两斜交圆柱壳应力分析的边界元法

本文研究了两斜交圆柱壳的边界元法。提出了用板的基本解叠加级数形式的修正项构成圆柱壳的基本解,提高了计算精度,缩短了计算时间。对区域积分进行特殊处理,从而避免了内部网格的划分,大大减少了数据准备工作量和占机内存。并编制了FORTRAN计算程序,进行了数值计算。     

随机选取法(RCM)计算爆炸波模拟器流场

随机选取法是计算一维非定常流动的一种强有力工具。本文简要地介绍了随机选取法的一般过程及计算爆炸波模拟器的方法。文中采用了一种改进了的随机选取法,包括初值的选取,Riemann问题的解及迭代方法的改进。此外,在建立基本方程时,考虑了爆炸波模拟器的具体情况,包括了多孔板引起的面积变化,压力损失,摩擦损失,热交换等影响。作为计算实例,本文列出了作者在多伦多大学宇航研究院爆炸波模拟器上的试验结果和理论计算结果,同时列出了美国陆军弹道实验室的一个试验结果与作者的计算结果并作了比较。     

曲边等参单元的数值积分和插值矩阵

目前,除四边形和六面体等参单元外,三角形、三棱柱和四面体等其它等参单元,由于形状函数采用了不适当的局部坐标,因而未能为这些单元提出明确的母单元,进而相应的数值积分和插值矩阵也很难做出。本文补充了这方面的工作。在这些单元中,采用了合适的局部坐标,提出了明确的母单元及其形状函数,从而为各种曲边等单元的数值积分和插值矩阵提供了统一的处理方法。简化了计算方法,提高了计算精度,并为单元信息的自动形成提供了有利的基础。     

海冰的力学性能:现有数据总汇

综述了S2型和S3型海冰的力学性能。介绍了短期载荷下的强度和(某些情况时的)弹性模量。所考虑的载荷为单轴拉伸和压缩以及多轴压缩,报道了圆环试验,弯曲试验和剪切试验。还叙述了影响上述这些值的参数,如晶粒直径和取向,加载速率,温度,盐度,密度和试样尺寸,以及试样是从现场取得还是从实验室制出等。也介绍了长期力学性能。只要有可能。便给出蠕变律或松弛函数。用表格形式列出了对各种载荷类型汇总的结果。还对各种力学性能作了简短的讨论。      

激光照明狭缝高速摄影系统及其应用

为解决常规武器靶场全天候测量弹丸运动姿态问题,利用激光技术和双镜头狭缝相机,研制了一套改进型激光照明狭缝高速同步摄影系统。简述了系统的结构、技术指标与基本功能。阐明了常规弹丸速度测量原理,讨论了速度测量的数据处理方法,给出了动能子弹极限速度的定量数据,并对速度数据的不确定度进行了分析。结果表明:系统性能可靠,测试精度高,实现了常规靶场全天候测量。     

一种改进的冲量测试装置及其数据处理方法

对摆锤式片炸药比冲量测试装置及其数据处理方法进行了改进。首先,在对机械结构进行了改进设计的基础上,利用光栅测试系统测量摆动角度,并解决了测试时波形失真的问题,提高了装置的精密性和稳定性。然后,采用该装置研究了阻尼随摆动幅度的变化规律,并用实测数据进行了验证;提出了片炸药比冲量测试时的最大摆角修正方法,并进行了试验对比研究。结果表明:改进后的装置及其数据处理方法能够更加准确地测量片炸药的比冲量。     

宇航级三浮陀螺仪三质量块隔振模型

从三浮陀螺仪的结构出发,考虑浮液和动压气体轴承的特点及隔振作用,运用振动理论和隔振技术,建立并论述了三浮陀螺仪三质量块振动模型。对该模型在受迫振动下的运动方程进行了分析,得到了运动方程的解。对该模型的参数进行了识别,对浮液阻尼特性进行了分析,用摄动法求解了阻尼系数c12;对波纹管弹性系数进行了推导计算,得到了弹性系数k12的表达式;对气体轴承的动态阻尼和刚度进行了分析说明,得到了阻尼系数c23和弹性系数k23的表达式。基于此模型,给出了力传递系数的求解方法以及表达式。对三浮陀螺仪振动传递研究有一定指导作用。     

电动潜油离心泵流道堵塞振动模型研究

电动潜油泵以其独具的特点和优势在油田生产过程中得到了日益广泛的应用,但过高的故障率给油田开发带来效率和经济上的损失。其核心部件离心泵也是故障易发部件,经常出现流道堵塞,严重影响机组的正常运转。本文结合电潜泵机组的工作特性和力学性能,建立了一套潜油离心泵流道堵塞的振动识别模型,并推导了振动模型的运动方程。利用自建的大型实验装置,模拟了该类故障井的实际生产并测得了井口三维振动信号,绘制了信号的时域图和频域图。此外,本文引入小波分析方法对信号进行了细致化分析,研究了此类故障的振动特性并验证了所建模型的可靠性。     

用于损伤研究的人造马铃薯

本文概述了马铃薯块茎粘弹性行为的一个模型,它是构成人造马铃薯的基础。这种装置可测量某些参量,以便对马铃薯的损伤程度作出判断。本文简要介绍了这种装置的原理,并讨论了它们的优缺点,还综述了数据处理技术并提出了新的方法。对现有装置进行了校准试验,并指出其不足之处。回顾了过去已公开发表的工作并补充以前尚未发表的工作。与此同时提出了分布惯量在研究马铃薯块茎碰撞中具有重要作用的观点,对现有装置的基本结构原理提出了质疑,并指出在研制具有分布惯量的试验装置方面需作进一步的努力。     

应力约束下三维连续体结构拓扑优化分析

本文基于ICM(独立、连续、映射)方法,建立了以连续体结构重量为目标的应力约束下多工况的三维连续体结构拓扑优化模型。利用von Mises强度理论,提出了应力约束全局化方法,从而将局部的应力约束转化为全局的应变能约束,由此减少了约束数目,降低了问题的规模,避免了敏度分析。另外,利用对偶理论,将建立的优化模型转化为对偶模型,用序列二次规划法进行了求解,从而减少了设计变量的数目,提高了求解效率。借助MSC．Patran和MSC．Nastran提供的软件平台,利用PCL语言实现了本文的优化算法。数值算例验证了方法的可行性与有效性。     

粘弹塑性材料动态裂纹尖端场

本文采用一种弹性/粘塑性模型,对扩展裂纹尖端应力应变场进行了渐近分析。文中假定,弹性阶段的粘性效应可以略去,仅在塑性应变中粘性才起作用。对这种模型,文中导出了一种率敏感型的本构关系。并进一步导出了裂纹尖端应力应变场的动力学方程。通过量级分析,给出了尖端场的应力应变奇异性指数。并且讨论了弹性,塑性及粘性三者的匹配条件。对Ⅲ型裂纹进行了具体的分析计算。对各个不同参数的选取进行了详细的分析,讨论了解的性质随各参数的变化规律。     

雪型荷载作用下圆环壳的弯曲问题

本文推广了复变量化过程,并通过适当的简化处理,得出了雪型荷载作用下圆环薄壳的型基本方程。文中导出了Fourier矿级数形式的解答,结合已有的文的齐次解,得出了问题的准确解答。文中给出了周边铰支的算例,并通过几组计算结果,讨论了几何参数的影响。     

H_∞控制器在变参数有源磁悬浮系统中的应用

建立了液浮陀螺仪浮子有源磁悬浮控制模型,深入地分析了其结构组成及工作原理。针对所建立的数学模型对各个结构参数进行了鲁棒性分析研究,得出了系统鲁棒稳定性对各个参数的要求。在此基础上,建立了系统工作的状态方程,对变参数的阻尼系统进行了分析研究,设计了满足系统动态性能和鲁棒稳定性要求的H∞控制器。最后分别对初始系统和校正系统进行了仿真研究,仿真结果表明,H∞控制器提高了阻尼在一定范围内变化的磁悬浮系统的鲁棒控制性能,增强了系统的抗干扰能力和动态特性。     

电磁热效应裂纹止裂的实验研究

通过本文给出的实验表明：利用电磁场的热效应对载流导体中的裂纹进行止裂是一种行之有效的方法。在电磁场作用瞬间,由于裂尖处的热集中效应,能够使其在附近一定范围内熔化形成微小焊口。由此,裂纹前缘处的曲率半径增加了2-3个数量级。同时,细化了裂纹前缘的显微组织,提高了材料的韧性,显著地减少了应力集中,阻止了干线裂纹源的形成,可有效地遏制了裂纹的扩展。文中介绍了实验原理、方法和结果;讨论了一些参数之间的关系。     

基于压力相移辅助的超流体陀螺

超流体陀螺是新一代惯性传感器,面临的关键问题是:在幅值锁定控制系统中,热相移的注入存在较大延时,引起其动态测量性能急剧下降。为此,在研究了超流体压力相移产生原理的基础上,提出采用静电力产生压力差的方法,并根据超流体的理论,构建了压力相移的数学模型。为解算角速度,提出了基于压力相移辅助的算法,锁定了超流体相移。仿真结果表明,基于该方法,超流体陀螺测量角加速度变化的信号时,测量误差减小了约一个数量级。因此,超流体陀螺的动态性能得到了很大改善,测量精度有了显著提高。     

挠性杆加工工艺

本文针对挠性杆加工特点,扼要地介绍了国内、国外对挠性杆加工概况,确定了我们对挠性杆的加工工艺方案。经镗削、研磨的挠性杆装表后,性能稳定,达到了设计要求。特别是刀具的改进,由原来报废的中心钻手工磨制的刀具,改用微型机夹超细杜度硬质合金刀进行镗削,取得了良好效果,减少了加工时间,降低了成本。同时力求在今后的大批量生产过程中,使其工艺方法更加完善。     

基于高阶梁理论的功能梯度材料自由振动分析

本文基于一种新型的高阶梁理论,研究了功能梯度材料梁的自由振动问题。首先对该新型高阶梁理论进行了介绍,然后对该理论进行了有限元实现,并利用Hamilton原理推导得到了离散的动力学平衡方程,构造了2节点8自由度的C1型高阶梁单元。参照文献作了均质悬臂梁的模态分析,验证了该梁单元的精度。然后利用该单元进行功能梯度梁的模态分析,并构造了一种材料相关性很弱的无量纲固有频率。由该无量纲固有频率引入了功能梯度梁与均质梁固有频率之间的转换关系,并通过算例分析了该转换关系的适用条件。     

流体力学课程互动式教学的探讨与实践

流体力学是力学专业的核心课程,具有理论性强、应用面广的特点。针对学生学习积极性不高、参与度不够的问题,本课程对互动式教学方法进行了思考和实践。首先,对互动式教学的要素和条件进行了分析,结合流体力学应用性广、可演示可验证的特点,设计了贴合流体力学课程的互动式教学方法,同时制定了适用于互动式教学的评价方法。在互动式教学中,设计了两类互动内容,一类是调研分析互动,一类是探究性实验互动。从教学效果看,互动式教学提高了学生的积极性和参与度,显著提升了互动的频次和质量,带动了学生的知识理解和能力培养。     

用PDP-DDJ程序计算剪切机机架

本文以机架的受力分析出发,根据不同的工况,选取了较为接近实际的力学模型,并利用PDP-DDJ结构分析程序,对机架进行了有限元分析。计算结果为设计者提供了大量数据,并找到了机架的薄弱环节。文后提出了改进方案,改进后的结构与日本某厂的液压废钢剪切机机架非常相似,而且此方案设计的重量减轻了20％,经济效益十分明显。     

平面声弹性技术的研究

本文从弹性波理论出发。导出了微正交各向异性材料平面应力问题的应力—声关系。借助于一个新引进的参数S,给出了一个独立的新方程,使这类问题的解决大为简化。在实验技术方面,研制了垂直入射平面偏振横波的可旋转换能器,建立了平面声弹性实验系统,改进了耦合和测速技术。