高温条件下高速碰撞试验技术研究

目的建立高温条件下结构的高速碰撞试验技术。方法基于理论和试验方法,研究影响试样加热/保温、碰靶速度和姿态的关键因素,利用次口径发射技术和电炉技术实现试样的加热、保温和加速。采用间接方法测试试样碰靶时的温度,联合应用次口径发射技术和靶体,控制试样的碰靶姿态,并利用高速摄影技术对其进行测试。通过薄壁圆柱筒的高温高速碰靶验证高温试验技术的有效性。结果建立了加热、加速和姿态控制一体化的高温高速碰撞试验技术,获得了不同尺寸薄壁圆柱筒不同姿态碰靶时的高温冲击动力学响应。正碰时,撞击端镦粗,尾端收缩,尾端的凹陷大于碰撞端的变形;侧碰时,圆筒呈马鞍状;角碰时的变形为楔形。随着圆筒的强度和刚度的降低,圆筒的变形增加,整体发生坍塌,出现大量的皱褶。结论建立的试验技术切实有效,可以用于高温条件下结构高速碰撞效应的研究。     

跌落/撞击载荷下装药结构的安全性评估方法

目的 提出装药结构在跌落/撞击事故条件下安全性的定量评估方法.方法 针对装药结构跌落/撞击条件下含能部件非冲击点火存在的不确定性大、缺乏可供工程应用的点火判据等问题,采用基于数理统计思想的定量评估思路,建立"3类试验+1种方法"的安全性评估体系,并提出试验设计、方法选取和评估实施的方法及要求,可供工程应用.结果 采用该方法,开展了某装药结构跌落安全性的定量评估,通过标准试验探索获得了特定约束下的起爆阈值范围,通过设计并开展多发能包络整体级响应的构型试验,获得的实验数据可作为评估的样本数据.采用单侧置信下限方法进行了定量评估,获得了安全度为0.99999(置信度0.9)的定量评估结果.结论 该方法可实现对武器装备、航天发动机跌落/撞击条件下安全性的定量评估,但该方法仅适用于装药结构具有足够安全裕度的情况.     

汽轮机低压缸光轴运行热电解耦能力分析

为缓解低谷时段热电矛盾,对6种热电解耦的方法和特点进行了对比分析,并对一台210MW三缸、双排汽纯凝机组,低压缸采用光轴运行方式实现热电解耦能力进行了计算和分析。结果表明:采用光轴运行方式,在锅炉额定蒸发量时,供热能力为305.3MW,负荷减少了50.5MW。     

某型航空包装箱加速试验方法研究

目的激发航空包装箱使用寿命内的潜在薄弱环节。方法基于寿命期剖面和故障机理分析,采用时间压缩、事件压缩和加速应力的加速方法,设计一种综合考虑湿热、随机振动、叉运、人工拆装、冲击和跌落的多应力加速试验方法。结果该试验将模拟包装箱16年使用寿命的试验时间加速至96天,有效地激发了产品金属紧固件锈蚀、结构件部分损坏等潜在故障,进而通过改进措施提升了包装箱的可靠性水平。结论该方法用于多应力加速试验合理可行。     

费氏旋转台五轴法测小光轴角法

<正> 造岩矿物的光轴角是重要的光学常数之一,在2v较大时,可用旋转台直测法、贝瑞克法和扎瓦里茨基法测定。当2V很小时,可采用厚薄片锥光法和瓦尔丹年茨法。后者是瓦尔丹年茨1948年提出的测法。该法在我国各地质院校费氏台教材中都有介绍。由于其测法交待不确切、很繁琐,所以该法未能推广使用。现在我们将该法改进后,采用五轴法定位,直接测出2v的“8”字消光影的长短半径,用公式计算出2v值,一般不需投影作图。     

回转体高速入水弹道模型研究

目的 快速预测回转体高速入水过程中的空泡形态发展和分析回转体高速入水后的弹道特性。方法 基于空泡截面独立扩张原理,建立回转体高速入水非定常超空泡计算方法,通过高速水动力计算方法,结合回转体动力学方程,实现回转体运动参数的求解。结果 通过与文献试验结果对比,验证了回转体高速入水弹道模型的可靠性。对比试验结果,模型的预测误差在10%以内,可满足回转体高速入水弹道预测需要。利用所建立的弹道模型计算了回转体在高速垂直、倾斜入水2种工况下的空泡形态、运动参数变化。发现回转体高速入水过程中,空泡会影响回转体的运动,回转体速度衰减主要和空化器阻力有关。回转体在受到扰动角速度的影响后,滑行力会改变回转体的姿态角和攻角,并使弹道发生弯曲,但有助于回转体运动的稳定。结论 在入水空泡能完全包裹回转体的情况下,可对回转体进行结构优化,增强回转体尾拍运动中受到的滑行力,提升回转体高速入水运动稳定性。适当减小空化器直径,能降低回转体入水过程中的阻力,并增加射程。     

基于复合应力加速寿命试验的高速列车电子产品可靠度计算方法研究

目的 解决目前加速寿命试验一般不用于估计产品可靠度,而采用可靠性预计和应力-强度模型计算可靠度时可能存在因参数误差而影响其估计精度的问题.方法 提出一种基于加速寿命试验的高速列车电子产品使用可靠度计算方法,采用温度、湿度、振动综合应力和广义Egring模型对高速列车电子产品开展加速寿命试验.结果 通过试验数据可评估出产...     

包装装备跌落撞击缓冲特性分析

目的 获得尺寸和质量最小的缓冲结构.方法 基于能量守恒原理,建立包装装备缓冲结构撞击环境缓冲特性理论分析的数学模型,获得正撞和侧撞工况下缓冲结构尺寸和防护效果的变化关系.研究采用新型泡沫填充蜂窝材料的缓冲结构设计,优选泡沫填充蜂窝材料参数.建立缓冲结构撞击环境的物质点法计算模型,开展高速撞击的数值仿真.分析包装装备在撞击环境下的吸能效果,获得被保护产品的速度变化曲线.结果 在不同撞击姿态的撞击环境下,缓冲结构尺寸随撞击能量的增大而增大,缓冲材料密度减小和平台应力增大可减小缓冲结构尺寸.优选密度为600 kg/m3的泡沫填充蜂窝材料,可使得缓冲结构尺寸和质量最小,相比于传统木材,可降低质量约49％.物质点数值计算分析验证了该缓冲结构可将高速撞击速度降低到目标低速撞击水平.结论 采用泡沫铝填充蜂窝吸能材料的缓冲结构,满足撞击环境缓冲防护的安全性需求,可大幅降低整体质量.     

雨水口径流流量计量方法的研究及应用

针对雨水口及其他跌落水流的流量测量问题,提出一种基于动量变化率而测定来流冲击力的计量流量的方法。具体步骤是通过力传感装置和称重变送器将下落水流冲击力转化为电压信号,依据率定实验过程中电压值的变化,最终换算成雨水口径流流量。结果表明,应用该计量方法进行雨水口流量测量,其获得的流量精度较高,适应雨水口的流量变化,是一种计量雨水口流量的有效方法。     

不同高温条件下中性斯蒂芬酸铅的寿命预测

目的 获得中性斯蒂酚酸铅(N-LTNR)在不同高温条件下的贮存寿命,建立一种基于N-LTNR表观活化能和某恒定温度加速性能退化试验的贮存寿命预测模型.方法 以热失重作为N-LTNR性能退化参量,利用恒定温度加速试验方法,获得N-LTNR在某恒定加速温度下的热失重性能退化试验数据,采用线性回归法,获得该温度下N-LTNR...     

环境数据采集机械手臂设计与控制研究

环境数据采集机械手臂在姿态定位时受到关节部位阻尼的作用,导致全局稳态性不好,提出一种基于自适应阻尼误差反馈调节的机械手臂优化控制设计方法,构造环境数据采集机械手臂的动力学模型,以旋转角、阻尼力和抓取目标距离等参量为控制约束参量,建立机械手臂的被控对象模型,结合仿生控制方法进行自适应阻尼误差修正,根据修正结构进行机械手臂的姿态惯性参量调节,实现姿态优化定位控制。仿真结果表明,采用该方法进行环境数据采集机械手臂控制的稳定性较好,定姿能力较强。     

典型复合材料加筋壁板落锤/冰雹冲击损伤仿真分析研究

目的研究复合材料层压板落锤和冰雹离散源冲击损伤特性。方法对于落锤和冰雹,分别以刚体模型和弹塑性模型,构建本构模型。对于加筋板,基于Cohesive内聚力界面单元的B-K失效准则,对复合材料层间分层破坏进行数值模拟。通过对多材质冲头、不同冲击能量、不同冲击角度下其响应及损伤扩展特性开展研究,并对比复合材料层压板落锤冲击及冰雹离散源冲击试验数据,对数值计算方法进行对比验证。结果在机体相同部位的落锤、冰雹能量截止值冲击下,落锤低速冲击的损伤响应要大于冰雹离散源冲击。同时,冰雹冲击能量越大,冲击角度越接近于90°,其损伤响应也越大。结论落锤和冰雹离散源冲击仿真方法在损伤响应及扩展的预测与试验结果接近,可以为复合材料冲击损伤引入及抗冲击性能研究提供基础。     

椭圆纤维过滤压降与惯性捕集效率数值分析

采用数值方法求解了描述椭圆截面纤维绕流特征的Navier-Stokes方程,并计算了椭圆纤维对粒子惯性捕集效率及纤维过滤压降.分析讨论了椭圆纤维迎风角度θ、长短轴比ε和填充率C等参数对惯性粒子过滤性能的影响.结果表明,在大迎风角度时,过滤压降随长短轴比增大而增大,而在小迎风角度下,过滤压降则随长短轴比增大而减小;在相同纤维长短轴比条件下,过滤压降均随迎风角增大而增加.粒子惯性捕集效率计算结果则表明,对于中高惯性粒子捕集,大迎风角度和高长短轴比的椭圆纤维的捕集效率高于圆截面纤维,而对弱惯性粒子,小迎风角度和高长短轴比的椭圆纤维则表现出较高的捕集效率.在椭圆纤维过滤压降和捕集效率计算基础上,采用纤维过滤质量因子（定义为捕集效率比过滤阻力）评价综合过滤性能.结果表明,对于中高惯性粒子过滤,扁长型椭圆纤维（即为高长短轴比ε）在迎风角约为θ=45°时质量因子总体较高,即具有较优的综合过滤性能;而对弱惯性粒子,则扁长型椭圆纤维长轴平行来流方向（θ=0°）时,总体过滤性能较优.     

基于运动学分析的高切坡稳定性评价

本文以三峡库区秭归县桐树湾高切坡为例,根据高切坡的岩性及其倾向将高切坡分为三段,对高切坡区的结构面进行统计分析,采用赤平投影法确定了优势结构面及结构面交线的产状,同时采用运动学分析方法在仅考虑重力作用下,对三段高切坡分别进行了平面破坏、楔形破坏与倾倒破坏3种破坏模式的最大安全开挖切坡角的确定,并与实际开挖切坡角进行对比分析,评价高切坡的稳定性,结果表明:三段高切坡发生3种基本破坏的最大安全开挖切坡角大于高切坡目前的切坡角,可见在仅考虑重力作用下,三段高切坡发生3种破坏的可能性较小,处于稳定状态。该研究可为高切坡治理设计提供依据。     

低温极端载荷作用下船艏结构损伤演化过程研究

目的 掌握船舶在极地低温极端环境中航行时,船舶艏部结构遭遇冰山等极端载荷作用下的主要参数对结构损伤演化过程的影响,揭示船舶艏部结构的失效机理。方法 以船舶艏部结构为研究对象,基于数值仿真方法,开展不同碰撞场景、环境温度、撞击速度、冰体塑性应变、船体材料本构模型、撞击角度等参数对结构损伤的影响研究。结果 建立了数值仿真简化模型,获得了不同参数对结构损伤的影响规律。结论 材料模型对船体结构损伤的影响较小。随着航速增加、撞击角度增大,船体损伤范围增大。随着船体材料性能增强,撞击区刚度增大,船体结构损伤范围减小。形成的损伤演化模拟方法可为极地极端环境下船舶结构损伤演化分析提供技术手段。     

海洋环境下舰载系留气球缆绳与球体的动态仿真分析

目的研究舰载系留气球在海洋环境下对系留缆绳以及球体姿态的影响。方法采用ADAMS二次开发宏命令来建立离散化系留缆绳模型,并将离散化系留缆绳几何模型在相邻微段圆柱间添加Bushing轴套力,设置相关刚性系数和阻尼系数获得完整特效的缆绳模型。同时根据船用起重机的相关设计规范,考虑船体横摇5°和纵摇2°等运动影响,分析船体运动情况可知,纵摇时系留缆绳下端系固点位置较之横摇波动幅度更大,对缆绳的影响更大,因此主要研究船体纵摇2°情况下对于系留缆绳的影响,并分析对比船体静止以及船体纵摇2°情况下对于舰载系留气球系留缆绳以及球体姿态的影响。结果获得了在船体静止状态以及纵摇激励影响下舰载系留气球系留缆绳张力变化曲线以及球体姿态变化曲线。船体纵摇2°情况时,系留缆绳在仿真开始阶段承受冲击载荷较大,峰值达到150 kN,随后缆绳载荷基本在25 k N上下浮动。张力变化曲线整体呈现周期变化,周期与船体纵摇周期一致,为10 s。球体横滚角和航向角变化与船体静止状下仿真结果基本一致,球体俯仰角变化幅度较大。结论船体纵摇时会对系留缆绳带来较大的冲击载荷,同时对球体的俯仰姿态产生影响。该仿真结果对舰载系留气球的可行性分析和适装性研究以及系留缆绳的选用具有较大的指导意义。     

T型街谷交叉路口机动车诱导下污染物传播规律

为了探究车辆转弯行驶对于T型街谷交叉路口处空气流动以及污染物扩散的影响,本文建立了该系统中车辆移动下空气流动与污染物传播耦合数学模型,采用计算流体力学方法,揭示T型街谷交叉路口处车辆诱导下的机械湍流特性,并且基于场协同理论量化了车速对污染物扩散的影响.结果表明,在不同速度的转弯过程中,转弯速度增加使得车辆诱导的湍动能也...     

Analytical reconstruction of three-dimensional weld pool surface in GTAW

The reflective characteristic of mirror surfaces such as a liquid pool surface in arc welding makes many traditional 3D measurement/reconstruction methods fail. The authors proposed to intercept, image, and measure two points in each laser ray reflected from a mirror surface with two diffusive planes and cameras to analytically calculate the equation of the ray. The samples of the points on the mirror surface where the incident laser rays are reflected can thus be analytically calculated as the intersections of the reflection rays with the corresponding incident rays. In this paper, the proposed method is applied to reconstruct the samples on the specular three-dimensional weld pool surface in GTAW (gas tungsten arc welding). Since two diffusive planes are used and must be placed with considerable distance to assure the accuracy of the calculated equations of the reflected rays, focusing reflected laser rays on these two planes becomes an issue. A trade-off among the size of the projected laser pattern, the distances of the arc light with the two diffusive planes, the focus range of the laser rays and the quality of the reflected laser dot images on the diffusive planes has been made to resolve this issue successfully. Further, calibration errors in the locations of the diffusive planes directly affect the accuracy of the calculated equations of reflected rays and an accurate calibration appears to impractical. To resolve this issue, the authors found the least deformation principle and successfully applied it to minimize the calculation errors through calibration rectification. Several weld pool surfaces have been sampled and reconstructed and experimental results verified the effectiveness of the proposed analytical method.     

高铁开通对中国资源型城市经济转型的影响

高铁作为现代社会的一种新型运输方式,是资源型城市经济转型的重要外部驱动力。基于此,以2004—2018年中国114个资源型城市的面板数据为基础,选择多期双重差分法,探讨高铁开通对中国资源型城市经济转型的影响,结果表明：总体上,高铁开通对资源型城市的产业结构转型和经济增长均具有显著的促进作用;高铁开通对资源型城市经济转型存在明显的地区异质性：高铁开通对沿海资源型城市产业结构优化具有显著的促进作用,对其经济增长影响却并不明显,而与之相比,内陆地区资源型城市产业结构优化受高铁影响并不明显,其经济增长受高铁影响比较显著;高铁开通对不同发展周期的资源型城市经济转型作用也存在异质性：高铁开通对成长再生型资源型城市产业结构优化的促进作用显著,而对成熟型、衰退型资源城市的产业结构优化作用并不明显,与之相比,高铁开通对成长再生型和成熟型资源型城市经济增长影响并不明显,而对衰退型资源型城市经济增长有显著的促进作用。