冲击响应

摘要： 针对准零刚度系统受冲击载荷作用时相对位移响应较大的问题,提出限位式准零刚度隔离系统.分析了限位式准零刚度系统的工作原理,建立其冲击激励下的动力学方程,采用龙格库塔法进行仿真计算,研究了限位器参数(刚度比、阻尼比)对冲击响应的影响.结果表明,限位式准零刚度隔离系统能有效降低冲击载荷作用下的相对位移响应,通过匹配合理的限位器刚度及阻尼参数,可有效提高其抗冲击性能.

摘要： 为提高车辆平顺性参数识别效率和识别精度,以某轮式轻型越野车辆为研究对象,探索一种利用车辆过半圆凸块响应数据识别车辆平顺性参数的方法。建立车辆平顺性半车模型,预估车辆平顺性初始参数,运用Newmark-β方法对车辆过半圆凸块的响应进行仿真,采用遗传算法对车辆模型中13个参数的数值进行优化,直到仿真结果与试验结果差别最小,此时参数优化结果为车辆平顺性参数识别结果。试验表明,该方法能够对越野车辆平顺性参数进行有效识别,对车载武器、车载仪器设备减振设计具有重要意义。

摘要： 针对胶辊式砻谷冲击隔离的需求,设计一种砻谷辊冲击振动隔离器,组成六个隔离器并联构成的隔离系统,进行砻谷辊冲击振动隔离系统力学特性研究。建立冲击隔离系统静力学模型,获得系统刚度特性及系统初始静平衡位置保持力的静力学方程,分析辊内六连杆隔离器的刚度特性,结果表明,隔离系统的径向力关于胶辊中心轴线对称,胶辊的偏移量x对系统刚度影响很小,系统保持力随预压缩比e增大而增大。建立运动学模型,对隔离系统所受激励力进行傅里叶变换,采用杜哈曼积分法求出了隔离系统的响应表达式,分析了隔离系统的响应,结果表明,隔离系统的响应频率与脉冲激励频率一致,偏移量x在(-0.09 mm~0.29 mm)之间,最大偏移量为0.29 mm。该研究为胶辊式砻谷的冲击振动隔离提供理论支持。

摘要： 利用ABAQUS建立了防暴盾牌受10 kg半球型冲击组件低能量冲击的数值模型研究一种由聚碳酸酯注塑成型的警用防暴盾牌的冲击响应。基于该数值模型分析了不同冲击能量、不同曲率半径以及不同厚度防暴盾牌的冲击动力响应。基于简易的落锤冲击试验机对防暴盾牌进行了低能量冲击试验,并进行了冲击动力响应和冲击能量响应分析,将试验结果与仿真结果进行了对比,验证了该数值模型的准确性,研究结果可为警用防暴盾牌的结构设计提供理论指导。

摘要： 为了研究复合材料风扇叶片鸟撞损伤机理并指导研发设计,提出一种鸟撞复合材料风扇叶片的精细化分析方法。建立了包含铺层信息的复合材料风扇叶片精细化有限元模型,进行中鸟撞击工况的数值计算,基于ANSYS-Workbench软件的自动化脚本和MATLAB程序提取铺层有限元结果数据进行失效分析,通过Tecplot实现结果的可视化并结合叶片冲击响应进行叶片损伤分析。结果表明:叶片的冲击响应除周向弯曲、轴向弯曲、扭转以外,在伸根段以上部分还包含高阶模态成分;叶片内部失效明显,叶片外表可见损伤较少;在伸根段和榫头内部50%弦长位置出现明显分层,发生基体开裂的铺层较多;相同角度铺层的纤维失效和基体失效位置及演化规律相似,少量铺层在高阶模态影响下,在特殊位置失效;±45°铺层在伸根段前缘附近出现显著纤维拉伸失效,该位置为叶片的鸟撞薄弱点。

摘要： 车轮踏面剥离是轨道车辆车轮非圆化损伤的常见形式之一。轮轨滚动接触过程中,车轮踏面剥离会循环冲击钢轨,诱发异常大的轮轨动态相互作用,严重影响高速列车运行平稳性和安全性。基于三维轮轨滚动接触有限元模型,模拟了高速列车车轮踏面剥离引起的轮轨冲击力学响应,分析了轮轨冲击过程中的轮轨接触力/压力、接触斑及黏/滑特性、钢轨表面节点速度分布和应力/应变状态等响应特征,讨论了列车速度、剥离长度和剥离深度等关键参数对轮轨冲击响应的影响。结果发现,车轮踏面剥离引起的轮轨动态垂向接触力随列车速度的提高呈现出先增大后减小的变化趋势,并在列车速度为300 km/h出现最大值,约为轮轨准静态垂向接触力的1.35倍;随着剥离长度的增大,轮轨动态接触力、轮/轨von Mises应力和等效塑性应变均显著增大;随着剥离深度的增大,仅车轮von Mises应力和等效塑性应变显著增大。

摘要： 水下爆炸产生的冲击波和气泡脉动等载荷对海洋结构物的安全性构成严重威胁,而水下爆炸试验成本高、数据获取难度大,因此,水下爆炸数值模拟研究具有重要意义。结构附近水下爆炸是一个复杂非线性流固耦合过程,如何准确模拟舰船结构在水下爆炸载荷作用下的毁伤效果是模拟研究中的焦点。使用Abaqus中的耦合欧拉-拉格朗日方法(CEL),同时具有欧拉法和拉格朗日法2种网格算法的优点,开展钢制平板近距水下爆炸过程数值模拟。基于Abaqus建立三维模型,仿真模拟水下爆炸载荷对钢制平板动态响应的影响,不同药量下平板响应进行对比。结果表明,相同的爆距下爆炸药量越大,平板的毁伤越剧烈,可为结构的毁伤评估及安全性预报提供依据。

摘要： 研究热塑性纤维金属层板(TFMLs)抗低速冲击性能,可为实际结构设计提供参考。采用2024-T3铝合金、连续玻璃纤维增强改性聚酰胺6单向带和聚乙烯胶膜制备TFMLs3/2。对不同铺层角度样件进行122 J落锤低速冲击试验。基于动力学分析软件LS-DYNA建立TFMLs低速冲击有限元仿真模型,仿真与试验结果对比误差控制在10%以内。结果表明:单向铺层样件出现脆性断裂,正交铺层样件仅发生塑性变形,未产生裂纹;冲击器形状与纤维铺层角度对TFMLs低速冲击响应有重要影响;尖头冲击器冲击时碰撞峰值力相较于平头冲击降低46.5%。正交铺层时内部损伤面积最小,相较于斜向铺层降低53.5%。

摘要： 为了限制隔振系统在受到冲击载荷时位移超过允许范围,通常在隔振系统中安装限位器。以带限位双层隔离系统为研究对象,提出坐标平移的方法,以不同刚度段的虚拟平衡点为原点建立新的坐标系,分段建立线性方程。采用模态叠加法对冲击方程进行解析求解,进而利用MATLAB仿真来计算冲击响应,设计了带限位器的试验装置与仿真结果进行对比。研究结果表明:通过坐标平移法建立的线性方程具有标准形式,可以通过模态叠加法直接进行求解;仿真计算结果与试验结果具有较高的一致性,证明了所建立的模型的正确性。

摘要： 为了抑制锻造车间内锻压机等设备给锻造机器人造成的残余振动,开展机器人的金属橡胶关节阻尼设计及其振动抑制性能分析。基于冲击响应理论获得锻造环境中锻压机冲击的半正弦脉冲激励;根据SPONE的线性弹簧假设及关节刚-柔耦合特性,在COMSOL平台上建立了六自由度锻造机器人的几何模型;对锻造机器人关节中金属橡胶垫片的减振阻尼特性进行分析;最后在COMSOL平台上完成了7种状态下锻造机器人的振动响应试验,并对丝径分别为0.10、0.20、0.25、0.30 mm的4种金属橡胶关节阻尼进行了残余振动抑制测试。测试结果表明:当关节4~关节6都呈0°时,极限状态4下无阻尼机器人末端最大位移为0.19 mm;而4种金属橡胶关节阻尼的机器人末端位移分别降低了85.8%、99.5%、100%和100%,且金属丝径为0.25 mm时抑振效果最好,从而验证了在锻造机器人中增加金属橡胶关节阻尼抑制残余振动的有效性。

摘要： 以含覆盖层圆柱壳为对象进行研究,采用RAVS法建立水下爆炸作用下含覆盖层圆柱壳结构冲击响应的计算方法,得到结构和覆盖层参数与冲击响应之间的规律,并用MATLAB软件进行编程,获得径向加速度与时间关系曲线,并进一步分析随药量的增大时覆盖层、爆距、圆柱壳半径、厚度等参数对径向加速度峰值的影响.研究表明,随各参数变化,无覆盖层和覆盖层圆柱壳的径向加速度峰值存在相近的变化规律.与覆盖层参数、圆柱壳体半径和厚度相比,药量和爆距的变化对结构的径向加速度峰值的影响更大.

摘要： 大型LNG储罐作为城市生命线工程,确保其在爆炸荷载作用下的安全运行十分重要.以中国沿海地区某大型LNG储罐为工程背景,基于LS-DYNA软件对爆炸冲击波的传播过程进行数值模拟,研究了炸药量和爆炸位置等因素对LNG储罐动力响应的影响规律.研究结果表明,混凝土外罐的冲击响应与超压有关,储罐迎爆面中心处最为危险,随着距爆心距离的增大,爆炸冲击波对外罐的影响逐渐减弱.罐壁位移随着爆炸位置高度的升高而增大,最大主应力则先增大后减小.外罐最大主应力随着炸药量的增加呈线性增长,且增速逐渐变缓,并根据拟合公式初步预测出储罐结构所能承受的极限TNT炸药当量.研究结果可为大型LNG储罐的抗爆初步设计和安全防护提供参考.

摘要： 本文通过修改减振器瞬时模量这一参数,通过仿真计算得到了冲击响应随参数变化的关系.并与试验结果作对比,得到响应结果与试验结果最接近时的模型参数,此时的三维模型能较好的代替实体.为钢丝网垫减振器的进一步研究创造了条件.

摘要： 本文针对大冲击环境下高精度压力参数测量的需求,设计了一种高精度、高可靠数字式薄膜压力传感器.通过有限元分析软件ANSYS对传感器的大冲击响应特性与失效模式进行了预测,提出了结构方案;通过研究薄膜压力敏感元件的误差特性,提出了采用二维多阶曲线拟合的补偿算法,有效地提高了传感器测量精度.试验结果表明,传感器全温区精度优于1％F.S,并可在10000g的冲击环境条件下正常工作.

摘要： 为提高某级间分离用激光驱动分离螺母的安全性和可靠性,要求降低近场爆炸分离冲击加速度.本文首先通过通气解锁试验,研究增加缓冲和衰减冲击能量措施的分离螺母的因分离动作而产生的结构部件之间的撞击、预载荷的应变能释放等带来的冲击加速度大小,结果小于1000g;接着研究火工药剂驱动分离螺母,由于药剂燃烧或爆炸带来的冲击加速度大小,在确保正常解锁分离的同时,火工药剂做功药药量由200mg降到70mg,时域冲击加速度最大幅值由1310.8g降到436.1g.根据司摩伍德提出的求冲击响应谱的数字方法,编写Matlab程序,详细分析了距离分离源15cm处X、Y、Z三个方向上冲击响应谱,药量由200mg降到70mg时,响应谱加速度最大幅值由1176g降到475.4g,满足了1000g的低冲击要求.

摘要： 基于ASCE4-98规范推荐的集总参数场地动力模型,考虑不同的均质场地条件,进行了某大型商用飞机撞击钢板混凝土结构安全壳的冲击响应对比分析.分析结果表明,当场地的剪切波速较大即场地较硬时,其安全壳的冲击响应与固定端的结果相近,即假设为固定端的边界条件是合理的;场地阻尼效应对于冲击响应的影响很小;在安全壳筒身最不利撞击部位冲击下,此大型商用飞机对该双钢板混凝土结构安全壳的影响较小.

摘要： 在舰船设备的抗冲击性能考核中,由于设备结构惯性力与基础输入之间的相互作用,设备的实际冲击环境常存在谱跌效应,若忽略这一影响将引起冲击考核的较大误差.将多自由度系统冲击响应分析与实验设计统计相结合,对谱跌效应的各个影响因素进行研究,得出了谱跌效应的主要影响因素和变化趋势.通过构造近似模型,得出了谱跌加速度谱和速度谱的多因素经验公式.

摘要： 以实船试验的实测结构响应数据为基础,运用经典峰值处理法计算得到不同冲击因子下实船总振动阻尼比.采用最小二乘复指数法识别舰船结构模态参数,运用无量纲化方法使计算结果唯一.运用离散快速傅里叶变换对模态参数进行校验,验证了计算结果的正确性.根据所提取的结构模态频率和模态阻尼比,对系统的结构阻尼进行统计和定量分析,给出瑞利阻尼系数的试验值,为舰船冲击响应计算与分析提供参考.最后,与美国DDG53的瑞利阻尼系数进行对比,比较结果表明两者差距较大.

摘要： 为了提高对电力线信道的测量精度,提出了基于周期PN序列测量低压电力线信道传输特性的同步测量方法.对低压电力线信道的冲激响应进行测量,并与理论模型的仿真结果进行了比较,吻合较好.最后对信道特性进行统计分析,得到了实验室内信道统计特性.实验和理论分析表明了所提出的低压电力线信道同步测量方法的有效性.

摘要： 为了提高对电力线信道的测量精度,提出了基于周期PN序列测量低压电力线信道传输特性的同步测量方法.对低压电力线信道的冲激响应进行测量,并与理论模型的仿真结果进行了比较,吻合较好.最后对信道特性进行统计分析,得到了实验室内信道统计特性.实验和理论分析表明了所提出的低压电力线信道同步测量方法的有效性.

摘要： 本发明的实施例公开了一种航天器系统级火工冲击响应的预测方法以及冲击载荷的等效方法。其中，预测方法包括：基于包含火工冲击源及航天器连接部的有限元模型，获取所述火工冲击源分离过程中所述航天器连接部的星箭界面的力函数；建立航天器系统统计能量分析模型，基于所述统计能量分析模型，获取所述航天器系统中各子系统的频率响应函数；采用虚拟模态综合法，根据所述频率响应函数，获得所述航天器系统的虚拟模态振型矩阵；基于所述虚拟模态振型矩阵，结合所述星箭界面的力函数，预测所述航天器系统中各子系统的冲击时域响应和/或冲击响应谱。

摘要： 本发明涉及一种应用于垂直冲击试验机上的冲击响应谱发生器，包括激励垫块、框架组件和谐振响应板；所述激励垫块一端设有橡胶垫，未设有橡胶垫的一端与垂直冲击试验机的跌落台面固连，且激励垫块位于跌落台面的中心处，激励垫块轴线与跌落台面相互垂直；谐振响应板位于框架组件内，通过弹性连接件与框架组件连接；试验时，框架组件随跌落台面跌落时，激励垫块设有橡胶的一端穿过框架组件底部，与谐振响应板发生碰撞，产生爆炸冲击信号，得到冲击响应谱。本装置结构简单，拆卸方便，实现了冲击试验机双重功能，降低成本的同时提高模拟的可靠性。

摘要： 一种冲击试验台活塞式高加速度冲击响应锤，包括一刚性硬质的冲击锤，该冲击锤底部设有第一冲击面，顶部中央设有凹形孔座；一刚性硬质的响应头，该响应头底部设有第二冲击面，顶部设有试件冲击面，中间设有圆柱形活塞式滑动柱；响应头安装在孔座中构成活塞式结构；一弹性支撑结构将响应头在孔座中相对浮起，使响应头底部与孔座的底面对置形成空隙；一缓冲结构通过缓冲垫以及台阶端面构成响应头相对孔座向上反弹的缓冲结构；另外，还设有通气槽将活塞式滑动柱与孔座形成的上部气室和下部气室连通；响应头底部的第二冲击面与孔座的底面之间设有波形发生垫。本发明利用冲击锤的反弹能量，使响应头与冲击锤发生相向对撞冲击，其峰值加速度可达70000g，而且具有脉宽可调、波形好等特点。

摘要： 本发明的实施例公开了一种航天器系统级火工冲击响应的预测方法以及冲击载荷的等效方法。其中，预测方法包括：基于包含火工冲击源及航天器连接部的有限元模型，获取所述火工冲击源分离过程中所述航天器连接部的星箭界面的力函数；建立航天器系统统计能量分析模型，基于所述统计能量分析模型，获取所述航天器系统中各子系统的频率响应函数；采用虚拟模态综合法，根据所述频率响应函数，获得所述航天器系统的虚拟模态振型矩阵；基于所述虚拟模态振型矩阵，结合所述星箭界面的力函数，预测所述航天器系统中各子系统的冲击时域响应和/或冲击响应谱。

摘要： 本发明公开了一种用于多轴冲击振动试验的冲击响应谱复现控制方法，包括以下步骤：定义多个控制通道参考冲击响应谱矩阵；定义滤波函数；计算冲击基函数；根据参考冲击响应谱矩阵合成参考冲击响应时域信号；建立振动试验系统的时域输入输出关系，并求解多输入时域驱动信号；时域驱动信号经由数据采集发送系统输出至振动测试系统，驱动控制对象产生振动；估计控制通道的冲击响应谱矩阵；判断误差矩阵阈值；对多轴冲击响应谱进行修正；将修正后的矩阵，代回合成参考冲击响应时域信号的步骤进行新的多输入时域驱动信号计算。本发明的控制方法，能够复现外场实测的多轴冲击响应信号及其冲击响应谱，易于计算机实现且控制精度高，满足工程应用需求。

摘要： 本发明公开了一种基于最大冲击响应峰值加速度的冲击试验能力验证方法，包括如下步骤：1)分发样品，该样品用于固定在冲击试验机的台面上，该样品要求只输出一个冲击响应峰值；2)指定通过冲击试验机输入到所述样品的冲击试验条件；3)获取所述样品指定位置输出的最大冲击响应峰值加速度；4)根据所述最大冲击响应峰值加速度评估所述冲击试验机的冲击试验能力。本发明方法可用于指导冲击试验能力验证，弥补了国内此处市场的空白。

摘要： 本发明涉及一种应用于垂直冲击试验机上的冲击响应谱发生器，包括激励垫块、框架组件和谐振响应板；所述激励垫块一端设有橡胶垫，未设有橡胶垫的一端与垂直冲击试验机的跌落台面固连，且激励垫块位于跌落台面的中心处，激励垫块轴线与跌落台面相互垂直；谐振响应板位于框架组件内，通过弹性连接件与框架组件连接；试验时，框架组件随跌落台面跌落时，激励垫块设有橡胶的一端穿过框架组件底部，与谐振响应板发生碰撞，产生爆炸冲击信号，得到冲击响应谱。本装置结构简单，拆卸方便，实现了冲击试验机双重功能，降低成本的同时提高模拟的可靠性。

摘要： 本发明公开了一种冲击响应谱试验机用冲击回转摆锤机构，包括底座一和底座二，底座一的上方设置有电机和水平布设的摆锤轴，电机固定安装在底座一上，摆锤轴的一端与电机的输出轴通过离合器相连接，摆锤轴的另一端与固定设置在底座二上的光电编码器相连接，底座一上靠近底座二的位置设置有轴承座一，轴承座一上安装有与摆锤轴转动配合的轴承一，底座二上靠近底座一的位置设置有轴承座二，轴承座二上安装有与摆锤轴转动配合的轴承二，底座一和底座二之间竖直设置有摆杆，所述摆杆的上端与摆锤轴相连接，所述摆杆的下端连接有摆锤。该冲击回转摆锤机构能够较好的模拟实际中的冲击，从而极大的提高了冲击环境试验的科学性和合理性。

摘要： 本实用新型公开了一种基于最大冲击响应峰值加速度的冲击试验能力验证装置，包括底座、支撑板、悬杆以及配重，所述底座上设有用于与冲击试验机台面连接的安装孔，所述支撑板垂直安装在所述底座的上表面上，所述悬杆垂直固定在所述支撑板的板面上，构成一悬臂，该悬臂的另一端与所述配重连接；所述能力验证装置在使用时只输出一个冲击响应峰值。本实用新型冲击试验能力验证装置只设有单一悬杆，能够避免结构复杂的能力验证装置中各个自由度分量的固有频率相互影响，从而对装置输出的最大冲击响应峰值加速度造成影响，有利于提高试验结果的准确性。

摘要： 本实用新型公开了一种冲击响应谱试验机用冲击回转摆锤机构，包括底座一和底座二，底座一的上方设置有电机和水平布设的摆锤轴，电机固定安装在底座一上，摆锤轴的一端与电机的输出轴通过离合器相连接，摆锤轴的另一端与固定设置在底座二上的光电编码器相连接，底座一上靠近底座二的位置设置有轴承座一，轴承座一上安装有与摆锤轴转动配合的轴承一，底座二上靠近底座一的位置设置有轴承座二，轴承座二上安装有与摆锤轴转动配合的轴承二，底座一和底座二之间竖直设置有摆杆，所述摆杆的上端与摆锤轴相连接，所述摆杆的下端连接有摆锤。该冲击回转摆锤机构能够较好的模拟实际中的冲击，从而极大的提高了冲击环境试验的科学性和合理性。