了与实际爆炸冲击振动特性相吻合的加速度、位移和应力等数据。     

金属类MEMS器件可靠性试验技术研究

针对金属类MEMS机构可靠性水平较低且没有标准化的可靠性试验方法的现状,提出将强化试验方法引入金属类MEMS机构的可靠性研究中．确定强化试验的内容为温度循环、随机振动和冲击试验,并分别设计试验剖面．选取MEMS惯性开关作为典型器件开展试验研究,试验结果表明,所设计的可靠性试验能够有效激发MEMS机构的潜在缺陷,温度应力易引起MEMS器件层间产生疲劳效应,而振动和冲击应力则易引发器件结构性损坏;环境应力对MEMS机构具有疲劳累积效应,经历较多试验类型的样本较经历较少试验类型的样本更容易失效;惯性开关的主要失效模式是分层和变形,这2种失效模式在金属类MEMS机构中具有代表性．     

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.     

非线性隔冲系统最大响应的计算方法

提出了一种计算具有三次方非线性刚度的单自由度隔冲系统最大响应的方法 ,该方法将计算过程分成冲击作用阶段和自由衰减振动阶段 .在冲击作用阶段中 ,认为系统的冲击刚度为常数 ;在自由衰减振动阶段中 ,考虑系统的刚度非线性 ,用迭代法推导出了系统最大位移和最大加速度的一阶近似表达式 .据此可用数值计算的方法求出系统的最大位移和最大加速度     

Influences of different crossing types on dynamic response of underground cavern subjected to ground shock

An intersecting cavern is a common structural form used in underground engineering, and its safety and stability performance directly control the service performance of the whole project. The dynamic re-sponses of the three kinds of crossing type (+-shaped, T-shaped, L-shaped) caverns subjected to ground shock were studied by numerical simulation. The velocity plus force mode boundary setting method was proposed in the coupled static and dynamic analysis of a deep underground cavern. The results show that, among the three types of crossing caverns, the+-shaped cavern is the most significantly affected by the dynamic action, followed by T-shaped, and then L-shaped caverns. The vault settlement, straight wall deformation, vault peak particle velocity, effective plastic strain of surrounding rock, and maximum principal stress and strain at the bottom of the lining of the straight wall increase with the increase of cavern span. The vault settlement, straight wall deformation, effective plastic strain of surrounding rock, and the maximum principal stress and strain at the bottom of lining to the straight wall decrease with the increase of lateral pressure coefficient, and the peak particle velocity at the vault increases. The variation is small compared with the change of cavern span. The influence range of the underground cavern intersection is two cavern diameters from the intersection centre. The bottom of the straight wall at the intersection is the weak part. It is suggested to thicken the support locally to improve the stability of the cavern.     

小水线面双体船单点硬搁浅数值仿真分析

利用非线性有限元数值仿真技术,对某 SWATH 典型实船单点硬搁浅过程进行研究,得出小水线面船搁浅过程中的搁浅戢荷、能量吸收、结构损伤特性和运动情况.结果表明,小水线面搁浅过程中 X 方向的搁浅载荷是主要载荷,结构的损伤变形只波及触底区域附近结构,搁浅部位支柱的应力不高,没有明显的塑性变形,搁浅损伤路径略向船体内侧倾斜,SWATH 的潜体壳板和潜体纵骨发挥了重要的吸能作用,经历搁浅第一阶段后小水线面船的刺余动能大部分转换为 X 向平动动能,少部分转化为 Z 向平动动能及绕 X 轴和 Z轴的旋转动能.     

平面动载实验中碰撞速度和倾斜度测试的一个方法

平面动载实验中 ,飞片碰撞速度和碰撞状态是加载条件的一个基本描述。本文采用电探针技术 ,给出了一个同时测得真实飞片速度和碰撞倾斜状态的探针排布设计。此设计用于化爆产生平面动载的氮化硅粉体冲击波活化研究 ,取得了较为理想的测试结果。     

伞盘结构对大长径比发动机药柱结构完整性的影响

为了提高大长径比发动机药柱结构完整性水平,基于三维黏弹性有限元法,计算某大长径比固体发动机在温度和内压荷载联合作用下的结构响应;研究伞盘结构及其位置对药柱最大Von Mises应变的影响规律;讨论当伞盘位于药柱中部时,伞盘最大Von Mises应变随伞盘宽度、深度以及顶部圆弧半径比的变化规律。结果表明,伞盘位于药柱中部时可以有效地降低大长径比药柱的最大Von Mises应变,增加伞盘宽度、深度或选取合适的半径比均可降低伞盘结构的最大Von Mises应变。所得结论可为固体发动机设计提供参考。