强激光辐照下双层壳体温度场和应力场的数值模拟

强激光照射下结构的热力学响应是激光应用技术的重要问题.本文采用三维有限元分析模型,对双层圆柱壳在强激光辐照下的温度场、应力场和位移场进行了数值模拟与分析.分析时考虑了材料参数随温度的变化特性,主要探讨了不同光斑直径下双层壳温度场的变化趋势,研究了外层壳厚度、热膨胀系数、弹性模量和泊松比等参数对内层壳光斑中心处温升、应力...     

运动激光辐照圆柱薄壳温度场的数值模拟

对圆柱薄壳在四种不同运动模式激光源辐照下的温度场分布进行了分析研究。运用傅立叶级数展开法推导了在不同运动模式激光源作用下圆柱薄壳温度场的解析表达式,并对该解析表达式进行了编程计算,其计算结果与有限元解吻合良好。详细分析了旋转角速度与平动速度对圆柱壳温升分布的影响,发现在往复运动加热模式下光斑区域的温升变化最为剧烈。计算结果为导弹的抗激光辐射提供了理论依据。     

金属粉末激光熔覆成形温度场的数值分析

通过建立移动激光热源作用下熔覆温度场的数值分析模型,用数值模拟的方法对激光烧结金属粉末温度场进行了分析,得到不同工艺参数下熔覆过程中基体的温度等值线分布图,并分析了扫描速度和送粉率对温度场的影响,为合理选择激光熔覆成形工艺参数提供了理论依据。     

含能材料激光点火特征研究

对激光点燃含能材料的机理进行了理论分析 ,提出利用激光点燃含能材料时 ,材料表面温度变化计算方法 ;依据理论分析和试验结果 ,说明了激光密度、激光脉冲宽度对炸药材料点火温度影响特性。     

电磁轨道炮轨道温度场与热应力数值仿真

在电磁轨道炮发射过程中,因热量累积而引起的急速温升与热应力对轨道性能和寿命有着重要的影响。为获得发射过程中轨道温度场及热应力分布情况,在分析轨道热载荷的基础上,建立了热载荷计算模型,并在给定的参数下,利用有限元仿真软件ANSYS Workbench对3种典型截面轨道的温度场与热应力进行了数值仿真。仿真结果表明:轨道温度场与热应力轴向上呈梯度分布,纵向上只扩散到内表面很薄的区域,温度与热应力最大值在电枢初始位置处;相较于矩形与凹形截面轨道,凸形截面轨道温升与热应力较低,性能较好。     

基于激光等离子体实验数据重建三维温度场的方法研究

利用加载窄带滤光片的高速相机拍摄激光等离子体灰度照片,基于Radon逆变换将等离子体面辐射强度图像重建为体辐射强度图像。在局部热力学平衡近似下,利用相对谱线强度法对激光等离子体温度进行了计算,得到激光等离子体三维温度场,采用文献报道光谱法实测等离子体局部温度,与等离子体三维温度场可视化结果进行比较,并对温度空间分布特性进行了解释,结果表明:激光等离子体温度场三维重建是合理的。     

“猫眼效应”激光主动探测技术影响因素分析

基于"猫眼效应"激光主动探测技术,是对无人机光电侦察系统实施强激光干扰较为有效的一种干扰手段。根据激光照射"猫眼"目标的回返特性,建立了不同情况下回波强度模型,对典型目标在不同目标反射率、不同激光发射功率、不同激光发散角情况下进行仿真分析。结果表明,仿真结果与理论计算相一致,因此可用于指导未来基于激光主动探测技术的强激光干扰系统设计。     

钢筋混凝土构件中钢筋温度数值计算方法讨论

采用有限元法计算构件截面温度时认为构件材料全部是混凝土,忽略了占截面积比率很小的钢筋,然后以钢筋所在位置的混凝土温度代替为钢筋的温度。人们对这种算法存在的误差大小并不清楚。对400mm×400mm矩形截面钢筋混凝土柱在四面受火条件下的温度场进行了计算,对比了考虑截面上存在钢筋时构件的温度场与不考虑钢筋而认为材料全部是混凝土时构件的温度场。研究发现,当考虑截面上存在钢筋时所得钢筋温度与采用简化方法所得替代温度差别不大,对构件承载力影响很小,说明这种简化的温度场计算方法安全可靠。     

强激光作用充气式轻型仿形诱饵探讨

本文结合充气式轻型仿形诱饵的结构特点,探讨了强激光对轻型仿形诱饵作用的几种效应,以及强激光作用后诱饵运动状态变化的情况,且对由此引起的诱饵轨道偏离进行了数值计算与分析。     

激光熔覆搭接过程残余应力应变的有限元计算

激光熔覆过程中产生的残余应力与应变对熔覆层的裂纹开裂倾向有重要影响。利用有限元法对激光多道搭接过程熔覆层的残余应力和应变进行计算,计算过程中主要考虑瞬时温度变化引起的热应力、σ-ε曲线、有限元网格、力学边界条件4个方面。热应力主要在温度场计算结果的基础上求得;σ-ε曲线采用的是线性强化材料的弹塑性曲线;有限元网格主要采用分区划分的形式进行。通过计算,得到了搭接后的熔覆层上关键点的残余应力和应变分别为1 400 MPa和2.2×10^-2。结果表明：搭接熔覆层交界处的点产生焊趾裂纹的倾向最大,第1道熔覆顶点处产生横向裂纹的倾向次之。     

化学激光器环形与线形分流管道对比的数值分析

环柱型化学激光器中使用的分流管道的总管为环形弯曲管道,支管分布在内侧圆弧或外侧圆弧上,结构与线形分流管道有较大差别。应用计算流体力学方法,对上述各分流管道进行了三维的数值模拟及对比分析。结果表明,线形分流管道总管内的总压高于支管分布在外侧圆弧上的环形管道,但低于支管分布在内侧圆弧上的环形管道;无论是支管分流,抑或环形管道内的二次流现象都会使总管截面上产生径向速度,使得流体流动呈现明显的三维特征;分流管道各支管流量沿主流流动方向基本上是上升的,这与总管的总压分布趋势相反,而与总管的静压分布趋势相似;比较而言,支管分布在外侧圆弧上的环形分流管道的支管流量波动幅度最小,在均匀分配气流方面最具优势,线形分流管道居中,支管分布在内侧圆弧上的环形分流管道最差。     

An interface shear damage model of chromium coating/steel substrate under thermal erosion load

The Cr-plated coating inside a gun barrel can effectively improve the barrel's erosion resistance and thus increase the service life.However,due to the cyclic thermal load caused by high-temperature gun-powder,micro-element damage tends to occur within the Cr coating/steel substrate interface,leading to a gradual deterioration in macro-mechanical properties for the material in the related region.In order to mimic this cyclic thermal load and,thereby,study the thermal erosion behavior of the Cr coating on the barrel's inner wall,a laser emitter is utilized in the current study.With the help of in-situ tensile test and finite element simulation results,a shear stress distribution law of the Cr coating/steel substrate and a change law of the interface ultimate shear strength are identified.Studies have shown that the Cr coating/steel substrate interface's ultimate shear strength has a significant weakening effect due to increasing temperature.In this study,the interfacial ultimate shear strength decreases from 2.57 GPa(no erosion)to 1.02 GPa(laser power is 160 W).The data from this experiment is employed to establish a Cr coating/steel substrate interface shear damage model.And this model is used to predict the flaking process of Cr coating by finite element method.The simulation results show that the increase of coating crack spacing and coating thickness will increase the service life of gun barrel.     

采用瞬态球状热斗篷方法的浅层地下目标红外隐身技术

由于浅层地下目标与背景土壤的热物性不同,影响了整个区域表面的温度场分布,容易被敌方探测系统发现并击毁。针对这一问题,考虑太阳辐射、天空辐射以及风速的影响,建立了埋藏地下目标的区域温度分布传热模型,揭示了不同时段埋藏地下目标对区域表面温度场的影响。在变换热力学的基础上,通过坐标变换的方法,推导出球状瞬态热斗篷的导热系数的通解表达式。根据等效介质理论,对设计的热物性参数进行均质化,并通过数值实验方法验证了基于热斗篷地下目标红外隐身技术的可行性。     

辐射率对导弹仪器舱温度分布影响的研究

以某远程防空导弹仪器舱为研究对象,描述导弹的工作环境,对仪器舱的热响应过程进行分析建模,然后利用有限元软件对仪器舱温度场进行分析,研究隔热层和仪器外壳辐射率对仪器舱温度场的影响,得到了一定的数据资料和有价值的结论,为仪器舱的防热结构设计提供参数。     

夜间通风量对相变轻质房间室内热环境的影响

运用EnergyPlus软件,对含相变材料层轻质房间的室内热环境进行了模拟,分析了墙体结构、通风量等因素对相变材料轻质墙体的蓄、放热性能和室内热环境的影响。模拟结果表明:相变材料应用于轻质房间,能显著增强围护结构的热惰性,提高室内的热舒适性;同时采取夜间通风技术,可以有效地将白天蓄积的热量散至室外。相变材料布置在围护结构内侧时,室内环境的热舒适性比布置在外侧时更好。从自然通风的角度,相变材料布置于围护结构内侧时,选取换气数2.5次/h作为优化结果;相变材料布置于围护结构外侧时,选取换气数4.0次/h作为优化结果。     

连续激光辐照InSb的热损伤研究

在建立高斯型连续激光辐照半导体材料InSb物理模型的基础上,采用解析解的形式计算了圆柱形InSb靶板的三维温度场。通过数值分析得出了在连续激光辐照时,InSb发生的是熔融损伤的结果,并计算出相应的损伤阈值。对理论计算与实验结论进行了比较,验证了理论模型的合理性。