关节软骨的力学模型及其数值分析方法综述

关节软骨的力学研究对于预防和治疗关节病,分析提高关节的运动和承载能力,促进人类对动关节的进一步认识具有重要的意义。系统介绍了关节软骨力学模型的发展及其数值分析方法,为关节软骨的力学研究提供了更多的依据和参考。文中重点叙述基于混合物理论的两相多孔介质模型。该模型视关节软骨为固、液两相混合物,是应用最为广泛的关节软骨模型之一,具有坚实的数学基础。关节软骨的数值分析方法包括混合有限元法、罚有限元方法和拉格朗日法等。这些方法因计算机的广泛使用和不断发展,获得了广阔的应用空间和极大的潜力。     

透气防毒服气动力学吸附特性装置的设计

为了研究透气防毒服在野战条件下的实际防毒性能,建立了一套适用于研究透气防霉素服气动力学吸附特性的实验装置。该装置的特点是利用风洞作为其气流流动的管道,并设有一个圆筒织物夹具。风洞装置使管道内的气流均匀,圆筒织物夹具体现了防护服周围气流的复杂空气动力学过程,所以气动力学试验的结果可以预测防护服实际的防护效果。通过测试风洞试验段的气流速度分布和毒剂浓度分布以及圆筒织物内外浓度均匀性,可知该装置具有理想的气流速度和浓度分布的均匀性,为开展毒剂蒸气和气溶胶对防护服的穿透研究奠定了实验基础。     

空气动力和直接侧向力复合控制的拦截弹飞行力学及稳定回路模型

以大气层低层拦截导弹为研究对象,建立了飞行力学模型,进行了空气动力与力矩燃气动力的复合控制回路分析设计,进行了实例计算与仿真。     

混凝土板模爆方法数值模拟研究

分析混凝土结构在1/4模型中应变率对于爆炸相似律的影响,并用数值模拟的方法进行混凝土板的模爆方法研究,得出混凝土板在爆炸作用下复印比例定律近似成立的结论。考察数值模拟中产生计算误差的原因,发现混凝土板模型在采用4cm网格时会出现较大的计算偏差,其原因部分是由于网格尺寸引起的,部分是由于计算采用的混凝土局部损伤失效模型引起的。     

基于混沌量子粒子群的舰炮身管多目标优化研究

舰炮的炮口扰动是影响舰炮射击精度的重要因素。为了减少舰炮的炮口扰动,优化身管结构,建立了柔性身管的有限元模型并将该模型的模态计算结果与模态试验测试值进行对比,证明建立的柔性身管有限元模型是有效的。提出了混沌量子粒子群算法与动力学联合优化的方法,进行身管和炮口的多目标优化,优化结果表明：优化后的炮口中心的线速度、角速度和角位移与优化前相比显著减小,身管质量有所降低,结构更加合理,该优化方法有效可行,为下一步全炮总体优化设计提供了一定的借鉴。     

水下接触爆炸下液舱前置型防雷舱的动响应分析

为探讨防雷舱结构设计,采用有限元方法对同一防雷舱结构的典型模式和液舱前置模式进行数值仿真计算,通过对典型模式与实验结果的对比,验证了数值计算方法的有效性。着重分析了液舱前置对防雷舱结构动响应过程、失效模式及防护效能的影响,并分析了其形成机制。从结构破坏过程、载荷特性、吸能特性三个方面对比了两种模式的差异,探讨了两种模式防雷舱结构的防护机理,为舰船水下舷侧防护结构的工程设计提供了参考。     

炸药装药损伤行为数值模拟研究进展

炸药装药损伤的萌生、演化直接影响炸药的力学响应过程,及其爆轰性能,是武器设计人员关注的焦点之一.就炸药装药损伤行为数值模拟技术,从本构模型和计算模型两个方面,阐述了国内外炸药本构模型及炸药装药力学行为数值计算模型方面的研究现状,介绍了现有含损伤本构模型和计算模型的适用范围及优缺点;建立适应性更加广泛的数值模拟方法描述炸...     

新型微小管道机器人驱动特性分析

研制了一种具有"大驱动、快速、长距离运动"综合性能的新型微小管道机器人。机器人采用电机驱动蠕动式爬行方案,主要包括自调节支撑机构、柔性保持机构、软轴驱动机构、卸载机构等,适用于直径为15~20mm的微细管道。在介绍了工作原理及机构组成的基础上,对各机构的力学特性进行了分析。虚拟仿真和样机试验表明,机器人能顺利通过曲率半径不小于80mm的弯管,移动速度为8~10mm/s,具有0~90°爬坡能力,可双向移动,其负载能力不小于10N,载重自重比可达6.67∶1。     

着靶速度对侵彻膨胀弹横向效应的影响

在建立弹靶模型的基础上,采用有限元软件LS-DYNA对装填尼龙的侵彻膨胀弹以不同着靶速度侵彻4340钢靶板的过程进行了数值模拟。结果表明:着靶速度对侵彻膨胀弹横向效应的产生有一定的影响。在PELE能够穿透靶板的前提下,随着着靶速度的进一步增加,横向效应的作用区域呈现出先减小后增大的趋势,而PELE穿透靶板后的速度损失越来越小;综合考虑横向效应的有效发挥和常规发射条件,PELE着靶速度的选取应选取800 m/s~1 300 m/s较为合适。     

加筋板架抗动能穿甲的等效防护厚度研究

为研究舰船舷侧结构抗穿甲性能,采用有限元分析了两种典型工况下板架的穿甲破坏模式、弹体的剩余速度和板架的变形吸能规律,提出了基于剪切冲塞模式的剩余速度理论计算模型,比较了不同等效计算方法得到的结果,并将理论计算结果分别与相关文献的实验结果和本文的有限元计算结果进行了比较,两者之间均吻合较好。结果表明,加强筋对板架的抗穿甲性能影响较大,而板架的实际等效厚度是决定其抗穿甲性能的主要因素;不同的等效计算方法与模型相对尺寸、弹体冲击速度以及命中位置有关,对于弹体直径相对较大且初始冲击速度较高时,不同的等效计算方法得到的结果基本一致。