力学环境

摘要： 为解决卫星运输跑车试验耗时耗力的问题,采用仿真方法研究了卫星在公路运输过程中的动力学特性。先基于大量实测数据,建立仿真分析输入谱;再通过Patran/Nastran有限元软件建立包装箱–卫星的联合仿真模型,对经过组合体模态试验修正后的模型进行了模态分析和随机振动响应分析,得到了模型的前6阶模态振型以及关键部位的加速度和应力响应RMS值。结果表明:联合仿真模型各部位的应力RMS值远低于材料屈服极限,卫星结构具有足够的安全裕度。该仿真分析方法可以准确有效地分析卫星在运输过程中经受的力学环境,为卫星结构及包装箱设计提供依据。

摘要： 针对骨折固定的力学条件和组织内的氧气水平,建立骨折愈合过程的动态仿真模型来描述二期骨折愈合中力学稳定性、组织内氧气水平和组织分化之间的关系.与以往仿真模型不同的是,本文以三维模型为研究对象,通过有限元法求解力刺激,建立偏微分方程求解组织内氧气的时空变化,采用模糊控制的方法将力和氧气作为主要输入描述组织分化过程,模拟了骨折愈合过程中的骨折初期、膜内骨化、软骨生成、软骨钙化、骨化等阶段.在Eclipse环境下自主研发骨折愈合过程仿真程序,通过将本文仿真结果与实验数据、其他模型仿真结果进行对比,验证了本文的仿真模型和程序的正确性.利用所建立的模型仿真了组织内常氧、低氧、高氧环境下,两种不同轴向稳定性的鼠横向骨折愈合过程,得出结论:在低氧或骨间不稳定时,出现延迟愈合或不愈合;在常氧环境下,骨组织正常愈合;在高氧环境下,骨折愈合加快.

摘要： 针对目前大推力火箭二级发动机在全工作寿命周期内力学环境考核不充分的问题,开展了发动机整机一级飞行段振动力学环境试验考核方法研究.以某型运载火箭芯二级四机并联发动机为研究对象,根据实际箭体条件下模态频率的仿真分析,确定试验方案及边界条件,通过正弦振动、随机振动试验获取加速度及应变数据判别结构薄弱环节,对比试验前后特征级扫描数据评估发动机结构一致性,为发动机优化改进提供依据,最终以振动试验后产品再次试车的数据正常与否作为发动机力学适应性的判据.该型运载火箭首飞及后续飞行试验取得成功,验证了发动机整机振动试验考核方法行之有效,可实现二级发动机全寿命周期的力学环境考核覆盖,对发动机及火箭工作可靠性至关重要,并为其他各型运载火箭二级发动机一级飞行段环境适应性考核提供了参考.

摘要： 介绍基于冲击响应谱变换和稳态放大系数的星箭力学环境等效频谱工程计算方法,给出冲击响应谱相对于正弦基础激励的瞬态放大系数近似解析公式,并结合典型星箭界面加速度时域响应数据分析力学环境等效频谱的影响因素.数值计算和理论分析结果表明:发射段低频力学环境瞬态效应明显,采用工程计算方法确定星箭力学环境等效频谱的结果受稳态放大系数取值影响较大——该系数取值的增大将使等效频谱幅值在整体上明显减小,频率分布特性也会发生变化.可见,目前工程上所采用的星箭力学环境等效频谱计算方法尚有不合理之处,后续应探索新的星箭力学环境等效频谱确定方法.

摘要： 针对月球探测器结构优化过程中存在的分析耗时和结构参数不确定性影响问题,提出了考虑结构参数不确定性的月球探测器结构快速优化框架。优化框架基于多域子结构运动综合方法,建立了月球探测器结构多域子结构模型,实现了模型规模的降低,提高了模型分析效率;基于区间场不确定性分析方法,建立了结构参数不确定性模型,并开展了探测器结构参数区间灵敏度分析;基于区间可能度理论实现了不确定性优化问题的转换。通过两个优化算例进行方法验证,优化分析结果表明,基于本文的结构优化框架,可以明显提高结构优化效率;通过与确定性优化结果对比,验证了考虑结构不确定性的结构优化可以提高分析结果的可靠性。

摘要： 针对可重复使用航天器的力学环境试验方法及试验条件设计,系统调研了当前最具代表性的2种国外可重复使用航天器的力学试验方法及其设计方法,包括航天飞机耐久性试验、损伤容限试验、无损检测方法,并将该方法的参照标准MIL-STD-1530D《飞机结构完整性计划(ASIP)》与我国GJB 67.6A—2008《军用飞机结构强度规范 第6部分:重复载荷、耐久性和损伤容限》进行对比分析,以及将"猎鹰9号"火箭基于Miner准则设计的部组件随机振动试验量级与试验时间与NASA-HDBK-7005、MIL-STD-1540E的计算结果进行对比分析,最后给出对我国开展可重复使用航天器力学试验方法和试验条件设计方法研究的建议.

摘要： 航天飞行器管路呈现结构轻薄、力学环境恶劣、使用应力大、易产生低周疲劳的特点,曾多次发生飞行故障.随着航天飞行器向着轻质化、可重复使用、高可靠性的发展,对管路结构提出了由环境适应性定性考核向动力学强度定量评估转变的迫切要求.本文首先对基于Miles公式、模态均方根值等国内外管路结构动力学载荷分析方法的基本原理及其应用进行了介绍,用其指导管路结构动力学设计.其次结合工程实际,对管路结构动力学强度分析中常用的Steinberg快速评估、基于统计模型的频域疲劳分析等理论方法及技术要点进行了总结.最后结合航天领域管路结构动力学强度设计、分析与试验的研究现状,对有待于进一步开展研究的工程和科学问题进行了展望.

摘要： 航天器力学环境是航天器在整个任务周期内经受的各种载荷作用的响应描述,是直接影响航天器总体设计水平和决定航天任务成败的关键因素.按照任务阶段,航天器力学环境主要分为发射段的力学环境和在轨力学环境.随着我国航天器设计水平的发展,航天器有效载荷对力学环境的要求越来越苛刻,航天器力学环境分析与试验技术已经成为制约我国航天器设计水平的关键技术.本文重点从发射段力学环境分析技术、在轨微振动环境分析技术、力学环境试验技术和航天器振动控制技术等四个方面对国内外近几年的研究进行了回顾,对相关研究进展和成果进行了系统的归纳与阐述.在此基础上,结合我国航天工程的实际需求及航天器发展的趋势,指出未来航天器力学环境分析与试验技术的主要研究方向.

摘要： 本文主要研究三点弯曲作用力对镁合金AZ31接骨板降解性能的影响, 有限元模拟设置两种不同孔形镁合金接骨板:相同直径圆孔 (模型A) 和不同直径圆孔 (模型B), 基于连续损伤理论实现其降解过程的仿真;体外降解实验中设置与有限元模拟相对应的试件A和试件B, 在重要时间节点记录镁合金接骨板所产生的氢气和质量损失.通过有限元仿真与体外降解实验的结果对比可以得出:随着三点弯曲力的增加, 镁合金接骨板氢气量和质损率随之增加;模型B是中间整体部分产生断裂, 这种孔形使应力得到了有效分配, 承受载荷比较均匀, 腐蚀较为缓慢, 孔形设置比较合理.%This paper mainly studies the impact of three-point bending force on degradation performance of magnesium alloy AZ31 bone fracture plate. Two different hole-shaped magnesium alloy bone fracture plates are set up in finite element simulation: same diameter round holes (model A) and different diameter round holes (model B). Based on the continuum damage theory, simulation of degradation process is realized. In the in vitro degradation experiment, specimens A and B corresponding to the finite element simulation are set, and the hydrogen generated by magnesium alloy bone fracture plate and mass loss are recorded at an important time node. Comparing the results of finite element simulation to the in vitro degradation experiments, it can be concluded that with the increase of three-point bending force, the hydrogen quantity and mass loss rate of magnesium alloy bone fracture plate increase accordingly. The hole shape of model B, a fracture of the whole part in the middle, can effectively distribute the stress, bear uniform load, and the corrosion is slower, so the hole shape is relatively reasonable.

摘要： 力学试验在许多产品的生产过程中都发挥着重要作用,因此,与人们的生活有着紧密联.随着人们对其重视程度和研究的不断提升,力学试验技术也在不断提升.在力学试验中,振动试验是一项重要项目,具体试验进行应用过程中,受个方面因素影响,在具体试验过程中,容易出现失控情况,这一问题也引起了人们的重视,在试验中,为了他提高试验的准确性,要采取相应的方法对问题进行合理处理.

摘要： 骨是维持人体生命的重要器官,也是人体承担力学载荷的主要结构.骨疾病的研究已经成为临床医学一个非常重要的研究领域.骨重建与再生是成熟骨组织的一种重要替换机制.在外伤骨折等骨疾病的治疗与康复、以及预防骨组织疲劳损伤的积累过程中,骨重建与再生可以保持骨的生物力学特性稳定,对维持骨强度具有重要意义.在生理状态下,骨处于最佳力学环境中,骨吸收和骨形成之间是一种动态平衡,骨组织处于静止期;当骨的力学环境变化时,动态平衡随之改变,骨的组织、细胞也发生相应的变化,通过骨吸收和骨形成,最终在新的基础上达到新的平衡.在骨相关疾病的治疗与康复过程中长期制动导致骨质疏松、骨折坚强内固定由于应力遮挡现象产生的骨质丢失,以及宇航员在失重状态下的骨质丢失等现象,都反映了骨在不同力学环境下进行骨重建的结果,表明力学环境是控制和影响骨重建的重要因素.骨重建与再生对力学环境的响应最初表现在骨组织内各种细胞活性的改变,包括力学环境对成骨细胞(Osteoblast,OB)、破骨细胞(Osteoclast,OC)、骨细胞(Osteocyte)和细胞外基质的各种影响.目前体内外实验已证实,力学刺激可促进成骨细胞的增殖和合成代谢,促进骨组织的塑建与重建,进而促进骨组织的内环境稳定.

摘要： 本文叙述了常规兵器组成与特点以及定型试验中与力学环境相关的试验项目,分析了目前国内外有关力学环境试验技术的现状与发展,以及国家军用标准对武器系统力学环境试验的相关规定,分别介绍了国家靶场两大类常用的力学环境模拟技术与实现手段,最终探讨了常规兵器力学环境模拟技术的发展方向与重点,给出了国家靶场运用建模仿真技术与方法开展常规兵器定型试验的建议.

摘要： 针对当前机载电气设备力学环境下在线测试系统只能对被测对象进行静态测试,无法实现动态测试并探测被测对象潜在的可逆性失效的问题,本文设计了一种基于PXI总线的新型机载电气设备力学环境下在线测试系统.硬件上利用基于PXI总线的仪器资源，借助光纤通信技术构建远程控制采集架构，采用VC++编程进行系统软件编制。采用第三代自动测试系统(ATE)的架构,增加动态测试与过程监测记录功能,使系统实现了对被测对象潜在可逆性失效的监测,大大提高了设备可靠性测试结果的可信度.设计了利用光纤通信的远程控制采集架构,使系统能够实现远程测试.试验结果表明,该系统运行良好,测试效率高、通用性强、故障分析诊断结果可靠,满足机载电气设备在力学环境下在线测试的新要求.

摘要： 导弹(火箭)的力学环境条件是飞行器及其部组件设计和地面试验验证的主要依据,直接影响这飞行器的总体设计水平.在飞行试验阶段,对导弹(火箭)在空中飞行时的力学环境测量和评估十分重要,不仅决定着弹体结构的设计,而且制约着导弹武器系统各设备电性能环境适应能力的发挥,甚至决定了飞行的成败.飞行试验力学环境特性分析方法研究这一课题就是在总结现有力学环境分析理论方法的基础上, 结合靶场工作实际需求, 提出今后开展导弹(火箭)力学环境分析工作的重点.导弹(火箭)设计要求的提高对地面力学试验验证和吃行过程中力学环境的测量研究提出迫切需求，通过对力学环境的分析，不仅有助于科研人员了解和掌握导弹(火箭)时示过程中的力学环境，为分析模型、地面力学试验验证研究提供可靠的数据支持，同时对靶场技术总体人员深入武器试验的设计和改进工作，自主分析时示试验力学环境，提高综合分析能力，也具有很好的意义。

摘要： 综述了国内外航天飞行器力学环境预示方法及应用情况,介绍了最新的工作研究进展,总结了目前航天飞行器力学环境预示中需要深入研究的相关问题.航天飞行器在发射段经受的力学环境主要来源于两部分:包括运载火箭向上传递的机械振动，气动噪声和排气噪声经整流罩传递至航天器表面。北京强度环境研究所长期以来一直开展航天飞行器力学环境预示方面的研究工作。针对某仪器舱开展了低、中、高频声振环境预示，结构总加速度均方根值响应与试验结果对比，针对某典型结构开展了高频分析参数获取试验研究，为力学环境预示提供了输入，并进行了声振响应分析。针对某舱段结构建立了中频混合模型，并对其声振环境进行了预示，预示结果与试验结果吻合较好。针对某工程飞行器建立了其前舱结构的中频混合模型，并对其低、中、高频力学环境进行了预示。

摘要： 时频分析能清楚地揭示信号的时变频谱特性,是对时变、非平稳信号进行分析与处理的有力工具.本文主要介绍了时频分析的基本原理,以及时频分析中极为重要的短时傅里叶变换.通过某一振动信号的传统分析方法和时频分析方法比较.结果表明时频分析方法在信号特性分析与处理中具有明显优势,为时频分析方法在飞行试验力学环境数据分析中的应用提供了理论依据和实际验证.

摘要： 本文对国内外航天器力学环境试验技术发展现状进行了分析总结,阐述了未来中国航天器发展对力学环境试验技术的需求,重点介绍了近年来国内在航天器力限振动试验技术、动力学虚拟试验技术、多轴振动控制技术及微振动试验技术等航天器力学环境试验领域的技术进展及应用情况,最后对航天器力学试验技术发展方向提出了展望.

摘要： 提出了固体火箭发动机研制过程中对虚拟试验的需求,并给出了建立固体火箭发动机虚拟试验平台的主要目标.分析了固体火箭发动机虚拟地面试车、虚拟高空模拟、虚拟飞行试验和虚拟力学环境四个典型应用和实现几种典型应用的试验流程,探讨了虚拟试验对传统固体火箭发动机试验与测试体系所起到的重要补充和完善作用.

摘要： 智能纺织品作为21世纪新型服装的发展趋势,"智能化"是其今后的研究方向.文章首先从智能纺织品的概念和作用原理出发,再对其分类方法和发展阶段进行回顾,并对智能纺织品,特别是针织智能纺织品的发展现状进行了探究.最后分析总结了目前智能纺织品在力学环境、耐洗舒适性、电源供给、灵敏性和安全性等方面的局限以及研究趋势,为今后的智能纺织品的研究奠定了一定的理论基础.

摘要： 本文主要围绕高超声速武器系统火箭橇试验计量保障技术展开,分析了在高超声速火箭橇试验极高的机械振动、声振和瞬变的温度等恶劣的试验环境条件下,开展计量保障的必要性,提出了高温高速气流冲刷条件下火箭橇应力应变校准、多因素耦合条件下振动测试系统综合校准、瞬变温度条件下脉动压力高动态校准、橇载遥测系统现场动态校准技术、火箭橇高精度时空位置测试与校准共5项在高超声速火箭橇试验中需要研究解决的计量难题,为未来高超声速火箭橇试验数据准确性提供保障.

摘要： 本发明公开了一种超高压氢环境轻便式环境力学试验装置，包括封盖，与封盖连接的上釜体，与上釜体连接的下釜体，上拉伸杆和下拉伸杆；上拉伸杆上端与拉伸机连接，上拉伸杆伸入封盖、上釜体和下釜体中，下拉伸杆上部伸入下釜体中，上拉伸杆和下拉伸杆的相对端均设有夹头；所述上釜体包括设有第一竖向通孔的上腔体，由上至下依次设于上拉伸杆和第一竖向通孔上部之间的上环形支撑件、第一动密封结构和上导向环，由上至下依次设于上拉伸杆和第一竖向通孔下部之间的下导向环、第二动密封结构和下环形支撑件；封盖和上釜体之间构成上空腔，上釜体和下釜体之间构成中空腔。本发明具有体积小、质量轻密，封性能好，耐用性强的特点。

摘要： 一种通过分子动力学模拟不同超声环境并在该环境下分析蛋白结构的方法：1)从蛋白质数据库获取一种蛋白质的晶体构型。2)选择力场，创建盒子。3)在所创立的盒子中添加离子中和系统，为了消除不合理的能量势垒，进行能量最小化。4)对上述建立的体系进行预平衡。5)预平衡结束后使用GROMACS软件对不同超声波条件下的提取的蛋白质进行模拟。6)通过不同的软件对模拟之后得到的轨迹文件进行处理，再结合可视化软件得到有关蛋白结构的数据图像。本发明通过上述方法，模拟结果与接近于实验结果，更加深入探究了超声波对蛋白结构及理化性质的影响。

摘要： 本发明提供了一种用于脂肪干细胞在模拟体内生长环境下培养及定向分化的生理力学微环境模型，包括以绿色荧光蛋白标记的三代人脂肪来源干细胞、基于3D‑MTC的超分辨生物力学平台、力学信号加载模块、反馈参数特征数据库以及培养基。所述超分辨生物力学平台包括磁化器、黏附在细胞表面的磁球以及外加磁场，磁化器用于对黏附在细胞表面的磁球进行磁化，磁球在外加磁场的作用下产生力矩，并施加在以绿色荧光蛋白标记的三代人脂肪来源干细胞的表面。本发明能够通过选择合适的控制模态和参数值来控制力学载荷的输出，模拟干细胞在自然条件下的生理状态，产生的不同力学载荷均在生理应变范围内，实现对ADSCs受力的定量控制。

摘要： 本发明公开了一种超高压氢环境轻便式环境力学试验装置，包括封盖，与封盖连接的上釜体，与上釜体连接的下釜体，上拉伸杆和下拉伸杆；上拉伸杆上端与拉伸机连接，上拉伸杆伸入封盖、上釜体和下釜体中，下拉伸杆上部伸入下釜体中，上拉伸杆和下拉伸杆的相对端均设有夹头；所述上釜体包括设有第一竖向通孔的上腔体，由上至下依次设于上拉伸杆和第一竖向通孔上部之间的上环形支撑件、第一动密封结构和上导向环，由上至下依次设于上拉伸杆和第一竖向通孔下部之间的下导向环、第二动密封结构和下环形支撑件；封盖和上釜体之间构成上空腔，上釜体和下釜体之间构成中空腔。本发明具有体积小、质量轻密，封性能好，耐用性强的特点。

摘要： 本发明公开了一种抗环境力学的热电池装配结构及装配方法，结构包括热电池筒底、壳体、弹簧、承压板，方法包括步骤1：对电池堆的力学条件进行仿真模拟，获得电池堆受力数值，并确定电动压机施加压力范围，最后得到电池堆在压力下受到的总力；步骤2：根据电池堆在压力下受到的总力，选取弹簧种类，然后计算所需弹簧数量；步骤3：根据弹簧种类，首先确定与承压板的连接方式，将弹簧粘贴在承压板上形成承压板组件，并将弹簧面朝下，将承压板组件放入热电池筒体底；步骤4：将包裹好的电池堆放入承压板上，使用电动压机将电池盖压入筒体内；步骤5：使用焊机将筒体与电池盖焊接在一起，待电池盖与筒体的焊缝冷却后，将电动压机施加的压力撤除。

摘要： 本实用新型涉及一种力学性能试验机的力学试验环境箱，包括箱体和盖合箱体的箱门，箱门的一侧与箱体的侧板转动连接，箱体内设置有环境控制单元，箱体的顶板和底板均设置有第一半圆孔，两个第一半圆孔同轴心设置；箱门的顶端和底端均设置有用于与箱体抵接的连接板，连接板均设置有第二半圆孔，两个第二半圆孔同轴心设置；箱门盖合箱体的状态下，第一半圆孔和第二半圆孔合并为可供试验机压力杆穿过的通孔。在试验样品的上样过程中，无需保持箱门的开启的状态，减少环境箱在上样过程中的温度变化。在固定试验样品的时候，不会受到环境箱的阻挡，固定试验样品更加方便快捷。通过减少调节环境箱温度的时间和提高试验样品的安装效率，从而提高试验效率。

摘要： 本发明公开了一种基于组织氧气环境以及力学环境的骨折愈合仿真方法，具体包括以下步骤：建立骨折部位的三维几何模型；将得到的几何模型进行网格划分，建立骨和骨痂的有限元模型；对有限元模型进行分析解算，求解出骨折区域的偏应变；根据力刺激，建立骨折区域的血管生长模型；建立骨折区域各细胞增殖分化模型；建立骨折区域的氧气运输模型；计算组织内新的材料属性；建立力生物调节算法的骨折愈合迭代仿真过程；根据计算得到的组织材料属性值判断组织内的材料属性是否达到骨的材料属性值，若达到骨的材料属性值则仿真完成，否则更新组织材料属性值并进入下一迭代仿真。

摘要： 本发明涉及监视海洋结构物的物理变化的系统及方法，更具体而言，提供一种监视海洋结构物物理变化的系统，包括复合光计量仪器，所述复合光计量仪器以利用光纤布拉格光栅的至少一个以上光学传感器感知所述海洋结构物的行迹及结构性变化。根据本发明，涉及引进光学传感器方式的测量方法，能够实时准确监视海洋结构物的物理变化，对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置进行实时测量监视及控制，更详细而言，涉及综合地测量因气体或流体力学环境内外力而施加于海洋漂浮物的前后左右倾斜度、吃水、吃水差、腐蚀、侵蚀、龟裂、压力、应力、振动、频率等变化，以此为基准预测控制所述海洋结构物，实现燃料节省、安全运用及维护信息提供的方法，提供一种通过对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置实时测量监视及预测控制的燃料节省、安全运用及维护信息提供方法。

摘要： 本发明公开了一种基于组织氧气环境以及力学环境的骨折愈合仿真方法，具体包括以下步骤：建立骨折部位的三维几何模型；将得到的几何模型进行网格划分，建立骨和骨痂的有限元模型；对有限元模型进行分析解算，求解出骨折区域的偏应变；根据力刺激，建立骨折区域的血管生长模型；建立骨折区域各细胞增殖分化模型；建立骨折区域的氧气运输模型；计算组织内新的材料属性；建立力生物调节算法的骨折愈合迭代仿真过程；根据计算得到的组织材料属性值判断组织内的材料属性是否达到骨的材料属性值，若达到骨的材料属性值则仿真完成，否则更新组织材料属性值并进入下一迭代仿真。

摘要： 本发明公开了一种姿控动力系统空间飞行力学环境预示方法，首先采用精细化网格建模方法，对姿控动力系统进行有限元建模，采用质点法对系统中的单机进行建模，运用刚性和柔性相结合的连接方式对姿控动力系统进行耦合连接，形成专用的工程建模方法，完成姿控动力系统整机非线性建模。同时加载力学环境振动条件，得到准确姿控动力系统力学环境响应，消除航天产品带来的上天隐患。采用Matlab程序读取关键点的加速度响应，得到姿控动力系统力学环境预示关键点准确数据，缩短了数据提取时间，提高了数据处理的效率，保证了型号研制进度。