飞机撞击引起爆炸-火灾后建筑坍塌过程模拟

为了解飞机撞击超高层建筑后致使建筑坍塌或倾倒过程,基于颗粒流理论进行了该过程模拟,包括飞机撞击、油箱爆炸、火灾和建筑坍塌过程。模拟分4个阶段:初始至撞击、撞击至油箱爆炸、爆炸至火灾、建筑坍塌至结束。引入了颗粒流爆炸模型和考虑钢混等效结构的火灾模型。分别在建筑高程250 m和100 m处实施了撞击模拟。结果表明,不同的撞击高度所造成的建筑破坏效果和过程有同有异。共同点是飞机的撞击并不是建筑破坏的直接原因。飞机油箱爆炸破坏了外围框架,也造成核心筒结构的损伤,因此爆炸是建筑破坏的起因。不同点是250 m撞击时爆炸引起的火灾加速了上部建筑的倾倒,但最终撞击处下部建筑结构仍完整,这个过程时间较长。100 m时火灾几乎未起到任何助力坍塌的作用,建筑便已经开始不可逆的坐塌过程,该过程时间较短。     

机械设计中的安全分析

运用安全系统工程学理论,为机械设计人员提供一种确定机械可靠性、安全评价及可行的安全设计分析方法.     

Fast Calculating Surrogate Models for Leg and Head Impact in Vehicle–Pedestrian Collision Simulations

Objective: In previous research, a tool chain to simulate vehicle–pedestrian accidents from ordinary driving state to in-crash has been developed. This tool chain allows for injury criteria-based, vehicle-specific (geometry, stiffness, active safety systems, etc.) assessments. Due to the complex nature of the included finite element analysis (FEA) models, calculation times are very high. This is a major drawback for using FEA models in large-scale effectiveness assessment studies. Therefore, fast calculating surrogate models to approximate the relevant injury criteria as a function of pedestrian vehicle collision constellations have to be developed.

Method: The development of surrogate models for head and leg injury criteria to overcome the problem of long calculation times while preserving high detail level of results for effectiveness analysis is shown in this article. These surrogate models are then used in the tool chain as time-efficient replacements for the FEA model to approximate the injury criteria values. The method consists of the following steps: Selection of suitable training data sets out of a large number of given collision constellations, detailed FEA calculations with the training data sets as input, and training of the surrogate models with the FEA model's input and output values.

Results: A separate surrogate model was created for each injury criterion, consisting of a response surface that maps the input parameters (i.e., leg impactor position and velocity) to the output value. In addition, a performance test comparing surrogate model predictions of additional collision constellations to the results of respective FEA calculations was carried out. The developed method allows for prediction of injury criteria based on impact constellation for a given vehicle. Because the surrogate models are specific to a certain vehicle, training has to be redone for a new vehicle. Still, there is a large benefit regarding calculation time when doing large-scale studies.

Conclusion: The method can be used in prospective effectiveness assessment studies of new vehicle safety features and takes into account specific local features of a vehicle (geometry, stiffness, etc.) as well as external parameters (location and velocity of pedestrian impact). Furthermore, it can be easily extended to other injury criteria or accident scenarios; for example, cyclist accidents.     

采用冲击加速度指标评价安全帽抗侧向冲击性能的研究

安全帽是应用最为广泛的一种重要的劳动作业人员头部安全防护用品,广泛使用在机械、建筑、矿山、交通、冶金、电力等行业中。在实际工作中,作业人员除可能受到来自顶部的坠落冲击外,还切实存在着受到侧面冲击的可能。现行安全帽国家标准主要采用头部受到的冲击力数值大小作为依据评价安全帽防护性能的优劣,此种方法无法用来考察安全帽的抗侧向冲击性能。本文讨论引入冲击加速度作为新的评价指标,以达到科学评价安全帽抗侧向冲击防护性能的目的。     

工业安全帽抗冲击性能研究

为研究安全帽安全性与保护性问题,利用落锤冲击实验,对不同材质安全帽吸能率、冲击力峰值进行研究.结果表明:随冲击能量增加,安全帽受冲击力峰值呈指数倍增长,吸能率呈指数倍下降;ABS树脂与玻璃钢材质安全帽头模受冲击力峰值小于HDPE材质安全帽;当冲击能量大于60 J,HDPE材质安全帽丧失保护功能;ABS安全帽能够承受最大...     

基于力学机制的滑坡安全性分析

通过分析某矿山滑坡体综合条件,从力学机制出发,全面分析滑坡体所受各方面影响因素并融入假设滑坡力学模型,探讨形成滑坡的原因,从几何学和运动学角度对滑坡的形成进行了一定的说明,最后根据研究所得的结论提出相应的防治措施。探讨的内容可以为相关生产单位提供一种看待滑坡的思路并据此制定合理的安全防范措施,将滑坡的影响降到最低程度,实现安全生产。     

可燃气体(液体蒸气)爆炸测试装置的改进研究

以可燃气体(液体蒸气)爆炸测试装置改进为主线,综述国内外各种测试装置的优缺点.对不同装置、测试方法以及测试原理进行比较分析,研讨可燃气体爆炸的特点和爆炸参数测试方法以及对现有测试装置的改进方案.即对20L爆炸测试装置的配气系统和控制系统进行了合理改进,使引射混合配气与循环混合配气相结合,使可燃气体(液体蒸气)与空气混合更均匀,控制操作更简便,还指出了今后研究工作中应注意的一些问题和研究重点.     

锂电池检测的安全标准及安全防护研究

为评估并提高锂电池在使用、储存和运输过程中的安全,本文归纳总结了国内外锂电池安全检测的相关标准,对标准中测试项目异同作了重点分析和对比,并讨论了锂电池的安全风险及风险分级情况。同时,鉴于锂电池检测过程中可能出现的起火、爆炸等危险,探讨了电池检测过程的安全防护技术,并从样品区和试验区两方面提出了安全防护要求和建议。     

汽车碰撞模拟装置加速度测试

在安全气囊的关键部件——气体发生器的产气性能测试试验中,加速度是一个重要的被测参数.采用1套台架冲击实验装置模拟汽车碰撞过程.通过调节提升高度和弹性缓冲物来使碰撞加速度峰值和碰撞持续时间满足气体发生器产气性能测试试验的要求.     

机械制造业中事故原因的分析与控制

目前社会安全生产事故频频发生,形势非常严峻.在机械制造业中,如何对安全生产事故进行有效的预防,保持良好的安全生产秩序,这对安全生产,维护安全稳定是至关重要的.用系统分析的方法,对机械制造过程中,人-机器-环境这一封闭的系统,每一个环节进行了分析,从而总结出了预防事故的方法和原则,对实际的生产有重要的指导意义.     

面向自动驾驶安全测试的碰撞场景构建与仿真分析

为减少自动驾驶车辆产生的交通事故,提高车辆在仿真环境中的安全测试效率,提出一种基于深度强化学习的自动驾驶碰撞测试场景构建方法。首先,通过设置状态、动作和奖励函数,将车辆的驾驶过程映射为马尔可夫决策过程;然后,基于搭建的仿真平台（CARLA-DRL）训练智能体完成车辆碰撞任务,生成碰撞测试场景;最后,随机进行500次碰撞仿真试验,根据智能体与自动驾驶车辆的相对距离,分析碰撞成功率、碰撞时间和冲突能量。结果表明：智能体生成符合车辆动力学的碰撞轨迹,能够构建精细化、多类型的碰撞测试场景;智能体与自动驾驶车辆的平均碰撞成功率为62.20%,平均碰撞时间为127.25 s,平均冲突能量值为175.98 kJ。该方法能够构建高频、高效和高危的自动驾驶车辆碰撞测试场景,增加仿真场景中偶发高风险场景的发生概率,提高自动驾驶车辆对于碰撞事故的安全测试效率。     

瓦斯压力对卸荷原煤力学特性及能量特征的影响

运用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置,以原煤煤样作为研究对象,进行了含瓦斯煤固定轴向压力、卸围压的渗流试验,研究了卸围压过程中瓦斯压力对煤样力学特性和能量特征的影响。结果表明:在轴压加载阶段,煤样的变形模量基本不变,泊松比逐渐减小;在定轴压卸围压阶段,煤样的变形模量先小幅度增加,然后逐渐减小,泊松比则逐渐增大。瓦斯压力越高,煤样的承载能力越低,煤样发生破坏时相应的轴向应变和围压卸荷量百分比越小,而煤样破坏时的径向变形和扩容量越大。各应变围压柔量Δεi与瓦斯压力呈线性关系且线性相关性良好。随瓦斯压力升高,轴向应变的围压敏感性降低,径向应变和体积应变的围压敏感性显著升高。随瓦斯压力升高,煤样发生破坏时存储的弹性应变能Ue减小,而总能量U、耗散能Ud和耗散能比例Ud/U都增大。     

人机工程技术在机械安全设计的应用

从人机工程相关技术角度出发,对机械安全设计的有关问题进行了相应探讨,并提出了具体的应用事例.     

钢构防突风门结构安全性的静动力学分析

为分析钢构防突风门安全性,基于现场实测数据和理论公式推导出瓦斯突出的载荷峰值计算公式,再依据防突风门工业试验数据,拟合瓦斯突出作用下冲击载荷的曲线方程,通过数值模拟方法研究钢构风门结构在瓦斯突出作用下的静动力学特征,并与目前广泛应用的砖砌结构进行比对。研究表明:当突出点距地表垂深为1 100 m时,钢构结构钢板厚度为3 mm安全性达标;钢构结构的稳定性虽不如砖砌结构,但在瞬态时程分析中,钢构结构与砖砌结构应力变化趋势基本保持一致;钢构防突风门结构安全性能够满足砖砌防突风门结构安全标准。     

冲击载荷作用下不同断面形状巷道稳定性数值仿真分析

为了研究动载荷作用下井巷的稳定性,基于波动冲击理论,利用FLAC~(3D)值模拟软件,对深井不同断面巷道在动载荷作用下的围岩位移场变化规律进行了数值仿真。结果表明:不同巷道断面形式对冲击荷载作用的响应程度存在显著差别,巷道顶板监测点的速度产生波动从大到小依次为矩形、直墙拱形和圆形断面巷道;巷道顶板均产生明显下沉,矩形断面巷道的下沉量最大,其次是直墙拱断面巷道,圆形断面巷道的下沉位移最小;对于巷道围岩垂直应力的分布范围,圆形断面巷道最小,矩形断面巷道最大,直墙拱断面巷道居中,并得到了现场监测结果验证。     

基于信息融合的天然气采气管线安全性评价

信息融合技术充分利用多源信息的互补性、综合性,可以极大地提高评价指标信息的质量和可信度。针对天然气采气管线运行环境复杂性带来的采气管线安全检测与评价在时间与空间的不确定性,通过采集以及分析天然气采气管线的宏观检测信息、无损检测信息、理化检测信息以及力学性能信息,提出了一种利用信息融合技术的采气管线安全性评价的模型,给出了该评价模型的步骤,并对某在役运行的天然气采气管线进行了安全性评价,并获得满意的效果。评价结果表明该管线存在不同程度腐蚀,安全性评价表明该管线可安全运行。     

空间碎片防护结构优化设计理论模型

分析了空间碎片环境,提出了航天器对空间碎片的防护方案。对这种防护结构提出了优化设计模型