不同星箭分离方式下整星冲击环境特征分析

目的研究不同星箭分离方式下卫星的冲击环境特征。方法分析采用点源、线源和组合源火工装置完成星箭分离的卫星整星级冲击试验中不同位置测点加速度的实测值,研究其时域谱、频域谱和冲击响应谱特征,对不同星箭分离方式下整星冲击环境特点进行总结。结果三种分离方式下单位长度冲击响应的衰减率均在60%~70%之间。从频谱特点上来说,点源引起的冲击响应频率成分最为丰富,线源和组合源的功率谱分布相对集中。结论不同星箭分离方式下整星的冲击环境有一定的区别,在进行卫星抗冲击设计时,应考虑分离方式的不同。     

爆炸螺栓分离对热防护系统冲击响应分析

目的考察在爆炸螺栓分离过程中,作用在TPS(热防护系统)上的冲击响应是否会导致其破坏,从而影响航天器飞行安全,对过程进行数值仿真分析。方法提出四阶段仿真方案,基于MSC.Dytran软件,采用流固耦合方法对爆炸螺栓分离过程进行动力学仿真;根据单个爆炸螺栓地面分离试验的结构进行建模和分析,获取结构响应曲线;再根据实测的冲击响应数据,对爆炸过程中炸药及JWL方程的参数等设置进行调整,获取准确爆炸螺栓的分析模型;最后应用于对真实结构中TPS(热防护系统)在分离过程里受爆炸螺栓冲击响应的动力学分析与评估。结果通过参数调整,获得的仿真模型与爆炸螺栓地面分离试验实测结果一致,证明了仿真模型的有效性和四阶段仿真方案的可行性。结论提取的真实结构爆炸螺栓分离过程中作用在TPS(热防护结构)上的最大加速度响应曲线,可用于指导TPS(热防护系统)的设计。     

舰载飞机弹射动力学仿真与试验验证

目的获取舰载飞机弹射过程中冲击动载荷在结构上的响应规律,以及前起落架和与其连接的机体主传力结构的动响应特性。方法基于多体系统动力学理论,建立描述舰载机弹射过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,对弹射过程进行仿真分析。同时开展地面模拟弹射冲击试验,通过仿真和试验对照,重点研究牵制载荷突卸瞬间结构的动态响应规律。结果仿真和试验得到结构传力路径各点的加速度和应力响应数据,试验测得机体结构加速度峰值达到255g,而同位置的应力峰值为85 MPa,仿真和试验数据的趋势一致。结论牵制载荷突卸形成的冲击动响应峰值沿着结构传力路径衰减。航向加速度和应力响应峰值随着牵制释放载荷的增加而增加。虽然瞬态加速度峰值达到较高水平,但是瞬态作用机体结构的应力峰值不高,不足以造成结构失效。结构设计应重点关注弹射冲击响应峰值和振动疲劳的影响。     

振动离心复合环境下结构响应试验研究

目的研究振动离心试验系统复合功能下的振动台体、吊篮连接装置、离心机机臂端头及机臂中部的结构振动响应特性及传递规律。方法根据复合振动激振系统在不同工况下,测量离心机机臂、连接装置等部位的加速度响应,以振动台体为基准,计算被测部位相对于台体的振动加速度传递比。结果在振动离心复合功能运行时,振动响应沿台体、吊篮连接装置、机臂端头到机臂中部逐级衰减,机臂中部处振动响应最小,响应传递比呈衰减规律;振动复合试验中机臂沿径向传递比为2.3%、沿切向传递比为2.6%;在正弦拍波试验中,机臂沿垂向传递比为2.3%,沿切向传递比为3.1%,传递比随拍波频率增大而变化;地震波试验中机臂沿垂向传递比为9.4%,切向传递比为2.9%。结论通过试验分析得到振动离心复合下离心机结构连接装置、机臂等位置的振动响应和传递规律,结果可为大型复杂离心机结构设计及模型修改等提供数据支持。     

频域子结构方法再推导及环境预示应用研究

目的 利用频域子结构方法实现复杂结构系统随机振动环境的高效准确预示。方法 基于Sherman-Morrison-Woodbury公式,对考虑弹性连接的频域子结构方法进行重新推导,解决现有方法应用场景受弹性连接系统位移阻抗矩阵奇异性限制的问题。进一步,通过推导复杂结构系统的位移频响函数与加速度传递函数之间的转换关系,形成基于频域子结构方法的随机振动环境预示方法。结果 设计了“模拟实验室随机振动试验”的仿真算例,并分别利用有限元软件和文中方法对仿真算例的随机振动环境进行了仿真预示和计算预示,2种方法的预示结果一致。结论 提出了一种基于频域子结构方法的随机振动环境预示方法,为复杂结构系统的环境预示提供了一种新思路。     

基于气囊缓冲的某火箭炮着陆冲击分析

目的减小火箭弹着陆冲击加速度。方法基于LS-DYNA瞬态动力学分析软件和冲击动力学理论,采用有限元软件HYPERMESH建立火箭炮-气囊系统有限元模型,采用显式动力学方法对火箭炮-气囊系统的着陆冲击缓冲过程进行仿真。分析火箭炮在正常着陆工况下,火箭弹的着陆冲击响应,得出空投装备速度、加速度变化曲线,以及气囊的体积、压力曲线。结果在正常着陆工况下,火箭弹横向加速度的最大值为122 m/s2,小于安全的横向加速度;火箭弹纵向加速度的最大值为48.3 m/s2,小于安全的纵向加速度;火箭弹的最大轴向力为2640 N,小于安全闭锁力。结论在火箭炮着陆冲击过程中,气囊缓冲装置吸收了大部分冲击能量,起到了良好的缓冲作用,火箭弹的冲击加速度、闭锁力均在安全范围内。采用显式动力学方法对火箭炮的着陆冲击过程进行分析是可行的。     

大型航天器结构-控制-光学一体化建模与微振动响应快速计算方法

目的控制大型航天器一体化模型的计算成本。方法分别使用状态空间法和附加刚度法建立结构-控制-光学一体化模型,并求解微振动响应。使用稀疏矩阵LU分解法和迭代法求解线性方程来加速微振动响应的求解速度。结果对某大型航天器建立一体化模型,并求解微振动响应,总耗时10.35 s,其中使用迭代法计算2794个频率点耗时7.20s,使用稀疏LU分解法计算6个频率点耗时3.15s。结论数值算例证明了该方法的高效性,是适用于实际工程中大型航天器微振动预示的高效算法。     

高速球形弹丸对飞机油箱结构的毁伤效应影响

目的研究高速球形弹丸对飞机油箱结构的毁伤效应。方法基于LS-DYNA有限元分析软件和光滑粒子流体动力学理论,建立弹丸高速冲击充液油箱的动力学分析模型,分析不同弹丸冲击速度、不同充液比例情况下油箱结构的动态冲击响应和毁伤机理。结果充液比例对弹丸的速度衰减变化几乎没有影响;弹丸速度和充液比例均对油箱结构的动态冲击响应有较大影响。随着弹丸速度的增加,油箱前后壁板的变形量逐渐增加;随着充液比例的增加,油箱结构的变形量逐渐增大,破坏也更严重,且部分充液箱体的变形明显小于完全充液的情况。结论充液比例越大、弹丸速度越高,油箱毁伤程度越大。     

动量轮诱导的卫星地面微振动特性研究以及在轨仿真分析

目的探索整星微振动传递特性及其影响因素,为降低或控制微振动对卫星相机成像质量的影响提供手段。方法利用某卫星结构,在卫星固支与悬吊两种边界状态下,开展不同动量轮转动组合状态的地面微振动环境试验。根据试验数据,分析从振动源到相机的传递比、卫星固支与悬吊的差异、卫星结构与转动部件分别对振动谱的贡献。利用卫星有限元模型,通过修改地面模型、添加组件等方式使其符合在轨状态,从而开展在轨微振动仿真分析。结果得到了动量轮各工作状态下的星上微振动加速度环境数据。根据数据分析结果,卫星边界固支与悬吊都附加了低频的振动,而星上微振动在动量轮转动频率外更包含了卫星结构的耦合振动。从振动源到相机的微振动传递都具有衰减特性,传递比为0.03~0.475。微振动仿真分析给出了相机微振动转角和影响。结论相机的微振动主要取决于最大扰动的动量轮。从振动源到相机的微振动传递中,传递界面的阻尼对微振传递比影响较大,其次为距离的影响。根据此卫星微振动传递特性提出了的微振动抑制手段有效降低了相机处的微振动大小。在轨状态仿真结果显示太阳翼低频振动耦合引起相机约0.1像素的振动。     

航天器结构声振耦合问题的有限元-边界元方法数值仿真研究

针对高超声速、结构轻量化带来的航天器复杂结构声振耦合动力学环境难以精准预示问题,提出一种基于有限元-边界元(FEM-BEM)方法的声振耦合问题数值仿真方法。分析国内外求解声振耦合问题的主要数值仿真方法,从影响航天器性能设计的低中频声振耦合动力学特性入手,采用有限元-边界元方法,以航天器典型结构截锥壳为研究对象,开展混响噪声作用下的声振耦合研究。建立了声振耦合模型,获得了主体结构、主要支撑结构及设备的声振耦合响应。提出的数值仿真方法和仿真分析过程,为航天器声振耦合分析提供了理论基础和仿真手段。     

爆炸分离冲击信号修正及结构状态分析

为了对爆炸分离冲击信号进行有效性分析及校正,进而对关键结构的状态变化进行分析,基于离散小波分解方法,对实测分离冲击信号及其速度积分进行校正,去除零漂趋势项.选取冲击结束后剩余自由响应阶段,对结构状态进行分析,基于冲击信号初始谱及剩余谱相关性分析,提出确定剩余自由响应阶段起始分析时间的确定方法.对该剩余响应信号结合频域窗...     

DAVA在航天器内声场控制中的研究进展

针对航天器内声场的控制,从装置的改进、声场控制方法和DAVA的应用三个方面阐述了DAVA在航天器中的研究进展,梳理总结了用于航天器内声场控制的DAVA智能装置研制中面临的多物理场耦合建模、复杂声场环境下的控制器设计和功率消耗等关键问题,并初步开展了声场控制研究,最后对DAVA在火箭整流罩内声场控制中的发展前景进行了展望。     

弹射起飞和拦阻着陆冲击试验方法探讨

目的研究舰载机机载装备弹射起飞和拦阻着陆冲击试验的工程实现方法。方法从GJB 150.18A—2009、MIL-STD-810F/G及其提供的实测数据出发,分析弹射起飞和拦阻着陆冲击载荷特征,对几种常用试验方法的工程实现进行探讨和比较。结果弹射起飞和拦阻着陆冲击具有瞬态、交变、低频、大位移、高速度等特征。阻尼正弦波方法的实施路径比较明确,复杂波形再现方法实施路径比较模糊且复杂,超长脉冲半正弦波方法具有多种局限性,前两种方法的速度、位移都较大。结论阻尼正弦波方法较复杂波形再现方法更容易实现,但两者都需要大位移、高速度的专用冲击试验设备和适当的波形处理技术,超长脉冲半正弦波方法在前面两种标准推荐方法能够实现时,不建议使用。     

孟加拉国海岸带近30a红树林变化遥感分析

孟加拉国是21世纪海上丝绸之路沿线重要的支点国家,海岸带广泛分布有红树林,其西南部的松达班地区尤其典型。本研究基于1990、1996、2000、2005、2010和2016年6个时期Landsat TM/OLI中等分辨率卫星遥感影像数据,开展了基于SVM方法的孟加拉国海岸带红树林遥感监测,并应用8 m空间分辨率的GF1-PMS1卫星遥感数据进行结果检验,给出了6个时期孟加拉国海岸带红树林空间分布状况,分析了红树林30 a间的演变趋势。结果表明:1）近30 a孟加拉国海岸带红树林面积整体上呈现缓慢减少的趋势,1990年面积为468218.932 hm2,至2016年红树林面积共减少17077.898 hm2;2）海岸带红树林空间上呈东部和西部减少,中部增加的态势,近30 a间东部吉大港专区红树林面积减少了45.7%,西部库尔纳专区红树林减少了2632.007 hm2,但仅占总面积的0.64%,中部巴里萨尔专区红树林面积增加3108.604 hm2;3）东部吉大港专区红树林面积减少区域主要位于诺阿卡利附近沿岸和佐拉尔甘杰沿岸,主要减少的原因是虾养殖池的建立;西部库尔纳专区红树林减少区域主要分布在松达班地区河口、沿岸附近,主要减少的原因是虾养殖池的建立和人类活动将红树林转换为其他类用地;中部巴里萨尔专区红树林面积增加区域主要分布在戈拉吉博群岛周边,主要增加的原因是人工种植红树林和红树林的自然增长。     

运输包装箱的多载荷减振设计研究

目的考虑降低成本,提高效率,面向卫星产品型谱的通用式包装箱设计势在必行。如何确定和选用一种适应于不同载荷特性的减振方案,成为航天器运输减振设计的关键点和技术难点。方法针对这一问题,分析了目标产品的尺寸接口和质量特性,对卫星不同舱段运输工况进行了振动特性分析和试验。结果在此基础上设计了一种适用于3种卫星舱体、4种运输状态通用的包装箱减振分系统,并对装载尺寸参数进行了优化。系统一阶垂向频率不高于5.8 Hz。结论运输试验数据表明新型减振系统对航天产品的减振效果满足要求。     

中国道路交通二氧化碳排放达峰路径研究

为研究我国道路交通行业CO₂排放未来控制路径,结合未来经济社会和货物运输发展状况、运输结构、能源结构和能效结构变化,采用行驶里程法分析了我国道路交通CO₂排放现状、未来变化趋势及主要驱动因素. 结果表明:①采用行驶里程法计算道路交通行业CO₂排放量相对合理,2019年全国汽车CO₂排放量为9.52×108 t,比油耗法所得结果高20%左右,二者存在差异的主要原因为交通油耗统计数据偏低. ②从车型看,重型货车和小型客车是汽车CO₂排放的主要来源,分别占39.7%、38.2%;从燃料种类看,汽油、柴油、其他燃料(天然气、醇类燃料等)CO₂排放量分别占42.8%、52.5%、4.7%. ③道路交通CO₂排放预计于“十五五”末达峰,峰值在12.2×108～13.9×108 t之间,达峰后有2～3年的平台期. ④推广新能源车是道路交通CO₂排放控制的主要驱动因素,其次为能效提升,运输结构调整在前期有一定的贡献,2025年上述措施对道路交通CO₂减排量占比分别为56%、34%和10%左右,2030年分别为55%、40%和5%左右. 研究显示,加大新能源汽车推广力度,持续降低新生产燃油车碳排放强度,推进运输结构调整,可有效降低道路交通CO₂排放.      

壳聚糖包覆微胶囊红磷的制备及性能表征

目的 降低红磷(RP)烟火剂的吸湿率及感度,以此提高其使用过程中的安全性能.方法 以生物基材料壳聚糖(CS)为囊壳结构,采用高效简便的工艺,制备壳聚糖包覆微胶囊红磷(CSRP),对CSRP进行红外光谱测试(FTIR)、X射线电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)测试及热重(TG)测试,并对RP及CSRP进行吸...     

高速冲击下多胞材料细观结构中波传播规律

目的 获取安全防护结构中细观多胞材料在高速冲击下的波传播规律.方法 采用基于3D-Voronoi细观多胞结构数值仿真和基于最小二乘法的局部应变梯度法,研究细观多胞结构在高速冲击下的冲击波波阵面传播规律.通过细观多胞结构数值仿真提取的位移场数据,结合局部应变梯度法得到界面清晰的冲击波波阵面.结果 冲击端和支撑端分别诱发右行和左行冲击波波阵面.冲击波波阵面传播过程分为3个阶段,即冲击端诱发右行冲击波阶段、支撑端诱发左行冲击波且未压缩区刚性向右运动阶段和右行冲击波压缩区域与未压缩区域一体刚性向右运动阶段.通过冲击波波速的演化规律研究,分别获取了右行和左行冲击波波阵面的拉氏位置和拉氏波速,通过严格理论推导解释了右行冲击波波阵面具有恒定减加速度的结论.最后对冲击波波阵面划分阶段的合理性进行了验证.结论 基于3D-Voronoi细观多胞结构数值仿真和基于最小二乘法的局部应变梯度法可以获取界面清晰的冲击波波阵面,细观多胞结构在高速冲击下的冲击波波阵面传播规律可为安全防护结构的设计和研究提供参考依据.     

基于结构分解法的长江经济带产业排水量驱动因素评估

为分析长江经济带产业排水量变化的驱动因素,以2002年、2007年和2012年长江经济带11省市投入产出表、排水估计量为基础,利用基于投入产出的结构分解法对各省市数据进行比较静态分析,对驱动产业排水量变化的因素进行分解及定量评估,包括节水减排效应、投入结构效应、需求结构效应及规模效应.结果表明:①长江经济带产业排水量由增长趋势变为下降趋势,2002—2007年排水量增长了16.9%,2007—2012年排水量降低了0.4%,2002年、2007年、2012年产业平均耗水率为46%,上海市、江苏省等省市产业排水量下降趋势明显.②规模效应是驱动各省市产业排水增加的主要因素,其在2002—2007年、2007—2012年带动排水量分别增长了67%和61%;规模效应影响逐渐分化,上海市、江苏省、浙江省规模效应带动产业排水量增幅逐渐减弱.③节水减排效应是驱动排水量减少的最主要因素,其在2002—2007年、2007—2012年带动排水量分别减少了35%和60%,节水减排效应影响逐渐增强,各省市排水强度明显降低.④长江经济带大部分省市的需求结构效应驱动产业排水量不断减少,其驱动力的绝对值呈增长趋势;投入结构效应对产业排水量的驱动力较弱且变化规律性不明显.建议长江经济带通过技术进步、应用创新等提高清洁生产能力,通过需求及投入结构优化带动产业结构调整,对进一步降低产业排水量具有一定价值.