复合材料胶结结构拉伸试验及胶层应力分析

通过对复合材料双搭接胶结结构开展单向拉伸试验,并利用理论和数值仿真方法分析对结构在拉伸状态下的胶层剪切应力进行。研究结果表明:胶结件的破坏为胶层与搭接板间的脆性脱粘破坏,无胶层内聚破坏,复合材料搭接板局部有分层损伤产生;应力变化趋势的理论结果和仿真结果一致,数据吻合性好且误差小,剪切应力最大值发生在胶结端部,变化趋势从样件中部到端部先下降再上升;胶结接头的破坏是由于外载作用下胶层内部的剪切应力和拉应力共同作用的结果。     

脐带缆铠装层参数对拉伸行为的影响分析

脐带缆用于连接水上浮体和水下生产系统,缆芯由钢管单元、光纤单元和电缆单元等组装而成,缆体外层是由铠装钢丝层螺旋缠绕以及聚合物外护套组装而成,截面结构复杂。利用ANSYS有限元通用软件建立双层铠装脐带缆的三维多层接触摩擦有限元模型,计算其截面拉伸刚度,将拉伸刚度数值模拟值与理论结果进行对比,验证有限元模型的正确性;分析比较铠装层不同缠绕角度、缠绕方式和钢丝直径下脐带缆模型的拉伸刚度。结果表明:铠装钢丝层缠绕方式、缠绕角度、铠装钢丝直径对双层铠装脐带缆模型的拉伸刚度、最大等效应力模拟结果均有影响。     

电信设备结构优化与抗震性能提高

模拟地震试验是考察电信设备抗地震性能的一项重要方式,其反映了电信设备在地震中抵抗地震破坏的能力,进而直接影响了国民经济等方面的安全水平。电信设备的主体框架的刚性直接影响着设备的抗地震能力,设备的固有频率可以较为直观的体现出设备的刚性特征。通过利用ANSYS软件对常见形状电信设备的主体框架进行仿真分析,得到提高主体结构中矩形框架的稳定性和改变主体框架的横截面形状均可以很好地改善设备的固有频率。通过对改善前后相关实例进行实际的地震模拟测试,试验结果分析表明了ANSYS仿真的正确性。为地震模拟试验的相关研究提供了一种思路,同时也减少了利用大量实际模拟测试得到所需试验数据的工作量和经济成本。     

不同土质土壤水分运移规律研究

为得出不同土质的土壤水分运移规律,以室内试验为基础,选取3种容重的壤土和粘土,分别对其土壤水分下渗率进行试验观测,并基于Philip模型建立了土壤水分下渗率模型,通过Hydrus-1D模型对土壤水分运移规律进行了模拟,结果表明:不同土质土壤水分下渗率呈先下降后平稳的趋势,且容重越高,相同时刻土壤水分下渗率越低,同时壤土土壤水分下渗率要高于粘土;Philip模型模拟结果总体较好,其对粘土的模拟效果要高于壤土,模拟粘土土壤水分下渗率的RMSE较壤土低2.72%~20.98%,一致性指标CD提高了0.7%~10.8%,K值提高了1.31%~5.17%,且容重越高,模拟精度越高;Hydrus-1D模型模拟结果同样表现为粘土高于壤土,对粘土的模拟结果 RMSE值仅为0.218~0.258,CD和K值均在0.85以上,结论可为了解不同土质土壤侵蚀过程提供理论参考。     

Hopkinson压杆反射拉伸下PMMA动态破坏现象实验研究

利用Hopkinson压杆系统对PMMA变截面柱锥试样进行冲击加载，研究材料动态拉伸断裂特性和破坏机理。由于PMMA的拉压强度差别不大，采用圆柱状试件难以产生反射拉伸破坏，因此，将试样设计为圆柱锥状，实验时，将试样的圆柱端粘贴于输入杆上。实验结果表明，在一定的撞击速度下，由于应力波的汇聚作用，在试样锥段产生了反射拉伸破坏；当撞击速度较高时，在产生反射拉伸破坏的同时，试件中还产生了银纹区，随着打击速度的提高，银纹区域增大。同时根据断口的SEM观察，研究了材料的破坏机制。     

利用放大镜观察试件位移振幅值变化的实例

正弦振动试验的目的是在试验室内模拟产品在使用、运输和贮存过程中可能经受到正弦振动时的效应。振动对产品引起变形、弯曲、产生裂纹、断裂,造成部件间的相互撞击等,包括由于振动产生的交变应力超过构件所能承受的弹性和塑性极限应力而造成的破坏,以及由于长时间振动的交变应力造成的累积损伤,使产品发生疲劳损坏。特别是在产品的固有频率与激励频率相同而引起共振导致响应幅值急剧增大时,会更加迅速、更多地发生。     

除霜喷嘴的高压射流特性分析与结构优化

针对蒸发器除霜效率低的问题,设计了两种喷嘴:喷嘴1的射流收缩段为圆弧收缩,引流段和扩散段呈圆柱状;喷嘴2的射流收缩段为直线收缩,引流段和扩散段呈圆锥状。采用理论计算和数值仿真两种方法获得了入口气压在0.3 s内从0.6 MPa快速降至0.1 MPa时的喷嘴射流参数。理论计算与数值仿真结果相近,而数值仿真更为具体地揭示出:喷嘴2的能量损失高于喷嘴1;喷嘴2的气压波动幅度大于喷嘴1;喷嘴2的出口质量平均速度优于喷嘴1。据此设计了综合2种喷嘴特点的喷嘴3,并对喷嘴3的圆弧半径作优化设计。结果表明:当该半径为11 mm时,喷嘴3的射流除霜能力优于喷嘴1和喷嘴2。本文所得结果可为除霜喷嘴的工程设计提供理论支撑。     

秦岭落叶松及油松凋落物可溶性有机碳含量及其紫外-可见光谱特征

森林凋落物分解过程中可溶性有机碳含量的变化对研究森林凋落物在生态养分循环中凋落物分解快慢及其养分释放机制有着重要的作用。通过秦岭太白县境内落叶松林、油松林不同分解阶段(L-F-H)凋落物室内10d恒温(25℃)浸提实验,初步分析了凋落物分解过程中可溶性有机碳(DOC)含量分布特征及其紫外-可见光谱特征。实验结果表明:凋落物DOC含量L层F层H层;DOC_(油松林)DOC_(落叶松);浸提液紫外-可见光谱自200nm到800nm吸光度值趋于减小,L层、F层浸提液谱线呈现明显的单波峰,H层谱线存在端吸收,各谱线的波峰或端吸收都出现在200nm附近;肩峰出现在240～280nm范围内,推测样品中有芳香环结构存在。凋落物不同分解阶段浸提液DOC含量与200nm处吸光度值呈现较强相关性(R~20.9)。     

某卫星资源舱试验夹具的有限元模态分析

以典型焊接夹具为例,通过有限元方法,比较不同焊接模拟及螺栓约束模拟的差别,并与该结构的试验结果进行比对,得到较为快速准确的模态分析建模方式。进一步地将该建模方式应用到某卫星资源舱的焊接试验夹具,对比其模态仿真结果与试验结果,并综合考虑振动台的影响,进一步验证其在复杂结构分析时的有效性。     

环境与可靠性试验方法研究

实验室进行的试验分两类,一类通过应力激发观察发现事物的运动规律与特性达到科学发现的目的;第二类是通过环境可能遇到各种事件,用事件模拟的方法,考核评定产品耐环境的能力,观测某种环境应力的作用产生的效应,发现产品缺陷和薄弱环节,改进产品设计工艺,提高产品的质量可得到科学快速正确试验结果,各类试验都制定了统一试验方法,确保试验的模拟性和试验结果再现性。随科学技术的发展试验方法也在发展,有关组织规定定期修订标准,以确保试验方法的不断发展,本文讨论试验方法中的发展。     

鱼雷实验室环境与可靠性试验方案探讨

实验室环境和可靠性试验是通过模拟鱼雷寿命周期内的各种环境应力,以暴露其在设计和生产过程中的产品缺陷,提升产品质量并保障其在寿命周期内正常工作的重要手段。本文研究了鱼雷产品寿命剖面内经历的各种阶段和环境应力条件,分析了相关环境应力下鱼雷全雷及各组部件的失效模式及影响,以此为依据制定了鱼雷的环境试验方案;同时,根据鱼雷各研制阶段的特点,提出了鱼雷全寿命周期的可靠性试验方案。     

小型多旋翼无人机振动特性分析及改进

为改善某小型多旋翼无人机飞行试验中的共振现象,本文系统分析了该无人机的模态与谐响应振动特性,从机臂铺层结构出发,进行复合材料铺层方案的优化与改进。通过仿真计算结果可以发现,45°铺层角度正负方向与0°铺层位置的改变对于振动特性的影响极其微弱,可以忽略不计。但中性面的改变对频率和幅值的影响显著,中性面为0°铺层时,振动特性整体得到了明显改善。并且不同中性面方案均表现出随着0°铺层数量的增加,频率逐渐右移、幅值逐渐降低的规律。因此,为实现本型及类似构型多旋翼无人机振动特性优化,建议优先选择0°中性面铺层并合理增加0°铺层数量（3～4层为宜）。     

基于仿真实验的导轨结合面刚度建模方法研究

以分形理论和分形理论与域扩展因子为基础,设计了四种导轨动态接触刚度的理论计算模型,并将结果分别应用于仿真分析中,获得了四种不同方案下的有限元仿真分析结果;设计搭建了一种仅含导轨结合面的实验平台,并进行了模态试验;通过各方案仿真分析结果与实验的比较,获得了导轨结合面刚度建模方法的最优方案。     

不同温度层结城市街区内气流与污染物扩散的数值模拟研究

采用3-D计算流体力学(CFD)技术模拟不同温度层结下城市街区内气流与污染物扩散规律,并与Uehara K等人风洞试验结果进行对比分析,应用Pontiggia M.等人基于Monin-Obukhov (M-O)理论添加外部源相方法对RNG k-ε模型k方程与ε方程进行修正,建立数值风洞模拟技术,结果表明,不同温度层结下,街区中下部速度非常低,为来流的1.5%左右,街区内部均形成一个稳定的涡,涡的强度受温度层结影响较明显,稳定层结下,街区内涡流较弱,不同温度层结下k/U2700最大值均出现在街区建筑物迎风角附近,较高归一化k/U2700出现在不稳定层结下。不同温度层结下街区内背风侧墙上污染物的浓度均大于与迎风侧墙浓度,较高归一化污染物浓度均出现在污染源的上风向。由于稳定层结抑制了垂直方向上气流的运动,近地面稳定层结归一化浓度值最大,而不稳定层结归一化浓度值最小。总之,温度层结对街区内流场结构与污染物扩散能力影响较为显著,不同温度层结下,由于街区内部与环境大气温度存在温度差,影响了街区内流场结构与湍流特征,从而影响了街区内污染物的扩散特征。     

分叉波导开裂问题结构改进设计

本文针对某雷达天线系统的分叉波导开裂问题提出了三种结构改进方案,对三种结构改进方案进行模态和振动仿真分析,对比三种方案的一阶模态和最大应力值得出该分叉波导的最佳结构改进方案,并试验验证方案的有效性。     

湿式电除尘器阴极线的仿真与优化研究

湿式电除尘器为燃煤污染物排放的终端精处理装备,以其为核心的烟气协同治理技术是燃煤电厂实现超低排放的主要技术路线之一。文章研究以纤维布为阳极的高效无水湿电技术,为确定不同阴极线型式对除尘效率的影响,通过仿真模拟,确定了芒刺参数D和R对电场强度的影响;采用极板分割法建立了阳极板电流密度试验平台,并通过试验得到不同参数下的电流密度数值,结合仿真模拟和试验结果,最终确定了适应于工程试验的最佳参数。     

钻井废弃泥浆脱水工艺试验

在分析钻井废弃泥浆组成的基础上,对泥浆体系进行稀释、酸化处理,以硅改性聚合氯化铁为破胶剂,阳离子聚丙烯酰胺为絮凝剂,破坏钻井废弃泥浆的胶体体系,采用固液分离方法使泥浆液混凝脱水。试验表明:稀释倍数为4倍、pH值为5、2.5%改性聚合氯化铁为破胶剂、0.25‰阳离子聚丙烯酰胺为絮凝剂、0.8%N-626为去油剂,离心分离后泥饼中石油类含量低于3‰,混凝产生的絮体大、脱水率高、残渣稳定性好、无造浆能力。     

某航天电子载荷抗力学环境仿真设计研究

航天电子载荷是卫星等航天器的重要组成部件,其在发射阶段会受到较强的振动、冲击等力学应力。为保证航天电子载荷在严酷的力学环境下不失效及不被破坏,文中采用AnsysWorkBench软件建立有限元模型,构建其力学仿真模型,进行模态分析、正弦振动、随机振动、冲击等工况下的力学分析,得到结构的固有频率以及各工况下相应的最大应力、屈服极限和安全系数等,该仿真设计方法对航天电子载荷的抗力学环境结构设计有着重要的意义。     

一种空间相机可调式桁架杆接头的设计

在大口径遥感相机结构设计中,桁架结构具有构型简单、尺寸跨度大、比刚度高等优点,应用越来越广泛。而桁架杆接头是桁架式主结构的设计重点之一。本文比较了几种桁架杆连接方式的优缺点,并根据相机要求设计了一种球铰式连接桁架结构,该球铰接头可实现桁架长度、角度可调,有连接可靠、装配过程简单易行等特点,同时也能减少装配过程中产生的过多装配应力,充分发挥桁架杆的二力杆特性。相机进行了力学振动试验,试验表明:振动前后相机各谱段MTF值变化在测试误差标定范围内,相机频率未发生明显漂移,振动试验充分验证了该接头结构设计的合理性和有效性。     

国内外土壤环境背景值研究状况

一、土壤环境背景值研究意义: 环境自然背景值,是自然环境发展过程中环境要素的物质组成,特征结构、相互关系并表征一个区域环境原有状态的基本资料;是指环境要素未受或很少受人类活动影响,未受人为污染和破坏情况下的环境状