冲击作用

摘要： 随着油气勘探开发的不断深入,传统PDC钻头在深部地层钻进过程中的黏滑、回弹震荡等问题愈加突显,为此提出一种新型冲击-刮切复合PDC钻头,并基于该钻头分离式冲击-刮切的工作原理,开展了单元齿冲击、单元齿切削以及冲击-刮切复合破岩的试验与数值模拟。结果表明,冲击齿冲击岩石产生冲击坑,使冲击坑7 mm范围内岩石强度显著降低,同时可降低切削齿所需切削力,形成了较大切削岩屑,并影响冲击坑附近应力分布。同时基于正交试验,对冲击参数和切削参数的敏感性进行分析,探究各因素对冲击-刮切复合破岩的影响规律,结果表明影响较大的因素分别是冲击位置、切削速度、冲击齿类型以及切削深度。采用全尺寸钻头对比分析常规PDC钻头和复合钻头破岩井底形貌,发现复合钻头井底破碎体积更大。研究内容对研制和应用新型冲击-刮切复合PDC钻头具有重要参考价值。

摘要： 聚氨酯弹性体具有性能可调范围宽、抗冲击性能好、承载能力高等优点,可用于各类减震缓冲结构。为研究聚氨酯弹性体(PUE)的耗能性能,分别制备四种不同横截面积的圆环柱状浇注型聚氨酯弹性体,进行准静态压缩试验和冲击试验。结果表明,PUE在1 400 kN的静态荷载或126 kN的冲击荷载作用下仍可反复使用并发挥其耗能能力;准静态压缩时,当弹性体横截面积减小超过6%,则其能够承受的最大荷载与吸收的能量均减少50%以上;冲击作用下,当弹性体横截面积减小约8%时,其耗能增加约为20%,所能承受的冲击力峰值减少约18%。

摘要： 针对桥面行车重型货物掉落冲击箱梁,将导致箱体产生严重的裂缝甚至破坏,且破坏具有局部化和剪切破坏特征的问题.笔者利用LS-DYNA有限元软件,开展了冲击荷载作用于箱梁不同位置时的数值模拟,并结合某钢筋混凝土箱梁桥在行车落物冲击下的损伤情况,研究了冲击力作用效应的传递规律和破坏形态.研究结果表明:落物冲击箱梁产生的动力响应和破坏形态呈现出明显的剪切破坏特征;冲击力作用效应由顶板作用位置向腹板和底板依次传递;冲击荷载作用于顶板时发生局部剪切破坏,而传递至腹板后则可能产生弯剪斜裂缝.

摘要： 横跨铁路的架空输电线路在施工过程中出现输电线断裂事故时,跨越轨道防护装备拦截下落的输电线断线,防止其坠落在铁路线路上造成运行安全事故.基于此,文中使用ABAQUS软件对输电线断线冲击防护网的全过程进行动态仿真计算分析.计算结果表明,存在某一断线位置,输电线断线在冲击防护网的过程中,其端部略超出水平位置防护网最外侧迪尼玛绳,可穿过水平位置和竖直位置防护网之间的空当,此工况下防护网所受冲击作用最大,防护网应力也最大且满足强度要求,跨越轨道防护装备成功拦截下落的输电线断线,对铁路运营起到了安全防护作用.

摘要： 在有、无礁冠两种典型岛礁剖面地形上开展孤立波冲击礁坪上直墙的二维水槽试验和数值模拟研究。通过OpenFOAM结合k-ε湍流模型进行RANS数值模拟,基于试验数据和验证后的RANS模拟结果,研究了岛礁剖面上孤立波传播的水动力特性及其对直墙的作用,并探讨了礁冠的存在对直墙所受冲击的影响。结果表明:RANS(k-ε)模型能够准确还原孤立波在岛礁地形上的主要传播特征,但在波浪破碎的情况下,RANS数值模拟不够精细,尤其对直墙所受瞬击荷载的捕捉能力欠缺;礁冠的存在,增强了波浪反射,使得波浪提前破碎,减小了直墙上的波浪爬升和最大动压。

摘要： 在服役的过程中,码头结构不但要承受活载、恒载等来自环境的荷载,同时还要承受系缆力、船舶挤靠力等动力荷载.当码头结构在短时间内受到较大的冲击时,很有可能会出现受力构件受损的问题,甚至有可能出现码头结构倒塌的现象,从而引发一系列的严重后果.所以,对冲击荷载背景下高桩码头结构所做出的动力响应进行研究有一定的现实意义.

摘要： 桥梁结构全寿命周期内可能遭受爆炸冲击事故,设计阶段对这类冲击作用考虑不足.现建立了基于性能的钢筋混凝土构件抗冲击设计方法框架,包括冲击作用危险性分析、构件性能标准确定、构件性能评价和构件性能陈述.以钢筋混凝土立柱抗爆设计为例说明建立的设计流程,首先通过与空气爆试验对比验证ALE方法用于钢筋混凝土构件爆炸冲击损伤,分析可靠性;以位移角指标建立构件性能目标体系,通过非线性有限元分析得到了设计构件的抗冲击性能状态,并对不满足设防水准的设计参数进行优化,得到满足三水准抗爆设防目标的立柱设计参数.

摘要： 沿海结构物设计中一般都会考虑大波的作用,例如:海啸波.其中,波浪力是沿海结构物设计中的一个重要参数.本文研究海啸波对近岸垂直墙的冲击作用,基于光滑粒子流体动力学方法,模拟了海啸波的传播过程以及对垂直墙的冲击作用力.采用Goring法计算得到造波板位移时程数据,生成海啸波.测量海啸波的沿程高度变化,并与已有实验数据进行对比,验证了本文数值模型的可靠性.针对不同波高的大小和不同静水深度下海啸波对垂直墙的冲击作用进行了数值模拟,结果表明:该模型能够准确模拟海啸波的传播过程,离岸波面抬升和近岸波面抬升的计算结果与实验数据吻合较好.本研究数值模型与计算结果可为沿海结构物的优化设计提供指导.

摘要： 分析了冲击作用下干燥、自然和饱水红砂岩试样的抗压强度、微观结构和破坏机理.根据单轴冲击试验结果并结合静态单轴压缩试验,同一脉冲强度下的红砂岩试样抗压强度随含水率的增加而降低,而同一含水状态时的抗压强度随脉冲强度的增加而增大.对比同一脉冲强度下各试样的应力-应变全过程曲线,发现饱水试样和干燥试样的差异性较大,突出表现在饱水试样的曲线有显著的体积压缩现象,且峰值应变最大,塑性变形明显,因此对干燥和饱水试样的冲击破坏碎块进行电镜扫面,结果显示干燥试样颗粒结构致密,矿物颗粒及填充物胶结紧密,而饱水试样颗粒结构疏松多孔,胶结物质被溶蚀形成溶蚀孔,胶结作用弱化.基于损伤断裂理论,对含水岩石的冲击破坏过程进行了细观力学分析,根据最大周向正应力理论,考虑孔隙水压力和水弱化作用的影响,对微裂纹起裂条件和扩展方向进行了讨论,起裂扩展后,孔隙水压力减小,自由水对裂纹扩展产生抑制作用,据此对裂尖的动态应力强度因子进行了修正.

摘要： 溃坝问题具有自由面的变化复杂剧烈、水头对壁面将产生瞬时砰击力等特征,常被作为甲板上浪、入水冲击、液舱晃荡等工程实际问题的简化来研究.近年来,研究人员采用了多种方法对此溃坝问题进行了数值研究,但多采用二维计算模型,且未考虑壁面弹性对该砰击现象的影响作用,本研究将基于拉格朗日系统下的MPS-FEM耦合方法自主研发的求解器对该流固耦合现象进行数值模拟.文中首先通过标准算例验证了自研FEM求解器在结构分析方面的可靠性.然后,采用该流固耦合求解器数值模拟了三维溃坝流与弹性壁面的相互作用,考察了壁面弹性对该砰击现象的影响.

摘要： 借助于小药量水下爆炸试验及数值模拟研究了水下近距爆炸气泡射流特性.试验在爆炸水箱中进行,获得了水下爆炸自由场中的气泡脉动过程、气泡与气背钢板作用并形成射流的过程,以及水下爆炸载荷作用下的平板应变响应曲线.使用LS-DYNA软件的ALE方法计算了气泡射流形成过程、气泡射流形成时水中压力场的变化等,对射流发生时流场情况以及气背平板的应变响应特点进行分析,数值模拟结果与试验结果有很好的近似.结果表明,气泡射流作用一种局部载荷,在形成过程中可对结构产生强烈的冲击作用.

摘要： 本文通过有限元分析软件ABAQUS对格构式钢拱结构的多尺度模型进行数值模拟分析,验证多尺度模型在其结构计算中的可行性.结论得出格构式钢拱的多尺度模型比梁单元模型更加稳定，动力冲击响应的计算结果可靠性更高，同时多尺度模型的接触时间要小于梁单元模型的接触时间。所以多尺度模型在此结构的数值模拟中是可行的。

摘要： 表面孤立波与海洋结构物的相互作用常伴随有砰击、上浪等现象,是船舶与海洋工程领域需要研究的重要问题之一.本文采用MPS法求解器MLParticle-SJTU对孤立波与平板结构相互作用问题进行研究.使用求解器的推板造波模块,分别模拟了二维和三维孤立波对平板的冲击作用过程,得到的平板受力与实验结果吻合良好,验证了该求解器在处理此类问题上的可行性.

摘要： 对于近地面长时间滞空的系留气球而言,大气环境是影响其结构安全的重要因素.由于系留气球撤收过程花费时间较长,当遭遇可能危及球体安全的不利天气条件时往往无法及时规避,这就对系留气球的生存性提出了考验.文中针对当遭遇降雹天气时冰雹对系留气球的影响做出了理论分析,首先通过合理假设理论推导了冰雹的收尾速度,然后分析了单个冰雹对气囊材料的冲击作用,最后分析了降雹强度对球体产生的附加载荷.分析结果表明通常情况下单个冰雹的冲击作用不会对气囊造成破坏,但冰雹产生的附加载荷会对系留气球空中系留和地面锚泊造成不利影响.

摘要： 采用离散单元法模拟了滑坡碎屑流冲击拦挡结构的动力堆积过程,建立了不同滑槽粗糙度下碎屑流运动机制、碎屑颗粒尺寸分离效应和宏细观堆积特征之间的相关关系.研究结果表明,当滑槽粗糙度增大时,碎屑流运动机制逐渐由剪切摩擦向剧烈碰撞转变,碎屑颗粒尺寸分离效应发展加快,颗粒体冲击至拦挡结构时长度增加,运动时间增大.此外,碎屑流宏细观堆积特征受碎屑颗粒尺寸分离效应影响显著.当碎屑颗粒的尺寸分离发展程度增大时,堆积体不同粒径颗粒分层结构更加明显,堆积体内部中小粒径颗粒增多,孔隙率减小,内部结构密实度提高.颗粒体与滑槽的堆积角度随滑槽粗糙度的增大而沿顺时针方向线性偏转减小.在细观堆积组构方面,颗粒体强弱力链分布差异减小,强力链比重增大,弱力链比重减小,从概率上讲,外界扰动将会有更大概率影响到堆积体的稳定特性.

摘要： 采用离散单元法模拟了滑坡碎屑流冲击拦挡结构的动力堆积过程,建立了不同滑槽粗糙度下碎屑流运动机制、碎屑颗粒尺寸分离效应和宏细观堆积特征之间的相关关系.研究结果表明,当滑槽粗糙度增大时,碎屑流运动机制逐渐由剪切摩擦向剧烈碰撞转变,碎屑颗粒尺寸分离效应发展加快,颗粒体冲击至拦挡结构时长度增加,运动时间增大.此外,碎屑流宏细观堆积特征受碎屑颗粒尺寸分离效应影响显著.当碎屑颗粒的尺寸分离发展程度增大时,堆积体不同粒径颗粒分层结构更加明显,堆积体内部中小粒径颗粒增多,孔隙率减小,内部结构密实度提高.颗粒体与滑槽的堆积角度随滑槽粗糙度的增大而沿顺时针方向线性偏转减小.在细观堆积组构方面,颗粒体强弱力链分布差异减小,强力链比重增大,弱力链比重减小,从概率上讲,外界扰动将会有更大概率影响到堆积体的稳定特性.

摘要： 采用离散单元法模拟了滑坡碎屑流冲击拦挡结构的动力堆积过程,建立了不同滑槽粗糙度下碎屑流运动机制、碎屑颗粒尺寸分离效应和宏细观堆积特征之间的相关关系.研究结果表明,当滑槽粗糙度增大时,碎屑流运动机制逐渐由剪切摩擦向剧烈碰撞转变,碎屑颗粒尺寸分离效应发展加快,颗粒体冲击至拦挡结构时长度增加,运动时间增大.此外,碎屑流宏细观堆积特征受碎屑颗粒尺寸分离效应影响显著.当碎屑颗粒的尺寸分离发展程度增大时,堆积体不同粒径颗粒分层结构更加明显,堆积体内部中小粒径颗粒增多,孔隙率减小,内部结构密实度提高.颗粒体与滑槽的堆积角度随滑槽粗糙度的增大而沿顺时针方向线性偏转减小.在细观堆积组构方面,颗粒体强弱力链分布差异减小,强力链比重增大,弱力链比重减小,从概率上讲,外界扰动将会有更大概率影响到堆积体的稳定特性.

摘要： 本发明公开了一种考虑载荷冲击和热冲击共同循环作用下的涂层失效试验装置，包括支撑架、底座、伺服电机、圆柱凸轮、冲击机构、精密液压升降台、测力台、涂层试样、红外测温装置及激光发射器。该装置工作时，由伺服电机驱动圆柱凸轮转动，进而带动冲击机构对涂层试样产生一种上下冲击运动，通过测力台对冲击力进行测量，同时，将冲击力产生的信号反馈给中控台，控制激光发射器同步加载热冲击；通过调节精密液压升降台高度及激光发射器的控制电流，有效控制冲击过程中的机械载荷的大小和温度的高低。本发明结构简单，控制方便，能为研究涂层试样在载荷冲击和热冲击共同循环作用下的失效机理提供一种有效的实验手段。

摘要： 本发明公开了一种枪弹冲击或冲击波作用下的颅脑创伤模型系统，采用的技术方案是，本发明所用的模型包括颅脑模型的制备并应用于枪弹冲击或冲击波作用下颅脑的损伤情况分析。颅脑模型包含头皮、颅骨、脑组织以及脑脊液这些基本结构，同时模型中植入脑组织加速度传感器，颅内压传感器，颅骨应力应变传感器。传感器通过传感器连接底座中的数据线与数据采集模块连接，通过数据处理模块处理后传送至数据评价模块。该颅脑创伤模型可以用于防护装备效能评价领域，将防护装备的防护效能予以量化，能够从仿真人力学指标的角度对人体头部的损伤与防护开展研究。弥补了生物试验的不足，提高了逼近真人的数据可信度。

摘要： 本发明公开了一种考虑载荷冲击和热冲击共同循环作用下的涂层失效试验装置，包括支撑架、底座、伺服电机、圆柱凸轮、冲击机构、精密液压升降台、测力台、涂层试样、红外测温装置及激光发射器。该装置工作时，由伺服电机驱动圆柱凸轮转动，进而带动冲击机构对涂层试样产生一种上下冲击运动，通过测力台对冲击力进行测量，同时，将冲击力产生的信号反馈给中控台，控制激光发射器同步加载热冲击；通过调节精密液压升降台高度及激光发射器的控制电流，有效控制冲击过程中的机械载荷的大小和温度的高低。本发明结构简单，控制方便，能为研究涂层试样在载荷冲击和热冲击共同循环作用下的失效机理提供一种有效的实验手段。

摘要： 本发明公开一种复合冲击作用的双向冲击器，包括外壳、周向冲击组件、轴向冲击组件、驱动组件和传动组件；所述周向冲击组件包括定心传动轴和周向冲击件，所述定心传动轴同轴设置于所述外壳内，所述定心传动轴上设置有第一立耳，所述周向冲击件包括滑块、弧形压缩弹簧和第二立耳，所述外壳的内壁上设置有弧形槽，所述滑块与所述弧形槽滑动连接，所述外壳的内壁上开设有与所述弧形槽相连通的楔形槽，所述弧形压缩弹簧的一端固定于所述楔形槽上，所述弧形压缩弹簧的另一端与所述滑块连接，所述第二立耳的一端与所述滑块连接；解决现有技术中的冲击器只能产生单一方向的冲击作用，无法同时解决钻柱黏滑与钻头卡钻双重问题的技术问题。

摘要： 本发明公开一种复合冲击作用的双向冲击器，包括外壳、周向冲击组件、轴向冲击组件、驱动组件和传动组件；所述周向冲击组件包括定心传动轴和周向冲击件，所述定心传动轴同轴设置于所述外壳内，所述定心传动轴上设置有第一立耳，所述周向冲击件包括滑块、弧形压缩弹簧和第二立耳，所述外壳的内壁上设置有弧形槽，所述滑块与所述弧形槽滑动连接，所述外壳的内壁上开设有与所述弧形槽相连通的楔形槽，所述弧形压缩弹簧的一端固定于所述楔形槽上，所述弧形压缩弹簧的另一端与所述滑块连接，所述第二立耳的一端与所述滑块连接；解决现有技术中的冲击器只能产生单一方向的冲击作用，无法同时解决钻柱黏滑与钻头卡钻双重问题的技术问题。

摘要： 一种超燃式单作用冲击回转钻具及冲击回转方法，该钻具包括壳体、控制活塞、活塞弹簧、混合室、控制弹簧、活塞、上腔和冲击钻头，控制活塞横跨混合室与上腔，控制活塞上的活动通道可与壳体上的通气口联通以将混合室内的混合气体通入上腔，控制活塞与活塞下端分别固定安装有控制弹簧与活塞弹簧，活塞的活塞杆与壳体通过螺纹配合；该方法主要是由混合室通向上腔内的燃料与空气混合气体在压力下发生爆炸，在爆炸产生的瞬间冲击作用下，活塞带动冲击钻头进行冲击回转碎岩。通过上腔与控制弹簧弹力和混合室内压力的差异控制上腔内燃料的供给通断。爆炸产生的气体能够携带岩屑上返至地面完成排屑工作。

摘要： 一种超燃式双作用孔底冲击碎岩钻具及孔底冲击碎岩方法，该钻具由混合室、冷却管、壳体、滑块、锤体、冲击钻头、气管、油管，锤体可将壳体中的腔体隔断成上腔与下腔；该方法主要是由混合室通向腔体内的燃料与空气在压力下发生爆炸，在爆炸产生的瞬间冲击作用下，锤体带动冲击钻头进行冲击碎岩；另一方面，爆炸产生的瞬间高压气体控制滑块运动，进而切换上腔与下腔的燃料供应，使得上腔与下腔内交替发生爆炸进而带动冲击钻头往复对岩石冲击；同时，爆炸产生的气体能够携带岩屑上返至地面完成排屑工作。

摘要： 本发明涉及一种具有预冲击作用的PDC‑冲击头钻头，它是由前置新型冲击头、冲击头伸缩机构和常规PDC钻头组成。前置新型冲击头和伸缩机构内芯相连接，冲击头上安装冲击齿，并在冲击头外侧设置了排屑槽和喷水口；伸缩机构由内芯和外套组成，两者之间利用滑道组合相连，并在两者组合连接中各设计了限位块；伸缩机构外套下端有外螺纹，用于和PDC钻头相连接；PDC齿在PDC刀翼上呈对角线三面分布；每相邻两PDC刀翼之间都设计有排屑槽，排屑槽上都均匀设置了喷水孔。本发明对岩石先进行预破坏以降低岩石的强度，再利用PDC钻头进行二次刮削破坏，大大减少PDC钻头所受横向力及钻柱的粘滑振动，以及延长了PDC钻头和钻具的使用寿命。

摘要： 本实用新型涉及一种具有预冲击作用的PDC‑冲击头钻头，它是由前置冲击头、冲击头伸缩机构和PDC钻头组成。前置冲击头和伸缩机构内芯相连接，冲击头上安装冲击齿，并在冲击头外侧设置了排屑槽和喷水口；伸缩机构由内芯和外套组成，两者之间利用滑道组合相连，并在两者组合连接中各设计了限位块；伸缩机构外套下端有外螺纹，用于和PDC钻头相连接；PDC齿在PDC刀翼上呈对角线三面分布；每相邻两PDC刀翼之间都设计有排屑槽，排屑槽上都均匀设置了喷水孔。本实用新型对岩石先进行预破坏以降低岩石的强度，再利用PDC钻头进行二次刮削破坏，大大减少PDC钻头所受横向力及钻柱的粘滑振动，以及延长了PDC钻头和钻具的使用寿命。

摘要： 本实用新型公开了一种碰撞冲击作用力及作用时间测量装置，平衡台、平衡台支架、悬挂砝码、垂线和碰撞块；所述平衡台的右侧开设有竖直通孔，其左侧开设有悬挂螺孔；所述悬挂螺孔分布有悬挂螺杆；所述平衡台支架上部设有支撑轴；还包括导线开关装置和示波器，所述导线开关装置的顶部开有两块裸露导线端；所述悬挂砝码由导电材料制成，且其可活动分布在所述裸露导线端上；所述两块裸露导线端与电源‑电阻模块、所述示波器连接且所述悬挂砝码连通所述两块裸露导线端后构成回路。采用本实用新型具有检测准确、便捷、使用效果好等优点。