机构运动弹性动力学普遍方程的研究

本文首次采用等参有限单元,建立了一个为一般机构广泛适用的运动弹性动力学普遍方程。在不附加任何“运动学”假设的情况下,作为自然的结果,方程的质量阵是正定、协调的常数阵;方程中不存在两类时变的非对称系数项,即所谓的“陀螺阻尼”项和“离心动刚度”项。因此,该方程无论在形式上还是在生成及求解方面,都要较其它同类型方程简单。此外,基于一维等参梁单元,本文还具体导出了具有杆状构件的平面连杆机构的弹性动力学模型,并给出了一个铰链四杆机构的算例。     

细长壳体水声辐射问题的有限元结合边界元解法

采用三角形面积元,提出了一种计算任意形状的细长壳体水声辐射问题的有限元结合边界元解法,推导了三角形面积坐标下的质量矩阵。在水动力方面,根据单层势的概念,提出了声场速度势的边界积分表示式,给出了三角形面积坐标下的附加质量矩阵和附加阻尼矩阵,从而得以建立流固耦合的有限元动力响应方程。本方法的进一步发展可用于计算具有加强肋骨的双层壳体结构的声辐射问题以及船体在随机激励下的远场声功率谱。     

半挠性喷管挠性板弹性曲线计算方法

本文基于梁弯曲变形的小挠度线性理论,提出了半挠性喷管挠性板弹性曲线的计算方法。并对挠性板弹性曲线与气动力学给出的型面进行了对比研究,两者吻合得较好,研究表明,结构设计中撑杆合理布局,是影响匹配的关键问题,足应引起设计者的重视。     

拉压性能不同非线弹性材料空间汇交杆系应力应变分析的数值解

以两个指数函数近似表示拉压异性非线弹性材料的应力一应变关系,分析了拉压性能不同非线弹性材料空间汇交杆系,用位移法推导出了应力应变计算的普遍表达式,给出了计算汇交点位移的非线性方程组,编制了通用的数值计算程序,计算准确方便,使这一问题得到了圆满的解决。     

刚性夹杂双周期分布的反平面问题

在遵循复合材料中各夹杂相互影响的条件下,构造呈双周期分布且相互影响的椭圆形刚性夹杂模型的复应力函数,采用复变函数的依次保角映射方法,达到满足各个夹杂的边界条件,利用围线积分将求解方程组化为线性代数方程组,推导出了椭圆形刚性夹杂呈双周期分布的界面应力解析表达式,并讨论了夹杂间距对界面应力最大值（应力集中系数）的影响规律,描绘出了曲线。     

某步枪“冷热偏”分析与研究

针对某小口径步枪因枪管过热而导致射击准确度降低的问题,利用ABAQUS软件平台建立某步枪\弹相互作用的仿真模型。基于非线性热力学理论,在射击过程中,对身管内外壁的对流传热和内部的热传递过程进行了仿真分析,得出击发热冲击下身管温度场的分布规律,通过对弹丸挤进阻力、身管弯曲量和弹丸姿态仿真计算,来验证温度对射击准确度的影响。通过从实验测量、仿真、理论进行枪械不同温下度射击状态的分析与研究,可为提出步枪冷热偏抑制措施提供依据,对提高武器射击准确度具有重要的现实意义。     

摩擦效应对三维自由弯曲过程中管材变形行为的影响规律研究

三维自由弯曲过程中管材处于少约束条件下,弯曲模与管材之间的摩擦效应对管材的自由弯曲塑性变形行为影响非常明显。为了提高管材自由弯曲成形质量,需要研究不同摩擦条件下管材弯曲半径、壁厚分布、截面畸变的演化规律。建立了考虑弯曲模对管材摩擦作用力的自由弯曲成形力学模型,采用有限元模拟和实验相结合的方法,研究了不同摩擦系数条件下管材自由弯曲过程中应力、应变分布,截面畸变率和壁厚分布的变化情况。研究结果表明,相同弯曲模偏距(U)条件下,所成形管材弯曲半径(R)随摩擦系数的减小而下降,并且弯曲弧段内侧壁厚增厚愈发明显,而弯曲弧段外侧壁厚减薄现象减弱。截面畸变率随着摩擦系数的增加呈现出先增大后逐渐平缓的趋势。因此,当采用不同材质管材和弯曲模距时,需要充分考虑摩擦效应对管材自由弯曲变形行为的影响,以获得满足质量要求的弯曲管件。     

固体推进剂黏弹性本构模型及其有限元应用研究

基于时温等效原理和WLF方程建立推进剂黏弹性泊松比主曲线方程,进而建立考虑时间温度相关泊松比的推进剂本构模型。基于增量有限元方法,采用完全显式积分算法推导增量形式的黏弹性本构方程。根据MSC. Marc用户子程序编程规则,确定本构模型对应的一致切线刚度矩阵从而实现本构模型的有限元应用。先后通过固化降温以及点火增压工况,分别采用黏弹性泊松比以及弹性泊松比对药柱结构进行应力应变力学响应分析,并对比不同类型泊松比对应力应变场的影响。研究方法和结果可为发动机药柱的精细结构完整性分析提供参考。