几何约束的改进弹性体网格变形方法研究及应用

针对现有弹性体网格变形方法无法有效抑制网格单元出现"负体积"和过度畸变等问题,引入体积弹性模量约束和挤压弹性模量约束,提出一种基于几何约束的改进弹性体法。借助Patrick网格质量参数,选取三维长方体边界在旋转、平移和伸展变形三种方式下的大幅度运动,对比研究引入几何约束后的改进效果。仿真计算二维NACA0012翼型的俯仰振荡和三维伸缩翼变形过程的气动特性,结果表明:基于几何约束的改进弹性体法显著提高了变形网格的鲁棒性,尤其在大变形时能够有效约束较差网格单元,改善经典方法存在的问题,可为非定常流场问题的求解提供有力支撑。     

剪切变形对夹芯复合材料悬臂箱梁挠度的影响

为了分析剪切变形对夹芯复合材料悬臂箱梁挠度的影响,推导了夹芯复合材料薄壁箱梁的等效弯曲刚度和剪切刚度,将夹芯复合材料悬臂箱梁等效为具有等跨度等刚度的均质箱梁;利用初等梁理论得到了考虑剪切变形的夹芯复合材料悬臂箱梁的挠曲线方程;分析了剪切变形对夹芯复合材料薄壁箱梁挠度的影响,为复合材料薄壁箱梁的设计提供了理论参考.     

Strain concentration caused by the closed end contributes to cartridge case failure at the bottom

Ruptures at the bottom of cartridges are a common cause of failure of ammunitions, which directly threatens the safety of weapons and shooters. Based on plastic tube theory, this study analyses the radial and axial deformation of a cartridge, considering the radial constraint of the closed end at the bottom of the cartridge. Owing to the influence of the closed end, the bottom of a cartridge does not establish complete contact with the chamber. Owing to strain concentration in the non-contact area, this area is more amenable to the occurrence of cartridge rupture. This theory predicts the location of the fracture more accurately than the traditional theory. The maximum axial deformation of a cartridge comprises bending and friction deformation. The maximum strain at the bottom of the cartridge increased by 135% owing to the introduction of bending strain caused by the closed end. The strain distribution of a cartridge was measured using digital image correlation technology, and the measured result was consistent with the predicted results of the bending deformation theory and rupture case. The effects of wall thickness, radial clearance, friction coefficient, and axial clearance on the axial deformation of the cylinder were studied. Increasing the wall thickness and reducing radial clearance were found to reduce bending deformation; furthermore, lubrication and reduction in axial clearance reduce frictional deformation, which in turn reduce cartridge rupture.     

固体发动机星形药柱的形状优化分析

为了极大地提高发动机的结构完整性能,利用MSC.Nastran软件的结构优化功能,对星形药柱发动机进行了形状优化分析.探讨了发动机形状优化中位移模式和辅助模型的建立方法,根据发动机的结构和受力特点,建立了星形药柱的平面应变模型,对星形药柱的控制参数进行了灵敏度分析,并在此基础上对星形药柱进行了形状优化.优化结果表明:增大星边夹角和顶弧倒角可有效地缓解应力应变的集中程度.     

充气式返回舱化学非平衡仿真分析

采用空气五组分模型对充气式返回舱的气动特性进行了化学非平衡数值模拟研究,考察了返回舱外形变化对流场温度和压力的分布以及壁面热流密度和压强的影响,分析了流场中组分分布情况。研究结果表明,外形变化在总体上对返回舱流场特性影响较小,会使舱体壁面处的热流密度有所增加;对流场组分分布的研究发现,由于N₂比O₂更难解离,在整个流场中N的摩尔分数远低于O的摩尔分数;在目前的计算条件下,沿轴线和壁面的氮氧比与来流基本保持一致。仿真结果在总体上与实验结果符合较好,验证了仿真模型的可靠性。     

形状记忆合金自复位减振装置研制与验证

为改善第二喉道中的可调中心体机构(简称中心体)在工作状态下的流致振动,根据形状记忆合金(shape memory alloy, SMA)偏置双程驱动原理,设计制作一种能够满足中心体有限安装空间要求的SMA自复位减振装置;采用UMAT接口编制的SMA本构关系子程序实现减振装置最大压紧力的数值分析,数值分析与静态调试试验结果误差约为2.58%;搭建地面减振试验平台,测试SMA自复位减振装置分离和闭合状态下的中心体零部件振动响应。减振试验结果显示:SMA自复位减振装置闭合后,中心体振动响应明显降低,在0～100 Hz频带内,均有明显的减振效果,低频至55 Hz范围内,减振率均大于50%。     

新疆锡伯族幼儿3～6岁体质现状及特点的调查与分析

为了解和掌握新疆锡伯族幼儿3～6岁体质现状,科学评价新疆锡伯族幼儿3—6岁的体质健康水平,通过对新疆681名男、女幼儿的身体形态、身体机能、身体素质的指标测试与分析,揭示了锡伯族幼儿男、女幼儿各年龄段体质状况及特点。结果表明：新疆锡伯幼儿3—6岁男女性体质状况随着年龄的增加而呈现出明显提高趋势,且男女性在年龄间、性别间增减幅度不同,总体上,男幼儿体质好于女幼儿。建议各级政府应增加资金投入,为幼儿园增设体育锻炼器材、场地,配备专职体育教师,规范幼儿体育教学并进行系统的幼儿体育锻炼。     

电控喷油器控制柱塞偶件高压变形与泄漏分析

为准确选取柱塞偶件的间隙,简述了喷油器柱塞偶件间隙要求,分析了高压油压泄漏的影响因素,给出了柱塞偶件的受力和泄漏的数学模型,采用ANSYS仿真软件对某柴油机电控喷油器柱塞偶件进行变形分析,对比不同条件下的柱塞的变形量和配合间隙变化,并根据变形量计算出对应的泄漏量。以变形量和泄漏量为衡量指标,给出合理间隙的柱塞偶件方案。     

监测位移趋势分析确定滑坡稳定状态研究

针对滑坡预报缺少公认的临界速率,同时由于普遍存在的位移突变现象,易于造成大量误报的问题,提出了基于监测位移趋势分析的滑坡预报新思路。通过分析某工程滑坡的位移监测数据,得出了选取关键断面、观测预报点的一般规律。采用FLAC3D计算考虑流变状况下,不同安全系数所对应的滑坡位移趋势曲线,通过对比分析相应关键点监测位移趋势曲线,定量、全过程判定滑坡所处的稳定状态,为工程项目提供决策参考,避免了滑坡进一步发展,验证了滑坡观测预报点选择规律和对比监测、计算位移趋势曲线进行滑坡预报的可行性。     

关于有限变形非弹性有限单元法的研究进展

对有限变形非弹性有限单元法研究发展中的一些普遍关注的研究课题,进行了回顾和展望。这些课题包括:不同参考构形下的有限元列式、客观性应力率的合理定义、有限变形非弹性本构方程的精确描述、率本构方程的增量客观数值积分、塑性流动的不可压缩性与自锁现象、以及交界面接触与摩擦的处理。