螺旋错绕式高压容器层间摩擦力的研究

本文用带宽方向有效正应力和剪应力概念来描述层间摩擦力的加强作用,由此导出的爆破压力公式的计算值和一组实测值相当吻合.     

离散多层绕带容器在爆炸载荷作用下动力响应的数值模拟研究

运用LS-DYNA3D对不同缠绕角度的离散多层绕带容器在内部中心爆炸载荷作用下的动力响应进行了数值模拟。模拟结果与实验结果、理论分析以及单层圆柱高压容器的动力响应作了比较。研究结果表明,内部中心爆炸载荷作用下,容器绕带层应力分布比较均匀;相同炸药当量条件下,缠绕角度越大,最外层绕带中心的最终位移越大。结果还表明,离散多层绕带容器具有只漏不爆的良好抗爆性能,是单层结构容器不具备的。计算结果可为构建爆炸容器的工程设计标准提供参考。     

扁平绕带式压力容器的刚塑性动力响应分析

扁平绕带式压力容器具有许多优点,特别是具有自我抑爆抗爆特性。对此种容器进行动力响应分析是工程应用的急需。本文对“短”扁平绕带式压力容器受径向矩形脉冲内压作用的刚塑性动力响应进行了分析,给出了结构在中载和高载作用下的变形模态,得到了它的极限压力、响应时间和残余位移的表达式。通过算例与整体式压力容器进行了分析比较,发现当绕带压力容器受到较高载荷时,表现出优良的动力学特性。     

层间剪切带工程地质专家系统知识模型的建立

层间剪切带工程地质专家系统是一个专门对层间剪切带工程地质问题进行研究和评价的实用型专家系统。本文介绍了为研制该系统而建立起来的领域知识结构模型, 该知识模型是在总结、归纳该领域三位著名专家的知识和经验的基础上建立起来的, 是专家系统知识表达及推理策略的基础。     

一种预测层合板层间剪应力的新后处理方法

层合板是航空航天领域典型的承力构件,过大的层间应力是导致其分层失效的主要原因.准确的层间应力预测往往依赖于三维平衡方程后处理方法(TPM).然而,该方法需要计算面内应力的一阶导,使得基于C0型板理论构造的线性单元无法使用TPM计算横向剪应力.本文在三维平衡方程后处理方法的基础上,提出了一种新后处理方法(NPM).新后处理方法通过虚功等效法消除了三维平衡方程后处理方法中产生的位移参数的高阶导.基于提出的新后处理方法和C0型板理论,仅需使用线性单元就可以预测层合板的横向剪应力.为了验证所提方法的有效性,本文基于修正锯齿理论(RZT)和所提方法构造了一种C0连续的三节点三角形线性板单元.数值算例表明,所提方法和三维平衡方程后处理方法具有相同的计算精度,提出的板单元能够准确高效地预测层合板的横向剪应力.此外,所提方法便于结合现有的有限元商用软件使用,基于商用软件中板壳单元获得的节点位移,使用新后处理方法极易获得准确的层间剪应力.     

复合材料铺层拼接层间断裂韧性的试验研究

针对评价复合材料层合板层间断裂韧性的测量,提出了用拉伸试验法测定Ⅱ型层间断裂韧性,设计了内含铺层拼接区的分层破坏试验层合板,制备了拉伸试件.通过拉伸试验测得了拼接区开裂和分层裂纹稳态扩展过程中的载荷与变形规律:层间破坏具有Ⅱ型断裂特征,且裂纹扩展比较稳定.利用测试数据计算出断裂功,并以临界能量释放率表示层合板的Ⅱ型层间断裂韧性,结果表明用铺层拼接件拉伸法进行层间断裂韧性试验是可行的.     

内爆压缩多层密绕螺线管的数值模拟

利用AUTODYN二次开发接口建立三维多层密绕螺线管数值模型,并实现周期性边界条件,应用光滑粒子动力学方法对内爆压缩多层密绕螺线管过程及其界面不稳定性开展数值模拟。计算结果表明,内爆压缩螺线管结构过程存在扰动快速增长至后期的界面失稳现象,与对应的实验结果较为相符。同时,计算显示螺线管结构参数对界面不稳定性发展具有显著影响,螺旋角度减小,结构压缩后期的界面不稳定性趋于严重;铜线直径减小,结构压缩后期的界面不稳定性趋于减弱。     

离散多层厚壁爆炸容器抗爆炸性能试验研究

为了研究离散多层爆炸容器的动力响应和破坏特性,制造了尺寸和材料相同但钢带缠绕倾角不同的三台离散多层试验容器,并进行了一系列大药量的中心加载试验,测量了典型位置的应变。结果表明中心装药时三台试验容器的破坏都在爆心截面处,钢带缠绕倾角较小的容器能够承受更大炸药量的爆炸作用,容器具有较好的抗内爆炸性能。     

层间短纤维的桥联和增韧分析

根据短纤维在层间杂乱分布和接近裂纹表面的特点,考虑基体剥落和纤维拉出耦合,本文建立了一个层间短纤维桥联模型,分析短纤维的层间增韧机理和主要影响因素。计算结果表明,纤维增强树脂层板在层间加入少量的Kevlar短纤维时,裂纹张开位移导致短纤维从基体中剥离和拉出,在纤维相互干扰下,拉出过程中产生大的能量耗散,从而明显地提高层间断裂韧性。纤维界面性质对△G1c有重要影响,纤维杂乱分布引起的相互干扰及纤维初始弯曲,使层间断裂韧性显著增加。比较表明,△G1c的理论预测与实验结果相符合。     

屈强比对容器爆破压力计算公式精度的影响

借助于数理统计理论的F假设检验与t假设检验,建立了评价容器爆破压力计算公式精度的比较方法,分析了材料屈强比对福贝尔公式与流变应力公式精度的影响。通过对36组径比为1.3~4.71的钢制厚壁圆筒容器爆破压力实测值的研究,得到如下结论：福贝尔公式的合适应用范围是容器材料屈强比为0.4027~0.8852,主要精度指标为0.0866;流变应力公式的合适应用范围是容器材料屈强比为0.4997~0.8852,主要精度指标为0.0699;福贝尔公式的合适应用范围比流变应力公式广,流变应力公式在其合适应用范围的精度比福贝尔公式高。用流变应力公式设计材料屈强比为0.4027~0.8852的钢制厚壁圆筒,主要精度指标为0.0809,流变应力公式与福贝尔公式的精度无显著差异。