汽车侧门受侧向撞击动力响应的数值分析

给出了一个汽车侧门受到侧向撞击时的动力响应的数值分析结果,由能量平衡图和时间步长的稳定性来判断,此数值分析是稳定可靠的。对关键测试点的速度 时间曲线和实验结果进行了比较,两者吻合较好。     

高温作用下钢管混凝土构件侧向撞击性能

通过耦合ABAQUS有限元软件中的隐式静态分析和显示动态分析,提出钢管混凝土构件在火灾与撞击联合作用下的数值计算方法,分别对已有钢管混凝土构件的温度场试验、火灾下轴向撞击试验和常温下侧向撞击试验进行数值模拟,以验证本文方法的合理性。在此基础上建立了钢管混凝土构件在不同温度下的侧向撞击有限元模型,分别对不同温度下的挠度和撞击力时程曲线进行对比,采用极值后平均撞击力和吸能系数对高温作用下构件的抗侧向撞击性能进行量化分析,并分析了600 ℃下构件撞击全过程。结果表明：温度对钢管混凝土构件的侧向撞击性能影响明显,随着温度升高,构件跨中挠度大幅增加,撞击时程变长;高温下构件的撞击力时程曲线与常温下差异明显,高温下曲线可分为震荡阶段、下降阶段和卸载阶段;构件主要通过整体弯曲变形吸收落锤的动能,随着温度升高,极值后平均撞击力和吸能系数逐渐降低,表明构件的抗撞击性能逐渐降低,当温度超过400 ℃后,构件抗撞击性能损失严重。

     

飞行器风挡鸟撞击模拟试验中风挡的变形的测量方法

本文提出了一种测量飞行器风挡鸟撞击模拟试验中风挡变形的时间历程的新技术。采用一只测量基准,使两台摄影机的拍摄方向相互垂直,且两台高速摄影机的摄影范围均包含所需测量的区域。试验结果表明该方法的精度是比较高的。     

不同加载速率下煤的侧向变形特征研究

利用TAW-2000型电液伺服岩石力学试验系统开展了5种不同加载速率下的单轴压缩试验,分析了加载速率对煤体侧向变形特性的影响。研究结果表明:在裂纹闭合压密阶段、弹性变形至裂纹稳定扩展阶段,煤样变形以轴向压缩为主,侧向变形很小;在裂纹非稳定扩展阶段侧向应变开始加速增大,并在峰前应力调整阶段出现小幅陡增现象;在峰后扩容阶段煤样侧向应变急剧增大,呈现扩容与脆性破坏多次交替出现的特征,这一阶段大多数试件的侧向应变占总侧向应变的70%～90%。在加载初期煤样侧轴比处于较低水平,当轴向应力出现第一次跌落以后,煤样侧向应变快速增大,而轴向应变增加速度较小,导致试件侧轴比呈现快速增大直至试验结束。不同加载速率下煤样第一次出现轴向应力跌落时的侧向应变保持在3.0×10-3左右,表明在不同加载速率下煤样出现第一次轴向应力跌落时的侧向应变基本相同,可将侧向应变作为预测煤体破坏的控制变量。     

大变形问题分析的局部Petrov-Galerkin法

在微机电系统(MEMS)的建模和模拟研究中,大变形或大移动要充分予以考虑.用有限元法分析这类问题,由于难以避免的网格畸变,使模拟效率精度降低甚至失效,无网格方法(Meshless Method)则能在分析这类问题时显示出明显的优势,无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)法被誉为是一种有发展前景的真正无网格法.本文进一步发展了MLPG法,通过对任意的离散分布节点采用局部径向基函数构造插值形函数和Heaviside权函数,分析方程采用局部加权弱形式离散,建立了变量仅依赖于初始构型的完全Lagrange分析格式,最后用Newton-Raphson法迭代求解.文中分析了悬臂梁典型算例和微机电开关非线性大变形问题,通过与有限元结果的比较,表明本文提出的大变形问题无网格局部Petrov-Galerkin法具有稳定性好及收敛性快等优点.     

CFRP-混凝土-钢管组合结构在低速侧向撞击下的动力响应

采用有限元软件ABAQUS建立了碳纤维增强聚合物（CFRP）-混凝土-钢管组合结构在低速侧向撞击作用下的有限元模型。模型的计算结果与试验结果吻合良好,能够较好地模拟CFRP-混凝土-钢管在侧向撞击下的力学特性。利用该模型,对试件在冲击荷载作用下的动力响应全过程进行分析,采用正交分析法研究了冲击高度、空心率等7种因素对试件冲击力峰值、冲击力平台值和跨中残余挠度的影响。结果表明：冲击高度（冲击能量）是影响冲击力峰值的主要因素;空心率是影响冲击力平台值的主要因素,并且当空心率在0.3~0.7之间时,试件的抗撞击性能随着空心率的提高而逐渐增强;冲击后结构的跨中残余挠度由冲击高度、空心率、CFRP层数、CFRP方向等因素共同影响。     

子午胎三维大变形有限元分析

本文将大变形理论应用于子午胎三维有限元结构分析,分析了充气轮胎在竖向加载条件下的位移场.应变场及应力场.计算结果与已有的实验资料相比较,是令人满意的.     

悬臂高梁在静动态载荷作用下侧向失稳的实验研究

本文进行了平头圆柱形弹体对铝合金悬臂高梁自由端正撞击引起侧向失稳的实验研究．通过多种不同尺寸梁的实验,研究了梁在静动态载荷下的侧向失稳临界载荷值及屈曲模态．最后给出一个在撞击载荷下,计算悬臂高梁侧向失稳临界冲击动能值的经验公式．     

壳体中面大变形的变形协调条件

不论是未变形的壳体中面,或者变形时的壳体中面都是嵌放在三维 Euclidean 空间的弹性体,所以壳体中面的连续条件表现为壳体中面上的矢量对中面坐标θ~λ和θ~μ的三维协变导数的求导次序可以交换,也就是说,未变形和变形构型的三维 Riemann—Christoffel 张量都应当等于零。从此观点出发,本文推导了壳体中面大变形的变形协调条件。如果采用 Kirchhoff—Love 假设,本文所得的结果与 Koiter[4]的结果完全一致。     

大变形扭转塑性硬化的实验和仿真研究

通过拉伸和扭转实验以及理论分析发现:在扭转实验中,当等效名义伸长率达到 286％时发生扭断,在此之前无明显局部化现象出现;相比较而言,单轴拉伸实验中的试件在颈缩失稳断裂时标距的最大伸长率仅为 29％.因此,用实心圆柱的扭转实验作为研究低碳钢这类弹塑性材料在大变形特征下的更为有效的基本实验,而以单轴拉伸实验作为补充是十分必要的.并通过数值模拟对在扭转过程中弹性核演变的历史进行了分析.     

加筋板弹性大挠度的冲击响应分析

用半解析的方法分析了横向冲击载荷下加筋板的非线性瞬态响应。考虑膜力的存在 ,忽略筋截面上的剪切应力 ,引入板的应力函数 ,采用离散加筋板模型 ,运用能量原理建立加筋板的动响应控制方程。假设挠度为双级数形式 ,运用迦辽金法 ,将加筋板的动响应方程转化为一个多自由度的动力系统 ,采用数值方法来求解。最后给出了几个模型的计算结果。     

关于Cauchy平均转动的直接积分赋值

表明了通过直接积分途径同样可以求得变形体中局部大转动问题的Ｃａｕｃｈｙ平均转角的解析表达式,解答了Ｔｒｕｅｓｄｅｌ和Ｔｏｕｐｉｎ的经典名著中的一个基本疑难     

Dynamic large deformation response of rigid plastic arches under impact

This paper presents a theoretical analysis of the dynamic large deformation response of highly circular arches under impact. By the Instantaneous Configuration Method (ICM), the solutions of the entire large deformation response process of the problem are obtained. The influences of the mass ratio, the energy ratio and the supported condition on the final deformation, the response time and the occurrence of plastic deformation are discussed in detail. The necessary condition for occurrence of the local reverse bending phenomenon has been found. An approximate method is provided to describe the phenomenon. The numerical results are in good agreement with experimental data.     

无网格法研究进展及其应用

从加权残量法的角度出发,系统地总结了现有各种无网格法的基本格式,阐明了无网格法的特点,论述了无网格法的研究进展,给出了无网格法在碰撞、动态裂纹扩展、金属加工成型、流体力学以及其它领域中的应用。     

Experiments on the impact of cylindrical projectiles on thin spherical caps

The normal impact of a blunt cylindrical projectile on the apex of a thin spherical aluminium cap which caused large permanent displacements was experimentally investigated. Dynamic strain gauge measurements were carried out and the final deflection profile was measured. It was found that reversed plastic flow occurred throughout the deformation process.The project was supported by the Science Foundation of Shanxi Provice, China     

ELASTIC-PLASTIC DYNAMIC RESPONSE OF A CANTILEVER BEAM SUBJECTED TO OBLIQUE IMPACT AT ITS TIP

By employing large deformation governing equations expressed in the form of finite difference, the dynamic responses of an elastic, perfectly plastic cantilever subjected to an oblique impact at its tip was numerically studied. Through analyzing the instantaneous distribution of the yield function （φ = ｜M/Mo｜ ＋ （N/No）^2）, bending moment and axial force during the early stage of the response, the elastic-plastic deformation mechanism and the influence of axial component of an oblique impact on the dynamic response of a cantilever beam were discussed. The present analysis shows that the deformation mechanism of an elastic-plastic cantilever subjected to an oblique impact consists of four phases, i.e. ‘the expanding compressed plastic region＇ mode; the ‘generalized traveling plastic hinge＇ and ‘shrinking plastic region＇ mixed mode; the ‘stationary plastic hinge＇ mode and ‘elastic vibration＇ mode. Compared with the two-phase deformation mode obtained by using the rigid, perfectly plastic approach, the mode of shrinking plastic region that occurred instantly after the oblique impact and the mode of stationary hinge were both confirmed. The primary features of the deformation mechanism are captured by both analysis methods. It has also been found that the beam＇s deformation is mainly controlled by the axial component of the oblique impact in the early phase of the dynamic response, the deformation mechanism is obviously different from the case of a transverse impact. With further development of the response, the axial component attenuates rapidly and gives negligible contribution to the yielding of the beam cross-section. At the same time, the bending moments along the cantilever develop gradually and dominate the beam＇s deformation. The numerical results indicate that the mass, impact speed and oblique angle are the important factors that influence the elastic-plastic dynamic response of a cantilever beam.     

薄球顶壳受圆柱形弹体正撞击动力响应的实验研究

本文报告了平头柱形弹体对铝制球顶壳正撞击时引起的大变形动力响应的实验研究。文中研究了变形发展过程并得到了最终变形形态,发现反向塑性流动发生于整个变形过程中。     

端部受斜撞击作用悬臂梁的弹塑性动力响应模式

基于大变形动力控制方程并利用有限差分离散分析,研究了斜撞击作用下弹塑性悬臂梁的动力响应.通过对屈服函数以及弯矩、轴力在动力响应过程中分布规律的分析,阐明了斜撞击下悬臂梁的弹塑性动力响应模式和斜撞击的轴向分量对变形机制的影响.研究表明,弹塑性响应过程可划分为四个阶段,对应的变形模式为:\"压缩塑性区扩展\"模式,\"广义移行塑性铰\"和\"压缩塑性区收缩\"混合模式,\"驻定塑性铰\"模式,\"弹性自由振动\"模式.与刚塑性分析所假定的两相变形模式比较,弹塑性响应分析证实了响应早期的瞬态轴向压缩模式和梁根部\"驻定塑性铰\"模式的存在性,肯定了刚塑性分析所假定变形模式的主要特征.斜撞击的轴向分量在撞击发生的瞬时主导了梁的变形,使梁呈现同承受横向冲击明显不同的变形规律.随着响应的深入,轴向分量迅速衰减,其对截面屈服的贡献非常微弱,由横向分量引起的弯曲挠动在大部分时间内主导和控制梁的变形.数值计算结果表明,斜撞击载荷的质量、撞击速度和角度是影响梁动力响应的重要因素.