晶体压杆传感器的动力特性

为了获得设计晶体压杆传感器的正确原则,本文对晶体压杆的动力性质进行了实验研究。研究的结果表明,就晶体与压杆的匹配问题而言,单纯考虑声阻抗匹配与否是不够的。为了取得正确的压力波形,就必须把晶体与压杆看作两个弹性振动系统,来研究它们的相互作用。根据这一分析,我们提出改善传感器性能的几种方法。经过实验,证明这些方法是有效的。      

应变式压杆压力传感器在冲击波载荷测试中的应用

在近区爆炸冲击波载荷测量中,压电式压力传感器因上升时间短且强度高的高频压力脉冲作用而可能产生疲劳和过载失效。本文根据应力波在细长圆柱弹性杆中的传播特性,设计了一种应变式压杆压力传感器,当圆柱杆的一端受到压力波作用时,产生的弹性应力波沿杆轴向传播,通过测量杆的轴向应变可计算出杆中传播的应力波,从而得到作用在杆端的压力波。为了检验压杆压力传感器的性能,采用一个厚壁圆柱形爆炸容器,并将传感器安装在容器壁面不同位置上,测量中心装药产生的爆炸冲击波载荷,经反复试验,结果表明这种传感器性能是稳定可靠的。     

强脉冲激光在空气中诱导的激波压力的测量——KL-Ⅰ型传感器的一个应用

力学研究所最近研制成功了一种新型的瞬态空压传感器.关于用晶体压杆作瞬态空压传感器的历史情况,以及我所对此项研制工作的贡献已在文献[1]中概述. ...     

保偏光子晶体光纤的近圆形模场分布特性

在光纤陀螺中,由于保偏光纤的性能易受环境的影响,制约了光纤陀螺稳定性和精度的进一步提高。保偏光子晶体光纤的研究为光纤陀螺解决环境适应性问题提供了新思路,针对保偏光子晶体光纤与传统光纤的模场匹配问题,采用有限元方法,对保偏光子晶体光纤的保偏性能和模场分布特性进行了分析与研究。通过分析不同空气孔尺寸对保偏光子晶体光纤性能的影响,得到其保偏性能与模场分布特性存在相互制约性。提出了一种改善保偏光子晶体光纤模场分布的方法,并通过仿真分析验证了这一方法的可行性,这为光纤陀螺用光子晶体光纤的发展提供了借鉴。     

线性衰减的冲击荷载作用下的压杆分析

关于承受冲击压力的压杆的研究,各方面已经做了不少的理论分析和试验.本文讨论的压杆不仅承受轴向的冲击压力,而且同时受到横向的冲击荷载作用,我们以研究这种压杆的承载能力为主要目的.为了了解它的动力性能,故从弹性振动开始讨论,同时对其弹塑性振动也作扼要的分析.本文中假设:1)压杆的冲击压力的作用时间是比较长,压力波的传播和反射过程不予考虑.2)压杆具有初始偏心,主要研究它的横向振动.承受冲击压力的直杆的纵向振动不在本文讨论范围之内.3)变形超过弹性极限后压杆近似地作为具有一个塑性铰的刚塑性体系来处理     

重力匹配导航的影响模式分析

从重力场匹配导航的改进TERCOM算法入手,针对采样长度、采样间隔以及重力测量误差对匹配结果的影响进行了系统分析,并在此基础上利用海洋年度重力测量数据设计了准实时仿真试验,结果表明:(1)采样长度对匹配结果有重要的影响,采样长度与重力基准图的分辨率比值在10~20之间时,能够获得较好的匹配效果;(2)适当增加采样间隔可以在一定程度上提高匹配的整体精度,但增加了匹配失效的风险,实际应用中采样间隔以2~4 min为宜;(3)重力测量白噪声误差对匹配结果影响相对较大,过大的误差将不能得到有效匹配,水下重力测量误差最好能控制在2 mGal以内。     

高g值加速度传感器的标定

利用Hopkinson压杆装置,采用石英晶体片压力传感器对高g值加速度传感器进行了标定,并给出了加速度传感器灵敏度系数的标定公式。实验结果表明,本文中研制的利用石英晶体片压力传感器对高g值加速度传感器进行标定的实验装置可满足标定的精度要求,而且整个校准系统结构简单,易于操作。     

压杆稳定设计的直接法

<正> 当前工程上采用试算的方法来设计压杆截面,计算过程很繁琐.文[2]提出了一种加速收敛的设计方法,但稳定系数的初值选取仍需一次试算(所设计压杆的类型与取任一初值所得到的初始压杆的类型一致).为了提高设计效率,人们提出一些不必试算的简便设计方法,本文简称为“直接法”.这些方法的基本     

STUDY ON THE APPLICATION OF NUMERICAL FITTING FUNCTION IN THE ANALYSIS OF ELASTICITY COMPRESSIVE ROD

为了得到理想压杆在变化刚度约束下计算长度形式统一而数学原理较为简单的计算方法, 结合高校结构力学教学中涉及的部分结构的约束条件, 抽象出了受力计算模型, 应用静力法对于理想无限自由度杆件在不同约束情况下的稳定问题进行了分析, 并进行了数值分析计算, 发现了能较好地描述杆件杆端约束相对刚度与计算长度系数关系的Hill 函数.     

压力传感器频率响应的分析

为了提高瞬态压力测量的精度,必须设法提高传感器的频响特性。本文利用流体阻抗法分析了目前常用的压力传感器的固有频率表达式,并详细讨论了测压孔、传压管与终端腔室的几何尺寸对传感器固有频率的影响情况,为压力传感器的分析与设计提供了这方面的依据。     

几种常用截面压杆设计的一种简便方法

工程上经常采用折减系数(又叫纵向弯曲系数或稳定系数)设计压杆截面,而确定折减系数则往往采用试算法.对于一些常用截面(如圆形、空心圆形、正方形、矩形等截面)的压杆设计,能否避免试算法的重复运算过程,而只需一次运算即可确定折减系数(?)呢?以设计圆截面压杆为例,若已知压杆长度l,长度系数μ,许用应力[σ],承受压力P,求截...     

用于Hopkinson压杆装置的电磁驱动技术

为提高分离式Hopkinson压杆装置的测试效率与精度,通过对电磁驱动技术的分析,设计并进行了电磁线圈驱动导体杆的原理性实验。以微型分离式Hopkinson压杆装置为基础,将电磁线圈驱动原理用于撞击杆的驱动。通过单级线圈驱动不同长度撞击杆,获得储能电量与不同长度撞击杆的速度为线性关系。结合对镁合金材料的动态应力应变关系测试结果,证明此系统速度容易控制、重复性好、可靠性高和实用性强、电磁干扰并不影响信号采集。借助此原理,通过提高储能电量或采用多级同轴线圈驱动方法,可以实现各种规格的Hopkinson压杆装置中撞击杆的有效驱动,使Hopkinson杆测试装置简化。     

封装材料对压阻式加速度传感器性能的影响

通过实验测试的方法研究分析封装材料对压阻式高量程加速度传感器性能的影响。对使用陶瓷 材料和不锈钢材料封装的加速度传感器,利用拉曼光谱仪测试研究封装前后传感器结构中残余应力和压敏 电阻阻值的变化,采用落锤、Hopkinson杆测试分析传感器的灵敏度、高过载能力,并在实弹环境中测试不同 封装传感器的测试精度的差别。实验结果显示,与陶瓷材料封装的压阻式加速度传感器相比,不锈钢材料封 装的压阻式加速度传感器在封装后结构的残余应力和压敏电阻阻值的变化更大,但不锈钢封装传感器的灵 敏度更大、高过载能力更强,同时实弹环境中可靠性和测试精度更高。     

对"压杆截面设计的图解法"的意见

在"压杆截面设计的图解法"文(《力学与实践》1985年第7卷第6期)中,作者为了避开几次反复计算,用"图解法"代替传统的"试算法",从而一次求得压杆截面的尺寸.但是,文中忽视了材料力学的一个基本概念:稳定安全系数(K_y,)与柔度(λ)有关,柔度越大,所取的稳定安全系数越小.而作者把稳定安全系数预先取为常数,这是不妥的.如果稳定安全系数与柔度无关,早期的学者也就不会采用试算的办法确定压杆截面的尺寸.     

聚苯乙烯混凝土动态劈裂实验

利用直径为74mm 的分离式Hopkinson压杆径向冲击巴西圆盘试样,测试了不同聚苯乙烯(expandedpolystyrene, EPS)颗粒粒径、不同体积含量的EPS混凝土的动态拉伸性能。为了保证实验的可靠性, 在试样和入射杆、透射杆之间加上精确设计的垫块,防止试样两端因应力集中而被压碎破坏;通过选择合适的 整形器,保证试样有足够的时间达到应力均匀。并分析了EPS混凝土劈裂破坏形态。实验结果表明:EPS混 凝土的劈裂强度随应力率的增大而增大;在EPS体积含量较低的EPS混凝土中,EPS混凝土的劈裂强度表 现出一定的粒子尺寸效应,随EPS颗粒体积含量的增加,这一现象逐渐消失。     

容器内爆炸多传感器测试系统的原理设计与应用

为对炸药爆炸进行测量和监控,出于安全以及测试方便考虑,试验需要在爆炸容器中进行。由于测试任务的需要,试验中使用的传感器的类型及数量较多,包括各种压力传感器、应变传感器以及爆速传感器等,因此构建一个多传感器的测量系统就显得十分重要。文章给出了试验容器的基本结构,介绍了钢筒内化爆试验爆炸冲击波压力测试系统的原理设计与应用,构建了传感器、起爆和同步触发、爆速监测以及数据采集存储几个主要部分组成的测试系统,并对系统几个主要组成部分进行了详细的阐述。压杆测压解决了高压测量中的测量困难以及传感器使用效率低的问题,取得了良好的实际应用效果。     

应变可调二维光子晶体的力致变色效应研究

光子晶体是由两种或两种以上的透明材料周期排列构成的功能复合材料,它可以完全反射一定频率范围内的电磁波,这个性能称为光带隙.光子晶体将在光通信、数据存储以及光路设计等方面得到广泛的应用.本文设计了一种应变可调的二维光子晶体结构,通过基底产生的正应变改变光子晶体的周期性,从而改变其光带隙性能.利用平面波展开法考察了该结构的应变可调性,即其力致变色效应.结果表明,压应变会显著影响横向电波(Transerse electric waves, TE)的传播特性,打开多条光带隙.并且光带隙的宽度也正比于压应变的大小.利用这样的效应可以制成应变传感器或光学开关等器件.     

纤维增强复合材料高应变率拉伸实验技术研究

本文对基于分离Hopkinson杆的反射式纤维增强复合材料动态拉伸实验技术进行了研究讨论。对加载杆中可能影响拉伸应力波波形实验分析的所有干扰波进行了较系统地定量分析研究,认为产生于试样端头与加载杆界面处的两主要干扰波对希望得到的应力波的测量和判别具有严重的不利影响,因此拉伸实验设计必须避开该主干扰波的重叠影响。文中对动态拉伸实验装置、实验要求及信号采集等作了分析。根据对试验结果的分析,针对复合材料动态拉伸实验技术的若干问题提出了一些处理方法和建议,诸如干扰波的规避、冲击信号合理测点的选取、加载杆长度匹配、复合材料拉伸试样的设计要求以及加载连接等问题。这些方法和建议包括在加载杆特定段上贴应变片,考虑到实验的准确性一般不用反射波进行数据计算处理,尽量缩短试样标距等。     

准脆性单晶材料动态压痕试验研究

本研究设计了由钛合金压杆与金刚石压头组成的动态压痕试验装置,研究准脆性单晶材料(冰糖和RDX含能晶体)等的高应变率响应。试验装置引入了动量缓冲块,可以避免压杆造成的多次压痕加载,对样品施加产生80μs脉冲宽度的动态压痕载荷。对比了多次与单次加载压痕加载的冰糖单晶压痕坑,其动态硬度值约为5.18MPa。RDX单晶在压痕载荷作用下非常容易发生断裂破碎,测得动态硬度值为1.304MPa。相比RDX单晶,冰糖单晶的塑性变形能力更好。用光学显微镜观察到了压痕坑的径向裂纹和侧边裂纹,试验研究给出了准脆性晶体在动态压痕载荷下的裂纹扩展模式。     

THE DETERMINATION OF BUCKLING POINT AND CRITICAL LOAD OF COMPRESSIVE MEMBER

为了分析压杆失稳的临界力与失稳后杆件屈服形态的关系,在理论推导和试验研究的基础上,提出了通过捕捉细长压杆失稳时的失稳点来确定压杆临界力的分析方法,通过测量细长压杆失稳时微弯状态下杆端的纵向位移,求得临界压力的大小. 文中将该方法的实验结果与直接用欧拉公式计算的临界压力进行了比较,结果表明,考虑细长压杆微弯状态时杆端的纵向位移所得到的失稳的临界压力值大于利用欧拉公式计算的临界压力值.