基于螺旋廓线的驱动机构设计

随着管道机器人在工业检测、工业维修、医学等领域的广泛应用,其驱动方式已经成为研究的热点。本文从理论上对步进式螺旋驱动管道机器人的工作环境、工作原理以及受力状况进行了分析,提出了基于螺旋廓线驱动机构的设计方案;根据驱动器的运动力学性能要求设计了从动件的运动规律,既避免了刚性冲击又避免了柔性冲击。     

加肋圆柱壳结构的FE-IE算法网格尺度划分原则

为了研究结构有限元耦合流体无限元算法的网格尺度划分原则,提出有限元-无限元算法中结构湿表面的网格尺度划分原则。数值计算结果表明,对加肋圆柱壳而言,在保证一个肋骨间距至少有2个有限元单元的前提下,将结构主振型弯曲波波长作为有限元-无限元算法中结构湿表面网格尺度划分的参考标准是可行的,即保证一个主振型分量波长内至少有6个有限元单元。提出以结构主振型分量的弯曲波波长(而不是最短的结构波长)作为有限元-无限元算法中网格尺度划分的参考标准,所得结论对于有限元-无限元算法中结构湿表面的网格划分以及控制内域流体有限元数量均具有十分重要的参考意义。     

火炮模拟终端对目标毁伤定量计算研究

计算火炮毁伤半径及对目标毁伤程度是实兵对抗训练系统的重要研究内容之一,对实兵对抗训练中火力毁伤建模具有重要意义。根据实际项目应用情况,提出一种火炮对目标毁伤定量计算方法,该方法通过计算炮弹爆炸时产生的冲击波超压,进而计算火炮毁伤半径及对目标产生的毁伤程度,提高了模拟火力打击的可信度和科学性,能较准确地体现火炮模拟终端在实兵对抗训练中火力打击的作用,贴近实战。     

圆柱壳体振动特性研究与有限元计算验证

采用解析理论和有限元方法研究计算了圆柱壳体的固有频率与固有振型,发现环向封闭的圆柱壳具有同一节点形式的两种固有振型,对应两种固有振型的固有频率值相同。     

基于超压和冲量的爆炸冲击波杀伤概率计算模型

基于人员爆炸伤的特点,针对爆炸过程中超压、冲量的变化对人员造成的损伤,建立了用于评估人员在爆炸威力场中伤亡概率的计算模型。结合爆炸伤特点,对人员损伤情况进行分类,分析冲击波杀伤和爆炸导致的人员抛投伤。根据爆炸物相关参数,计算TNT当量以及爆炸威力场中的超压和冲量变化,采用PROBIT方法对人员伤亡概率进行评估。在此基础上,首先,分析了江苏响水天嘉宜化工有限公司“3·21”特别重大爆炸事故。结果表明,在此次爆炸事故中,由该模型计算得到的安全距离与实际情况相符。然后,对某型弹药的战场冲击波杀伤概率进行了评估,并对四种伤情特点进行了分析。该模型可用于快速计算爆炸时超压和冲量变化导致人员伤亡的概率,对于评估爆炸安全事故中的人员伤亡情况以及战场中的爆炸致伤情况有一定参考意义。     

榴弹模拟弹综合威力分析

榴弹作为打击空中目标的弹种之一,其破片与冲击波威力是评价毁伤能力的重要一环。参考意大利奥托·梅莱拉127 mm榴弹,设计榴弹模拟弹,分析其综合威力。采用实验、数值仿真与经验公式相结合的方法,分析破片速度、破片空间分布规律和冲击波超压。实验结果表明,榴弹模拟弹飞散方向角为93.67°,飞散角为65.42°,破片初速为1 451 m/s。仿真和计算结果表明,飞散角的理论计算值与实验值相对差较小;破片速度理论值与实验值相对差不超过20%;冲击波超压理论值、仿真值与实验值相对差不超过15%。     

有初始缺陷圆柱壳轴向压力下的静态塑性屈曲

基于初始缺陷的定义式,推导出有初始缺陷的圆柱壳的几何方程．并假定了一种屈曲时的挠度函数,通过该函数求解塑性屈曲方程,可得到有初始缺陷的圆柱壳塑性屈曲的临界载荷．最后将所得结果与已有的实验结果作了比较．     

静爆冲击波数据处理评判方法研究

针对冲击波测试中缺乏一致的数据处理正确性判定问题,提出了以峰值数据分布正态性检验作为数据处理正确性的评判方法。在分析常规弹药试验中冲击波超压峰值的规律基础上,利用某型弹药试验结果进行假设检验,验证了数据存在正态分布的客观规律,通过对试验数据采取滤波处理、经验公式拟合处理等方式,分别进行正态检验,与原始数据进行比对,得出了采取不同方法进行数据后期处理的差异,指出了经验公式拟合处理方法的必要性,进而阐明以峰值数据分布正态性检验作为数据处理正确性的评判方法。该方法为提高冲击波测试精度、判断数据正确性提供了参考。     

水下爆炸仿真参量设置影响研究

本文中研究了水下爆炸数值仿真参量设置对冲击波与气泡载荷计算结果的影响。构建一维楔形网格,研究了flow-out、transmit和none三种边界条件对气泡脉动特性的影响,表明应建立足够大的水域来模拟无限水域从而消除边界对气泡脉动的影响;构建不同水域尺寸的仿真模型,结果表明所述装药条件下合适的水域半径为1 200倍装药半径;网格密度影响水下爆炸冲击波压力峰值,基于计算结果拟合得到了5%误差和10%误差下网格尺寸最小取值的计算公式。研究结果为水下爆炸载荷高精度计算提供重要参考。