用于混合动力汽车的球形发动机热力学过程分析

作为混合动力汽车增程系统的一种新型动力源,球形发动机有着功率密度高,结构紧凑等优点。在介绍球形发动机工作原理及基本结构的基础之上,研究了发动机气缸容积变化规律,分析发动机燃烧过程,建立了发动机热力学理论模型。利用FLUENT开展了仿真研究,验证了模型的正确性,进而对于发动机燃油喷射过程进行了分析。结果表明：计算得到的气缸内部温度与压力曲线与仿真得到的结果基本一致,验证了理论模型的正确性。在燃油喷射的过程中,可能会出现涡团状的燃油喷射轨迹,使得局部富油发生,燃烧性能变差。     

舰船喷气燃料舱填充新型抑爆材料大尺度试验研究

为探究填充新型抑爆材料对舰船喷气燃料舱的抑爆效果,研究通过搭建大尺度油舱抑爆试验平台,针对球形和发泡2种抑爆材料开展爆炸、破片2种载荷作用下的抑爆效能试验研究。结果表明：2种抑爆材料在2种载荷作用下均能对舰船喷气燃料舱起到良好的阻隔防爆效果,使得油舱内爆炸压力显著衰减;相比于未填充抑爆材料的油舱,均能阻碍油舱内喷气燃料被引燃,不发生二次爆炸。     

纤维缠绕复合材料约束球形浮力芯材准静态压缩吸能机制

针对海洋工程平台的防护吸能和浮力储备需求,设计一种纤维缠绕复合材料约束球形浮力芯材吸能结构。为分析其变形损伤特征和能量耗散机理,通过ABAQUS有限元软件和万能材料试验机开展数值模拟分析和试验验证研究。通过力学响应特征和损伤破坏模式分析可知,结构吸能设计的关键在于表层和芯材的泊松比匹配。芯材主要通过塑性压缩损伤和剪切断裂破坏吸收能量,而表层吸能则主要通过环向的花瓣形拉伸断裂破坏。研究表明,该型结构单元压缩吸能特性优异,可实现海洋工程结构平台的防护吸能和浮力储备要求。     

纤维缠绕复合材料实芯球形结构单元耐撞性多目标优化

为了提高纤维缠绕复合材料实芯球形结构单元的耐撞能量耗散性能,在初始结构单元耐撞性分析的基础上,建立以结构单元中心承载圆柱体高径比、球形芯材短轴长轴比以及纤维缠绕复合材料表层壁厚比和缠绕角度为结构优化设计参数,以比吸能效率和冲击峰值载荷为评价指标的多目标优化模型。采用分级递进优化方法将多目标优化模型分解为两级单目标优化子模型,并通过有限元软件Abaqus得到不同子模型的碰撞响应。结合径向基函数构造近似函数模型,并采用第二代非劣排序遗传算法对结构优化设计参数进行两级递进求解,得到耐撞性能最优的结构单元。进一步开展的试验验证和破坏模式分析表明,优化设计后结构单元的耐撞吸能水平得到大幅提高,从而验证了该多目标优化分析模型的有效性。     

导弹破片与作战飞机的交汇分析

在简化假设的前提下,对导弹破片与作战飞机的交汇进行分析,首次在三维坐标系中建立导弹破片与飞机的交汇模型,推导破片相对于飞机的三维弹道轨迹方程,并确定在导弹打击下飞机的受损区域.导弹破片与飞机的交汇模型的建立和破片弹道轨迹方程的获得,为在导弹打击下的飞机损伤概率计算奠定基础.