薄铝板统计能量参数的测试方法研究

内损耗因子和模态密度都是统计能量分析(SEA)方法的关键参数,它们分别反映了振动结构系统的能量损耗与存储能力,对预示结构的振动响应有重要的影响。目前获得它们最常用和最可靠的方法还是通过实验来测量。本文分别采用了瞬态衰减法和稳态能量流法测试薄铝板的内损耗因子,并阐述了这两种方法实施过程中的注意事项,对比分析了它们的测试结果;又采用导纳法测试了薄铝板的模态密度,并对其测试结果进行了附加质量修正。实验结果表明:内损耗因子的两种测试结果一致性较好,经过质量修正后的模态密度与理论值吻合良好。     

一种与爆轰参数封闭的JWL方程参数确定方法

利用数值模拟和理论计算分析了炸药JWL状态方程参数与爆轰参数封闭的重要性;获得了利用圆筒实验测试结果计算炸药爆轰产物绝热等熵指数和爆压的方法;建立了与爆轰参数封闭的JWL状态方程参数的确定方法,并依据公布的圆筒实验数据,应用于两种典型炸药JWL状态方程参数的确定,获得的参数与炸药爆轰参数严格封闭,数值模拟结果与实验结果一致性好,表明炸药JWL参数确定方法合理可靠。     

基于模态叠加法的航空发动机轮盘振动特性研究

以某型航空发动机轮盘为研究对象,分别通过数值模拟和试验测试获得结构特定振型下的模态参数;提出采用模态置信度开展模态振型的相关度评价;基于模态叠加法开展轮盘结构谐响应分析,并通过理论推导和数值仿真开展结构阻尼和激励量值对振动响应的影响规律研究。结果表明,在轮盘结构三节径振型处,共振频率计算结果与测试结果相差1.7%,验证了模态测试的正确性。模态振型置信度为0.999,说明模态测试与仿真结果吻合较好。通过谐响应分析得到轮盘最危险点的幅频曲线,并基于数值仿真验证了轮盘结构振动响应幅值与模态阻尼呈反比、与激励量值呈正比的理论推导的正确性。     

双筒流变仪中Maxwell流体的振颤周期

本文对在用双筒流变仪测定Ｍａｘｗｅｌｌ流体的物性常数时，对所寻出的解析解进行理论分析，比较了数值试验与理论结果，两者吻合甚好，在测试工作中，只要获得振颤周期，就可以获得黏弹性常数，从而导出松弛时间。     

建筑结构动力特性动点脉动测试

介绍用无人工激励动点测试（动点脉动测试）方法确定建筑物的自振频率，振型和阻尼。使用这一方法对南京电视塔、多层基础隔振房屋及水塔等进行了动力性能测试，获得了满意的结果。     

超高速发射实验及其数值分析

采用多介质流体高精度欧拉并行计算程序HVL-MFPPM,对Sandia实验室和中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室进行的两个超高速发射实验装置进行数值模拟,前者给出的二级飞片前界面速度历史与VISAR实验测试和HVL-CTH程序计算结果一致,后者给出二级飞片稳定时的速度和飞行姿态与实验测试结果吻合,同时还给出了128个和216个CPU计算的界面形状.为进一步获得更高二级飞片速度的实验装置设计提供了理论和数值分析基础.     

钢化玻璃冲击波毁伤效应测试结果分析

为研究爆炸冲击波对钢化玻璃的毁伤阈值,开展了钢化玻璃冲击波毁伤效应实验。对每一发实验进行了爆炸参数测试,获得了冲击波超压随时间变化历程的实验数据。通过对实验数据的处理与分析,得到了爆炸冲击波基本参数,包括正反射超压、冲击波到时、正压作用时间、正反射冲量、负反射超压、负压作用时间和负反射冲量等。将实验结果与CONWEP计算结果进行了比较,比较结果表明二者误差很小,证明冲击波测试结果准确可靠。对冲击波正负反射参数进行了比较,结果表明冲击波正反射参数明显高于冲击波负反射参数。     

爆炸箔起爆器小尺寸飞片速度测试

设计了一套爆炸箔起爆装置,通过精确控制桥箔-飞片-加速腔三者的定位,在飞片表面镀一定厚度的铝膜（铝膜的质量与飞片的质量相比可忽略）,合理选择VISAR探头的工作距离和与干涉腔延迟时间相关的条纹常数,屏蔽测试系统以及加设滤光片等,利用VISAR测试技术有效解决了小尺寸飞片速度的测试问题。给出了两种尺寸0.7 mm0.025 mm和0.5 mm0.025 mm飞片的速度测试结果。结果表明,采取新的措施后,获得了信噪比好、能正确反映爆炸箔起爆器驱动飞片物理过程的信号和飞片速度历史。     

圆筒结构动态特性全场激光扫描试验研究

利用全场激光扫描仪对圆筒结构开展了动态特性试验研究,准确获得了结构的模态参数,结果与有限元计算相比最大相对偏差仅为3.5%,且全场激光扫描能在短时间内完成信号瞬态采集、实时显示与处理,整个扫描测量不引入额外电噪声,并能提高测试准确度.     

高压驱动研究方法的改进及其对质点运动的研究

从分析二维运动的测试原理入手 ,利用高速狭缝扫描摄影技术建立了测试系统 ,该系统能获得二维运动的轨迹和速度 ,从而把高速狭缝扫描摄影的研究领域由一维拓展到了二维 ,并对不同种测试系统进行了比较。利用新的测试系统获得了物体运动的照片 ,研究了质点高压下的运动 ,同时 ,获得了变形速度和变形角。     

水轮机尾水管内流的PIV测试试验研究

在水力机械的内流研究中由于缺少试验数据,使得在采用内流数值CFD分析中内流预测准确性的评价受到制约。本文结合混流式水轮机模型的实验,将2D-PIV测试手段成功应用于4H尾水管内流的测试中,确定了测试方法与方案,制做了测试用4H尾水管,对锥管、肘管出口及扩散管进出口位置上开设的测试窗口进行测试,得到最优工况下这些位置上瞬态速度测试数据,经过时均处理,给出了运行工况下不同测试位置上内流流动的速度、涡量及流线分布,为尾水管CFD优化分析提供了试验结果。试验结果表明,PIV测试方法能够清楚的测试出尾水管内不同位置的流动特征,是目前水力机械内流稳定性研究的一种有效实验方法。     

氧化腐蚀对HRB400EⅢ级建筑抗震钢筋低周疲劳性能的影响

工程实际中,建筑用钢不可避免地会接触空气而遭受氧化腐蚀。本文开展了地震区域大力推广应用的HRB400EIII级钢筋氧化前、后的低周疲劳行为研究。采用轴向应变控制方法,在MTS809拉扭复合疲劳试验机上开展了大量的低周疲劳试验,获得了氧化前、后HRB400EIII级钢筋低周疲劳性能,如循环应力响应特征、循环应力-应变关系以及寿命预测公式等。通过断口电镜扫描发现,氧化后HRB400EIII级钢筋的裂纹均萌生于试件表面,且存在多处裂纹源。研究结果表明,氧化腐蚀对低周疲劳寿命及微观断裂机理方面均存在明显影响,并从力学性能变化的角度对引起差异的原因进行了解释。     

岛津试验机高温剪切蠕变试验装置的研制与实验研究

介绍了作者研制的在岛津试验机上进行高温剪切蠕变实验装置的原理和结构，利用此装置进行了碳钢和铝合金在高温下的剪切蠕变实验，结果表明，该装置有较高的实验精度。有关此类实验结果的报导尚不多见。     

A MODAL TESTING METHOD FOR CANTILEVER BEAM1)

基于欧拉-伯努利梁理论得到悬臂梁自由振动的振型函数。通过数值计算得出实验用的悬臂梁前五阶振型的节点位置及其与梁长的比值。考虑传感器对悬臂梁固有频率的影响,建立梁-传感器模型进行仿真分析并得出悬臂梁前五阶固有频率。基于节点位置和测点位置,在实验中选择激励点。将具体实验的结果与梁-传感器仿真模型结果进行对比,通过前五阶固有频率的误差分析,发现仿真分析结果与实验结果误差最高为 1.3%。研究完整地叙述了悬臂梁的模态测试流程,可为工程技术人员的模态测试起一定的指导作用。     

NEPE推进剂低高应变率下改进的黏-超弹本构模型

为研究低高应变率条件下NEPE推进剂的力学特性,通过电子万能试验机和分离式霍普金森杆装置,对NEPE推进剂进行了准静态和冲击实验,得到了不同应变率下（1.667×10?4～4 500 s?1）的应力-应变曲线。实验结果表明NEPE推进剂具有明显的非线性弹性和应变率敏感性,随着应变率的增加,材料的强度、屈服应力和弹性模量显著增加,与低应变率相比,高应变率条件下材料的应变率敏感性更高。在高速冲击下材料内部瞬间产生大量热量无法及时散发出去,使得材料内部温度升高,导致材料出现软化效应,力学性能降低。本文建立了一个非线性黏超弹本构模型,其中采用Rivlin应变能函数来描述稳态超弹响应部分,采用积分型本构模型来描述材料的动态黏弹性响应部分,考虑到松弛时间具有应变率相关性,本文采用了一个率相关松弛函数来替代传统的Prony级数形式。使用极慢速压缩实验数据对本构模型中的超弹部分进行拟合获得超弹参数,然后用准静态和动态实验数据对本构模型进行拟合得出其他参数。不同应变率下的预测曲线与实验曲线具有较好的重合度,证明了该模型可以很好地描述低高应变率下NEPE推进剂的力学特性。     

磨合过程中缸套表面形貌变化的计算机仿真

对磨合过程中缸套表面形貌的变化进行了观测,发现其为原始表面形貌逐渐被新表面形貌取代的过程,最终表面形貌由缸套的磨损和润滑条件决定,建立了模拟磨合过程中缸套表面形貌变化的计算机仿真模型,仿真结果和试验现象吻合较好。     

Direct measurement of mixing quality in a pulsatile flow micromixer

Pulsatile action can be used to mix two streams entering a tube from two separate branches of a bifurcation at low Reynolds numbers. The pulsatile action is provided by two pinch valves, which deform flexible tubing immediately upstream of the connection. The pinch valve action is controlled using a master-slave pulse generator setup. The quality of mixing is evaluated directly by measuring the fluorescence that results from the chemical reaction of species transported in the two streams, one containing native biotin and the other, fluorescein biotin bound to streptavidin. The reaction kinetics are accounted for by normalization using fluorescence measurements on well mixed solutions at the same residence time. The results show that the pulsatile micromixer provides almost complete mixing. Furthermore, the present measurements match results obtained in a previous experiment where flow visualization and image analysis were used to measure mixing quality in a scaled-up model.     

多晶纯钛在高应变率不同温度下的拉伸力学行为实验研究

利用MTS809和自行研制的旋转盘冲击拉伸试验机,对多晶纯钛进行了应变率为0.001s-1和300s-1、温度为298K至973K的拉伸试验和应变率为300 s-1不同温度下的冲击拉伸复元试验,得到了多晶纯钛的拉伸应力应变曲线和高应变率等温应力应变曲线。试验结果表明,多晶纯钛的拉伸力学行为具有应变率和温度相关性。采用修正的Johnson-Cook模型进行数值拟合,结果表明,该本构模型能较好地表征多晶纯钛在试验应变率和温度范围内的拉伸力学行为。     

螺旋压缩弹簧应力松弛特性试验分析及其应用

本文通过应力松弛试验、理论推导及数值模拟研究了高温下螺旋压缩弹簧的应力松弛规律,并利用加速模型对工况下弹簧应力松弛服役寿命做出预测。首先,根据螺旋压缩弹簧的结构特点搭建了弹簧应力松弛连续动态测试装置,该装置不仅避免了传统测试方法存在的缺陷,而且能够保证试验过程中位移载荷恒定,并实时监测载荷变化。本文以某飞机舱门单锁机构中的螺旋压缩弹簧为试验对象进行了不同温度条件下的应力松弛试验,得到其松弛动力学曲线,并基于Arrhenius模型建立了弹簧在工况下的应力松弛服役寿命预测模型;其次,基于应力松弛和蠕变在本质上的一致性,结合金属材料蠕变规律并根据试验弹簧的受力特点,推导出用于描述试验材料松弛行为的蠕变本构方程,由试验结果获得该本构方程的材料常数;最后,通过该本构方程及材料常数,在ANSYS软件中对试验弹簧的松弛过程进行模拟,结果表明,模拟结果与试验结果误差不大于4%。因此,通过本文方法所建立的蠕变方程对弹簧在不同载荷条件下的应力松弛规律进行仿真分析具有一定的可行性与准确性。     

Modelling of the dyeing process of packed cotton threads using reactive dyes

The Method of Volume Averaging is used to model the process of dyeing textile threads on bobbins. This analysis allows one to upscale the relevant information at the micro-scale, composed of the textile fibres of the thread in contact with the dyeing bath fluid, to the macro-scale, consisting of the bobbins of threads inside the equipment. The final mathematical model consists of two equations, one for the fluid phase external to the thread and the other for the fluid phase internal to the thread. In order to solve the partial differential equations obtained in the mathematical model, the authors developed a computation code using the Method of Finite Volumes. This code utilized a system of generalized coordinates to facilitate application of the boundary conditions to different bobbin geometries. The numerical results for the kinetics of dyeing packed cotton threads with reactive dyes are compared to the experimental results obtained in Brazilian textile industries, leading to good agreement between theory and experiment. This demonstrates that the model developed in this paper is able to predict the operational conditions to be used in the textile industries, minimizing the consumption of dyes and other auxiliaries necessary for the dyeing process.