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。     

超高速撞击双层铝板损伤实验与仿真研究

以航天器双层防护结构为研究对象,通过实验和数值仿真相结合的方法,对铝球弹丸超高速撞击双层铝板防护结构的损伤特性进行了研究,获得了一定的实验数据,并对弹丸直径、撞击速度及防护间距对铝板损伤特性的影响进行了分析。结果表明:增大弹丸直径,前、后板穿孔直径及后板损伤区域直径大致呈线性增大趋势;增大撞击速度,前板穿孔直径先增大后趋于一致,后板损伤模式变得复杂,出现多个穿孔;增大防护间距,能有效地降低后板损伤程度。     

工程橡胶压缩实验和缓冲特性分析

目的研究天然橡胶、丁基橡胶和发泡橡胶等典型工程橡胶的压缩变形行为和缓冲特性。方法首先总结橡胶材料特性和工程案例,进行三类橡胶的准静态和动态压缩试验,获取材料的应力-应变关系和压缩特性。并以此为基础,给出橡胶缓冲特性表征方法,进而对比和定量分析不同橡胶的缓冲特性。结果压缩实验结果显示,不同橡胶材料的压缩变形行为基本一致。缓冲特性分析表明,在相同应变水平下,实心橡胶的缓冲吸能能力明显强于发泡橡胶,而在相同应力水平下,橡胶材料的缓冲吸能能力则与材料实际所处受力区域有关。因此,在工程中选取橡胶缓冲材料时,应当考虑其所处的应力环境。结论根据不同橡胶材料的缓冲规律给出其对应的冲击防护适用场景,以此形成判据,从而为橡胶防护结构材料的选择提供参考。     

机翼前缘抗鸟撞设计中的结构选型研究

目的通过仿真及试验对比六种机翼前缘构型,为机翼前缘发图选型提供参考。方法以某型飞机机翼前缘结构选型设计为例,对其抗鸟撞性能进行分析。通过对比复材蒙皮蜂窝结构、复材蒙皮蜂窝加吸能板结构以及纯金属结构等不同结构形式的质量变化及抗鸟撞吸能特性,发现纯金属结构前缘抗鸟撞性能具有优势。结果试验数据与仿真计算结果谱型一致,试验曲线应变峰值为0.0108,仿真结果应变峰值为0.0103,两者相差仅5%。结论仿真计算有效,且符合预期要求。     

吸波结构聚氨酯泡沫基体材料耐老化性能评估试验设计

目的针对吸波结构的基体材料——一种软质聚氨酯泡沫耐老化性能的考核,设计一种环境适应性试验,确定施加的环境应力和产品老化性能的表征参数。方法通过吸波结构的聚氨酯泡沫材料的特征性能参数分析,根据产品应用要求和预试验结果,确定合适的老化性能的主要表征指标,通过多应力水平试验和方差分析,确定采用的主要加速老化环境应力。结果通过预试验与分析认为,吸波结构用聚氨酯泡沫材料耐老化性能可采用断裂伸长率来作表征,由于防水覆膜能很好地阻隔水汽对聚氨酯材料的影响,采用单温度应力便可以来考核其老化性能。结论针对具有防水覆膜的吸波结构用聚氨酯泡沫材料,采用单温度应力作用下的断裂伸长率变化可以对其耐老化性能进行有效评估。     

高速撞击三层铝板仿真计算

文章以航天器三层防护结构为研究对象,通过数值仿真的方法,对球形铝弹丸高速撞击三层铝板防护结构的损伤特性进行了研究;通过与实验结果的比较验证了仿真模型的有效性,并针对防护板间距与厚度对铝板损伤特性的影响进行了数值模拟仿真分析。结果表明,第二层防护屏位于防护结构中间时,舱壁所受损伤最小,且增加第二层防护屏的厚度能有效减小舱壁受到的损伤。     

航天器火工冲击载荷减缓设计及验证

目的研究航天器火工冲击缓冲方案,降低火工冲击对航天器上设备的影响。方法根据火工冲击环境防护设计原则设计3种系统级缓冲方案,由NASTRAN软件进行响应预示,用星箭分离局部结构解锁分离试验数据进行验证及模型修正。结果在星箭连接界面增加间断面的加速度响应最大衰减量为62%,增加复杂构型结构的加速度响应最大衰减量为82%,采用冲击隔离的加速度响应最大衰减量为60%。结论在星箭连接界面增加间断面、复杂构型结构或减小星箭界面接触面积均有一定的缓冲效果,系统缓冲设计时应综合考虑质量、结构连接刚度、缓冲效果、卫星状态、运载火箭状态约束等条件。冲击响应预示计算结果与试验结果基本吻合(在±6 d B内),表明这种预示方法能够较准确预示某卫星结构火工冲击响应。     

高速动能弹撞击装甲结构引起的螺栓连接失效及部件过载损伤研究

目的 验证和揭示高速动能弹对装甲结构的损伤机理。方法 聚焦高速动能弹打击装甲目标时,弹道冲击造成的靶标结构连接失效及部件过载损伤这2种损伤效应,以典型螺栓连接为研究对象,采用高速球形弹丸撞击螺栓连接结构的小尺寸试验对数值模拟方法和材料模型参数进行校验。在此基础上,采用数值模拟和冲击响应谱分析方法对高速动能弹打击全尺寸坦克进行模拟分析,获得撞击过程螺栓连接失效特征、主要影响因素及坦克典型位置部件的冲击加速度曲线和冲击响应谱曲线。结果 在小尺寸试验中,动能输入为0.042MJ时,螺栓连接未发生失效;但25.6MJ动能输入全尺寸坦克时,螺栓发生断裂而使连接失效。数值模拟结果揭示了螺栓发生断裂的主要原因。结论 输入动能大小、连接螺栓直径、模拟设备部件质量和撞击位置为螺栓是否断裂的主要影响因素。坦克某些位置的冲击响应谱曲线高于军用标准给出的临界曲线的下限甚至上限,表明这些位置的部件因高过载损伤导致失效的概率较高。     

对中外军用伪装防护包装器材建设的认识与思考

我军伪装防护包装存在质量意识淡薄、标准化程度低、防护包装方法和材料单一等问题。通过研究和借鉴外军,尤其是发达国家伪装防护包装器材建设的成功经验,研制出我军新一代具有防光学侦察、雷达侦察、热红外侦察等多频谱隐身性能,又具有良好的环境适应性和操作使用性防护包装器材。     

军事电子装备的三防设计

作为军事电子装备研制任务的重要组成部分,三防设计的目的就是赋予装备优异的整机防护性能以适应各种恶劣环境。文中从合理选用耐蚀金属材料、非金属材料;合理的结构整体热设计、合理的焊缝结构、适宜涂镀的表面结构形式、防止电偶腐蚀的结构形式等;合理的工艺防护措施,如表面处理、灌封处理、绝缘处理、防霉处理、包装防护等;以及密封、通风、除湿、遮蔽等方式控制环境4个方面阐述了军事电子装备三防设计的具体方法,最后对我国军事电子装备研制体制提出了看法。     

超声对净水沉淀污泥絮体特性及对污泥回流效能的影响

为解决污泥回流强化混凝技术存在的有毒有害物质积累的问题,取净水沉淀污泥经超声预处理后进行回流试验,考察超声作用后净水沉淀污泥絮体特性的变化及其对回流效能的影响.结果表明:超声作用后污泥溶液的温度升高,絮体粒径减小,长时间作用后粒径可降至几个mm,且粒径与声能密度呈现相关性;1,5W/mL的超声处理后,絮体Zeta电位降低,比表面积增大,10,15W/mL的超声处理后絮体Zeta电位升高,比表面积有所下降;低声能密度(1W/mL)超声处理后污泥回流可强化混凝效果,30min超声作用后污泥回流的浊度、UV254和CODMn去除率分别提高了2.7%、23.12%和10.02%,长时间高声能密度(15W/mL)超声波处理污泥回流后混凝效果反而恶化.超声技术对污泥回流后污染物的去除率有一定的提高,但超声时间和声能密度必须很好控制.     

气囊回收系统的着陆适应性仿真分析

目的提出一种气囊着陆缓冲等效分析方法,将有限元仿真和理论分析相结合,借助理论分析的优点实现对气囊回收系统着陆缓冲冲击性能快速评估的目的。方法首先建立气囊有限元模型,通过有限元分析获得载荷-压缩量曲线,根据曲线拟合出接触载荷与气囊压缩量的关系式。同时,利用高斯函数模拟斜坡,考虑一质量块和气囊以一定初速度竖直向下撞击到该坡面上,只考虑坡度大小和表面粗糙度对气囊冲击载荷的影响。最后,利用中心差分法计算出质量块的位移、速度以及加速度。结果在撞击点的坡度为0°,20.27°和31.24°时,得到理论的水平方向和竖直方向上的最大过载,与仿真输出的结果进行对照,在误差允许的范围内,理论与仿真结果一致。分析比较不同撞击点的坡度下水平和竖直方向最大过载以及气囊离开地面时的角速度。当撞击点坡度为0°时,水平方向最大过载为0,随着撞击点坡度增大,水平方向的最大过载逐渐增大;竖直方向最大过载的值最大,为224.5 m/s2,随着撞击点坡度增大,竖直方向的最大过载逐渐减小。当撞击点坡度为0°时,角速度为0,气囊离开地面时的角速度逐渐增大,其增幅在0°到20°之间较大。结论气囊着陆缓冲等效分析方法计算得到的结果与仿真得到的结果相一致,验证了该理论计算方法的有效性,因此可以利用该方法对缓冲气囊的冲击性能进行快速评估。     

废弃印刷线路板热解过程传热特性实验研究

为了改善印刷线路板热解过程中的传热性能、提高废弃印刷线路板热解效率和产率、减少热解过程对环境的二次污染,本文设计并搭建了一套固定床热解实验装置,在高温氮气渗流条件下对3种不同尺寸废弃印刷线路板颗粒料层的热解过程进行了对比实验;测试了颗粒料层热解过程沿轴向和径向的温度分布,分析了线路板颗粒尺寸对物料层温度场和对热解区域迁移速度的影响,阐明了沿热解炉高度方向物料温度参数随时间的变化特征,揭示了热解区域和热解状态对于沿轴向的温升速率和温度梯度的影响规律.结果表明:较大颗粒料层的热解区域纵向迁移速度要快于小颗粒料层,当颗粒尺寸分别为1.5、2.5和3.5 cm时,热解区域的纵向迁移速度分别为0.47、0.50和0.63 m·h~(-1);热解区域和热解状态对于沿轴向的温升速率和温度梯度有显著影响;废弃印刷线路版热解过程的能源利用效率较低,只有29.50%～37.13%,主要损失为热解装置和物料的蓄热损失.研究结果对印刷线路板热解装置的设计和运行具有重要的指导意义.     

Life-cycle assessment of four types of floor covering

Four types of floor covering have been investigated with respect to their environmental impact: linoleum, cushion vinyl, tufted carpet with a woollen pile and tufted carpet with a polyamide pile. The analysis relates to all stages in the life-cycle (from ‘cradle to grave’) and focuses on floor coverings for domestic use. The analysis is performed by means of the method for life-cycle assessment (Dutch approach). Each floor covering is assessed with regard to its environmental impact. This impact can be of various type: depletion of raw materials, cumulative energy requirement, global warming, acidification, tropospheric ozone creation, stratospheric ozone depletion, eutrophication, production of waste and human health. The inventory of environmental interventions (materials, energy requirements, waste and emissions to air, water and soil) was fairly complete. Most interventions relating to the processes that make up the life-cycle of the floor coverings in question could be quantified. A large part of the data is associated with the process energy requirement. In general these data are quite reliable. The results of the impact assessment for linoleum differs considerably from those for other types of floor coverings. Linoleum turns out to be the most environmentally favourable floor covering. It was not possible to differentiate between the environmental impact of cushion vinyl, tufted carpet with a woollen pile and tufted carpet with a polyamide pile.     

蒸发冷凝气溶胶多分散性对透过率测试的影响

为研究蒸发冷凝式气溶胶多分散性对滤料透过率试验的影响程度,分别测试了从低效到高效多种滤料在不同过滤速度、不同粒数中值粒径下的透过率。通过修正计算得到典型过滤速度下的真实透过率曲线,与试验透过率对比发现:最易穿透粒径全部位于0.1~0.3 μm;试验测得最易穿透粒径呈负偏差,与修正后的数值相对误差小,最大不超过1.5%;试验气溶胶多分散性导致的透过率误差极值出现在最易穿透粒径处,呈负偏差,低效滤料相对误差较小,极值最低为2.4%,高效滤料极值最大约为10%。因此,在最易穿透粒径范围附近,蒸发冷凝式单分散试验气溶胶测出的最易穿透粒径和透过率是真实有效的。     

栅条絮凝池内部流场及颗粒运动状态模拟分析

利用数值模拟方法对栅条絮凝池前段内部流场进行模拟分析,以涡旋速度梯度和湍动能作为综合评价指标,对其结构设计的合理性进行了验证.在流场中加入了11组不同粒径和有效密度的絮凝颗粒,每组在流场入口处随机释放98560个粒子,利用DPM模型对粒子运动轨迹进行追踪统计.结果 表明:随着絮凝颗粒的增大,其有效密度呈相应下降趋势.絮...     

Agglomeration of dust in convective clouds initialized by nuclear bursts

Convective clouds initialized by nuclear bursts are modeled using a two-dimensional axisymmetric cloud model. Dust transport through the atmosphere is studied using five different sizes ranging from 1 to 10,000 μm in diameter. Dust is transported in the model domain by advection and sedimentation. Water is allowed to condense onto dust particles in regions of supersaturation in the cloud. The agglomeration of dust particles resulting from the collision of different size dust particles is modeled. The evolution of the dust mass spectrum due to agglomeration is modeled using a numerical scheme which is mass conserving and has low implicit diffusion. Agglomeration moves mass from the small particles with very small fall velocity to the larger sizes which fall to the ground more readily. Results indicate that the dust fallout can be increased significantly due to this process. In preliminary runs using stable and unstable environmental soundings, at 30 min after detonation the total dust in the domain was 11 and 30%, respectively, less than a control case without agglomeration.     

OSA剩余污泥超声波处理试验研究

分别采用不同超声功率、超声时间及脉冲比的超声波处理OSA工艺产生的剩余污泥,研究超声作用对细胞内容物的释放、酶活和污泥粒径的影响。研究结果表明,声能密度越大、超声处理时间越长,污泥被破坏程度越大,释放出的有机物浓度也就越高;较低的声能密度在短时间内可以促进微生物脱氢酶活性。从总体上看超声作用会降低微生物的脱氢酶活性和碱性磷酸酶活性;超声处理在较短时间内即可实现对污泥絮状结构的解体,此后污泥颗粒的粒径分布保持相对稳定状态。     

Size-fractionated measurement of coarse black carbon particles in deposition samples

In a 1-year field study, particle deposition flux was measured by transparent collection plates. Particle concentration was simultaneously measured with a cascade impactor. Microscopic evaluation of deposition samples provided the discrimination of translucent (mineral or biological) and black carbon particles, i.e. soot agglomerates, fly-ash cenospheres and rubber fragments in the size range from 3 to 50 μm. The deposition samples were collected in two different sampling devices. A wind- and rain-shielded measurement was achieved in the Sigma-2 device. Dry deposition data from this device were used to calculate mass concentrations of the translucent and the black particle fraction separately, approximating particle deposition velocity by Stokes' settling velocity. In mass calculations an error up to 20% has to be considered due to assumed spherical shape and unit density for all particles. Within the limitations of these assumptions, deposition velocities of the distinguished coarse particles were calculated. The results for total particulate matter in this range are in good agreement with those from impactor measurement. The coarse black carbon fraction shows a reduced deposition velocity in comparison with translucent particles. The deviation depends on precipitation amount. Further measurements and structural investigations of black carbon particles are in preparation to verify these results.