冲击动力学

摘要： 文章以航空航天大类培养需求为导向,紧密结合科研前沿,讨论了航空结构冲击动力学研究方向在实验教学中的必要性,并从实验教学方案设计、教学内容、教学方式及教学效果等方面对“飞行器结构设计与强度综合实验”课程中涉及的冲击动力学实验教学进行了阐述,初步总结出适合航空结构冲击动力学专业方向的实验教学方法,取得了比较理想的教学效果。

摘要： 针对目前侵彻体侵彻目标靶摩擦升温计算简化为稳态过程、弹头摩擦力及法向力按均值处理,导致计算结果精度不高的问题,提出基于微元法的侵彻体弹头摩擦升温计算方法。该方法在微元法的基础上构建了侵彻体轴向阻力摩擦力热量温度的函数式,通过设定的侵彻体初速度、靶体密度、导热系数等物理参数获得侵彻体头部的温升曲线。计算结果表明,基于微元法的侵彻体弹头摩擦升温计算结果与ANSYS/LS-DYNA仿真结果吻合性较好,更适合用于侵彻体弹头摩擦升温理论计算。

摘要： 开展了ZrCuAlNi合金在高纯氩气氛围下的Taylor撞击断裂行为研究,借助高速摄像以及扫描电镜记录试件的断裂行为。ZrCuAlNi非晶合金由低速撞击下的单条主剪切带断裂到高速下撞击的多条剪切带断裂的转变,通过对回收剩余试件的断口观察到多种断裂形貌,证明其受力复杂,而且断面温度明显升高。ZrCuAlNi内生非晶复合材料以轴向裂纹的传播,在多条裂纹的相互作用下导致材料破碎,断裂形貌呈现河流状解理断裂形貌。通过AUTODYN软件对ZrCuAlNi非晶合金在Taylor撞击实验中的损伤及扩展进行仿真分析,发现与实验结果一致性较好。

摘要： 为得到更大速度适用范围的钨合金球形破片侵彻低碳钢板弹道极限速度计算模型,分析不同着靶速度下钨合金球形破片侵彻低碳钢板的侵彻破坏特征,建立了包含弹、靶主要力学参数的弹道极限速度计算模型,模型系统考虑破片刚性、塑性、侵蚀以及破碎侵彻等情况;根据模型求解需要,针对钨合金破坏特征建立对应速度阈值的计算方法;基于已有试验数据,应用信赖域方法获得模型系数,建立弹道极限速度计算模型;开展破片对Q235、Q345E钢板弹道侵彻试验,根据试验结果分析模型的计算精度。结果表明:该模型计算结果较试验结果平均误差和最大误差均低10%,较现有弹道极限速度计算模型计算结果平均误差减少了60%。

摘要： 《爆炸与冲击》是中国力学学会主办的学术期刊。办刊宗旨为报道爆炸力学学科领域的国内外最新科技成果,反映学术前沿进展及水平,促进学术交流,创造本学科领域青年人才良好的成长环境,推进爆炸理论和应用、抗爆与爆炸安全技术的发展。征稿内容为爆炸、爆轰、燃烧、冲击波、冲击动力学、高速碰.撞、动高压技术、激光与电磁驱动的高能量密度动力学、材料动态力学性能、爆炸驱动与爆炸加工、工程爆破、抗爆结构与设计、爆炸力学计算方法和实验测试技术、爆炸器材、爆炸安全技术等方面的论文、研究简报以及科技动态等。

摘要： 结合混凝土试件的真三轴静载冲击实验结果,分别运用考虑应变率效应的Holmquist-Johnson-Cook(HJC)模型和考虑静水压效应的Drucker-Prager(DP)模型进行数值分析,以探讨研究混凝土试样应变率效应和惯性效应的方法。在探究混凝土的应变率效应和横向惯性效应的关系时,使用HJC模型的数值模拟结果来拟合DP准则的各个参数。结果表明:随着应变率的升高,混凝土的强度会提高,并且这种强度的提高,也有一部分原因是第一应力不变量I_(1)的增大所导致的。因此,混凝土试件的应变率效应和横向惯性约束具有较强的耦合作用。理论和数值分析了冲击下试样内部的横向应力分布特征与应变率、静水压和试样尺寸的关系,结果发现:试样内部横向应力的幅值随着应变率、静水压的升高而增大,但随着试样尺寸的增大而减小。为了探讨横向惯性带来的强度提升效果,提出了一个有关冲击方向最大应力σ_(x)和等效应力σ_(e)的参数ξ,且ξ=(σ_(x)−σ_(e))/σ_(x)。此参数具有尺寸效应、应变率效应和静水压效应,但是此参数与应力三轴度的关系表现出应变率无关特性,可为应变率效应的研究提供新的思路。

摘要： 部分航空发动机零部件的工作载荷类型属于冲击载荷,采用静力学强度判定准则无法证明其设计符合性,导致无法采用静力学载荷对其进行结构优化,需要建立基于冲击动力学载荷的航空发动机结构拓扑优化方法。以航空发动机泄压门铰链为研究对象,通过结构冲击动力学载荷拓扑优化技术研究,建立短舱腔压导致的泄压门弹开载荷作用下拓扑优化方法,提高泄压门铰链强度裕度,解决泄压门强度考核试验中出现的铰链断裂问题。基于冲击动力学载荷的航空发动机结构拓扑优化方法,能够避免动力学等效静载荷误差,优化结果更加符合载荷传力特征,为航空发动机零部件减重和应力降低优化提供了有效的解决途径。

摘要： 为了研究航天系统某减压阀在冲击试验过程中连接结构的力学特性,采用金属材料的弹塑性模型对该减压阀固定连接结构开展冲击动力学仿真分析,基于具有二阶精度的Hilber-Hughes-Taylor隐式积分算法,重点比较了两种固定连接结构中U形环、连接螺钉在冲击环境下出现的最大轴向力,并通过研究连接件对减压阀的压力变化进一步分析出冲击环境下连接件轴向力出现差异的力学机理。结果表明:固定连接结构在冲击过程中需要具有持续预紧力,才能保证连接结构不会产生阶段性逐渐变大的轴向力;冲击过程中连接件(U形环、螺钉)发生了材料屈服,会造成连接件剩余预紧力下降;固定连接结构能安全承受多次冲击环境的一个充分条件是冲击过程中固定连接件不发生材料屈服。

摘要： 该文提出将光测力学方法引入冲击动力学实验的教学改革方法。首先,以落锤冲击实验为例,应用阵列式高速摄像系统和三种光测力学方法(数字图像相关法、焦散线法和数字梯度敏感法),开展了三点弯曲梁试件低速冲击响应的教学研究。随后,以分离式霍普金森压杆实验为例,采用数字图像相关法测量了含缺口巴西半圆盘试件全场位移,并引导学生对实验数据进行分析。该实验方法克服了传统应变片电测法单点测量的局限性,提高了冲击响应测量的直观性,有助于冲击动力学实验教学开展。

摘要： 结合高速摄影技术,应用SHPB加载装置,分别使用钢制、铝制和有机玻璃制3种透射杆,对直径约7.90、11.80、15.61 mm 3种尺寸的石英玻璃珠进行了低速冲击实验。根据不同透射杆条件下的玻璃珠破碎过程中的载荷-位移曲线,结合有限元软件计算玻璃珠在冲击作用下载荷的变化情况以及实验过程中玻璃珠的应变,探讨了应力调整对玻璃珠破碎过程的影响。结果表明:相同冲击条件作用下,改变透射杆的材料,会改变玻璃珠破碎过程中的载荷分布,即透射端边界波阻抗的改变会导致反射波发生改变,从而导致玻璃珠内部载荷发生变化;透射杆为铝材和有机玻璃材质时,玻璃珠在破碎过程中的载荷明显下降,在加载过程中伴随着垫块的变形,玻璃珠内部的应力调整时间变长;透射杆为钢杆时,玻璃珠的应变主要表现为两端最大,越靠近中间应变越小,对于透射杆为铝杆和有机玻璃杆的玻璃珠,透射端局部出现了卸载行为。采用有机玻璃透射杆之后,局部应力和变形降低的结果使得玻璃珠在经受较大的变形之后发生破碎,表明玻璃珠的破碎行为由局部变形和局部变形梯度共同控制。

摘要： 为了全面了解泡沫铝夹芯结构在冲击作用下的防护性能,回顾国内外泡沫铝夹芯结构冲击动力学的研究现状,从解析模型、数值仿真与实验研究三个方面进行分类论述;最后对研究方法、内容作了总结,并对今后的研究方向作了展望.

摘要： 本文对样品手机下落到刚性地面的冲击过程进行仿真分析,计算下落过程中手机的冲击动力学特性以及系统的能量变化.在仿真模拟过程中,使用Hyperworks对样品模型进行前处理,生成求解K文件,再将K文件导入Ls-Dyna求解器进行求解计算,得出不同时间手机的应力变化情况,根据分析结果,为手机结构优化设计提供理论依据.

摘要： 有别于传统航天器,月球探测器软着陆过程中需经历全新的冲击动力学环境,月面工作设备(有效载荷、巡视探测器)必须经历该载荷环境.本文针对典型软着陆工况采用有限元方法求解探测器软着陆过程中的动力学响应,采用加速度响应的冲击响应谱描述探测器软着陆冲击力学环境.为合理简化探测器的环境试验考核类型,针对探测器的冲击力学环境,本文提出了采用分频段(0～10Hz、10～100Hz、100～2 000Hz)验证的方法进行等效考核,针对0～10Hz频段的载荷,基于冲量等效的原理简化为静载,针对10～100Hz频段的载荷采用正弦环境条件替代,针对100～2000Hz频段的载荷采用随机环境条件.该方法在嫦娥三号月球探测器中得到了成功应用.

摘要： 从冲击动力学出发讨论船桥撞击的几个问题.研究表明:(1)应采用柔性(低的结构动态广义波阻抗)防撞装置以降低船撞力.(2)通过应力波传播,撞击力做功转化为内能与动能之和.前者的不可逆部分愈高,防撞装置发挥的整体作用愈大,则愈有利于防撞装置发挥缓冲耗能作用.如何让船舶尽早脱离撞击而带走尽量多的剩余动能,应是防撞设计的关键点.(3)黏性耗能有利于缓冲撞击过程、延长撞击历时,发挥防撞装置整体作用,从而为船舶在低应力下转向滑离、带走尽可能多的剩余动能条件.因此,船撞桥防护装置的设计应建立在如下的科学设计理念上:(i)低波阻抗意义上的冲击柔性,(ii)缓冲撞击过程意义上的黏性耗能,(iii)防撞装置能发挥整体作用,化撞击集中力为分布载荷,以及(iv)让船尽早滑离而带走尽量多的剩余动能.以钢丝绳防撞圈为主要元件的柔性耗能防撞装置是这一防撞理念的工程应用实例,工程实践和实船撞击试验已证实其有效性.

摘要： 对几万吨级以上的船，撞击力达万吨以上，直接式防撞装置对桥墩和船保护作用就不大了，碰撞时船和墩都损伤严重。为了解决这个矛盾，我们研究出柔性防撞装置，它应用冲击动力学的原理，采用具有“低波阻抗”(柔性)的防撞圈群支撑外钢围。可以使传到桥墩的撞击力降至船撞力50%以下(即可以成倍地提升原有桥墩的抗撞能力)。经过鉴定为国际首创。是近年来国内桥梁工程取得的罕见的国际领先科技成果之一。

摘要： 在新型冲击微动磨损试验机上对不同约束条件下的304不锈钢薄壁管进行了冲击磨损试验,考察了不同支撑角度对薄壁管损伤行为的影响.对其冲击动力学行为、磨损行为进行了分析.研究结果表明,不同支撑角度条件下的能量吸收率、冲击接触力和冲击管变形有显著差异.通过分析磨痕微观形貌和磨痕轮廓,发现薄壁管的冲击磨损抵抗性能与约束状态密切相关;随着冲击次数的增加,材料损伤加剧,其损伤机制为疲劳磨损.

摘要： 侵彻弹装甲钢板是摧毁具有多层防护之坚硬目标的有效手段.其侵彻过程属高速冲击动力学研究范畴,涉及高压、高温、高速和结构内部材料破坏,包括冲塞、侵彻、层裂、崩落、溅飞等各种复杂形式,因此,对该过程的分析是冲击动力学研究的难点之一.根据破片模拟弹侵彻钢板的理论研究,本文应用ANSYS/LS-DYNA分析技术对弹体侵彻双层均质钢板进行数值分析,用弹塑性模型建立材料模型,对高速弹体侵彻均质钢板问题进行了数值模拟,对弹体侵彻钢板的侵彻过程、钢板的破坏模式以及弹体的侵彻速度进行有限元分析,获取了弹体侵彻钢板的速度、加速度变化曲线和规律,以期为硬目标侵彻引信设计中的参数优化及抗高过载加速度传感器的选择提供理论依据.利用LS-DYNA有限元程序,分析结果表明,有限元分析的弹体侵彻特性及钢装甲破坏模式与理论结果有较好的一致性,本文讨论了弹体侵彻装甲的作用过程,有限元分析结果表明,采用适当的模型,有限元法能较好地模拟破片模拟弹侵彻钢板的侵彻过程、侵彻特性以及钢板的破坏模式.

摘要： 根据铝合金弹丸和玄武岩纤维丝损伤特性,将宏观上铝球撞击编织布转换为细观尺度上纤维丝撞击铝球,并基于一维冲击波理论,建立撞击玄武岩纤维布弹丸累计损伤模型.分析撞击过程中弹丸冲击加热机制,得出撞击单丝直径0.9μm厚0.45mm的玄武岩纤维布的铝合金弹丸熔化最小临界速度大于或等于1.5km/s、小于2.0km/s,弹丸软化的临界速度范围为2.0km/s～4.0km/s,与实验结果吻合.探索铝合金弹丸损伤机制,结果表明弹丸损伤是冲击加热损伤和冲击波损伤耦合结果,且与玄武岩纤维布编织构造形式有关.

摘要： 根据铝合金弹丸和玄武岩纤维丝损伤特性,将宏观上铝球撞击编织布转换为细观尺度上纤维丝撞击铝球,并基于一维冲击波理论,建立撞击玄武岩纤维布弹丸累计损伤模型.分析撞击过程中弹丸冲击加热机制,得出撞击单丝直径0.9μm厚0.45mm的玄武岩纤维布的铝合金弹丸熔化最小临界速度大于或等于1.5km/s、小于2.0km/s,弹丸软化的临界速度范围为2.0km/s～4.0km/s,与实验结果吻合.探索铝合金弹丸损伤机制,结果表明弹丸损伤是冲击加热损伤和冲击波损伤耦合结果,且与玄武岩纤维布编织构造形式有关.

摘要： 根据铝合金弹丸和玄武岩纤维丝损伤特性,将宏观上铝球撞击编织布转换为细观尺度上纤维丝撞击铝球,并基于一维冲击波理论,建立撞击玄武岩纤维布弹丸累计损伤模型.分析撞击过程中弹丸冲击加热机制,得出撞击单丝直径0.9μm厚0.45mm的玄武岩纤维布的铝合金弹丸熔化最小临界速度大于或等于1.5km/s、小于2.0km/s,弹丸软化的临界速度范围为2.0km/s～4.0km/s,与实验结果吻合.探索铝合金弹丸损伤机制,结果表明弹丸损伤是冲击加热损伤和冲击波损伤耦合结果,且与玄武岩纤维布编织构造形式有关.

摘要： 一种用于改善具有焊缝的海洋船舶的流体动力学轮廓和污染特性的方法，该焊缝形成在船舶水线以下的表面上突起的焊帽。该方法包括通过将整流件应用到水下表面来修正焊缝，例如通过使用填充物。一种具有整流件的船舶以及一种用于船舶并且包括整流件的覆层系统。

摘要： 按本发明的行驶动力学调节系统具有电子的行驶动力学控制单元，该行驶动力学控制单元与至少一个驱动控制单元连接并且构成为，使得该行驶动力学控制单元首先确定额定打滑值或者额定打滑范围和作为参考速度的实际车速。在此，在相应的实际行驶情况中，优选通过用于惯性滑行的最小允许的额定打滑值和用于牵引运行的最大允许的额定打滑值来设定额定打滑范围。按第一替选方案，根据额定打滑值或额定打滑范围将额定转速或额定转速范围输出给所述至少一个驱动控制单元。按第一替选方案的转速范围由在这种行驶情况中的最大允许的驱动打滑值和减速打滑值来计算。按第二替选方案，额定打滑值与参考车速一起直接输送给所述至少一个驱动控制单元，该驱动控制单元由此本身确定在马达层面上的额定转速。在第二替选方案中，类似于第一替选方案，取代额定打滑值，也可输出额定打滑范围，该额定打滑范围由驱动控制单元又换算成额定转速范围。

摘要： 本发明公开了一种耦合空气动力学的跳台滑雪肌骨动力学模拟方法，属于体育专项动作分析技术领域。一种耦合空气动力学的跳台滑雪肌骨动力学模拟方法，在跳台滑雪运动员的肌骨动力学模拟中，结合了通过计算流体力学模拟得到的运动员所受的空气动力，使得对运动员动作的模拟更加符合现实情况，计算出的关节力矩，肌肉力等参数更加准确；同时通过对这些更为准确的关节力矩，肌肉力等参数来分析评估跳台滑雪运动员的发力情况，能够更好的指导针对性的肌肉力量训练。

摘要： 本文公开了空气动力学结构以及形成空气动力学结构的方法。空气动力学结构包括：第一蒙皮区域，包括第一蒙皮边缘；以及第二蒙皮区域，包括第二蒙皮边缘。第一蒙皮区域和第二蒙皮区域相对于彼此成角度，并且限定在第一蒙皮边缘与第二蒙皮边缘之间的间隙。空气动力学结构还包括后缘结构，后缘结构在间隙内并且在第一蒙皮边缘与第二蒙皮边缘之间延伸。空气动力学结构进一步包括多个单面紧固件。多个单面紧固件的第一子组可操作地互连第一蒙皮区域与后缘结构。多个单面紧固件的第二子组可操作地互连第二蒙皮区域与后缘结构。所述方法包括形成空气动力学结构的方法。

摘要： 空气动力学元件(1)包括至少一个第一固定空气动力学部分(2)，至少一个第一固定空气动力学部分包括翼盒部分(3)，翼盒部分至少部分地被具有末端部分(7A)的板(6A)覆盖，并且一个第二空气动力学部分(13)包括具有端部(15A)的外周表面(14)和至少一个设置有肩部的固持元件(8A)，肩部与板(6A)的末端部分(7A)一起形成凹槽，外周表面(14)的端部(15A)容纳在凹槽中，使得外周表面(14)和板(6A)形成具有上升轮廓的接合部。凹槽的存在使得能够得到连续上升的接合部，有利于空气动力学元件(1)的上表面(1C)上的层流气流。

摘要： 本发明涉及一种用于制造空气动力学结构(34)的方法，所述空气动力学结构包括具有空气动力学面(F34)的第一面板(42)以及增强的第二面板(44)，其特征在于，所述制造方法包括：冲压所述第二面板(44)以获得至少一个凹凸形状部(46)的步骤，所述至少一道凹凸形状部凹入在第二面(44.2)上；以及通过将所述第一面板和第二面板(42，44)在所述凹凸形状部(46)之外彼此压靠来使所述第一面板和所述第二面板连结的步骤。本发明还涉及一种使用所述方法获得的空气动力学结构。

摘要： 本发明公开了一种适用于高速列车的空气动力学与车辆动力学的耦合方法，涉及空气动力学与车辆动力学交叉技术领域，包括：分别建立高速列车的空气动力学模型和车辆动力学模型；利用双时间步时间推进方法，将二者之间的数据进行交换，提高了计算时间精度、步长和稳定性。在综合考虑高速列车与其周围流场的相互作用、轨道不平顺的影响和隧道效应的同时，采用多区域网格划分，提高了网格划分的质量和效率，且重叠网格法不存在网格重构问题，同时利用具有六自由度的运动速度来反映高速列车的姿态改变，简化了耦合步骤，整个过程节约了网格划分、计算列车周围网格节点位移、网格重构、计算迭代等的时间开销，使得耦合方法得以快速、大规模进行。

摘要： 本申请涉及一种用于车辆(200)的传动系统(100)，传动系统包括流体动力学缓速器(2)、第一传动系统部件，诸如变速器输入部(3a)，以及控制器(7)，控制器构造成在时间点(t1)处激活流体动力学缓速器(2)，该时间点基于第一传动系统部件的旋转加速度(10)确定。本公开还涉及控制流体动力学缓速器(2)的方法。

摘要： 本发明涉及锂电池加工领域，公开了一种利用电流体动力学与流体动力学技术修复电池分条或模切极片毛刺的设备,包括容器，容器设有出液口，所述容器内部填充有流体，极片与容器之间存在相对运动，极片在经过出液口时吸附出液口上的流体，与现有技术相比，本发明的有益效果是：活塞板是采用压电元件制成，通电之后可以实现高频震动，流体在活塞板的挤压下在出液口形成泰勒锥，极片在接近或者经过出液口时，极片上的毛刺在电场的作用下吸附出液口上形成泰勒锥的流体，流体滴到极片上将毛刺包裹或者分解，使后续的包装不会被毛刺刺破，提高成品率。

摘要： 本发明涉及一种基于代谢组学的芪参颗粒治疗慢性心力衰竭的药代动力学‑药效动力学分析方法，本发明是以芪参颗粒中14种主要药效成分为PK指标，20种特征代谢标记物以及临床常用心衰检查B型利钠肽为PD指标，基于代谢组学的芪参颗粒治疗慢性心衰的PK/PD研究方法。该方法可以帮助理解治疗慢性心衰的药效物质基础及作用机制，有助于指导药物的二次开发以及芪参颗粒的临床合理用药。