多网格防阻块护栏系统的冲击响应

防阻块薄壁结构是护栏系统中重要的吸能元件，通过防阻块的优化设计提升护栏防护能力，最大限度地减小对乘员的伤害具有重要的意义。应用有限元软件ABAQUS，建立了单跨多网格防阻块波形梁护栏系统受质量块冲击的有限元分析模型，计算了壁厚分别为2、3和4 mm的多网格防阻块护栏系统的冲击响应过程，分析了3种不同壁厚的防阻块在给定冲击速度下，内能的变化情况。通过对比分析发现:冲击过程中，壁厚2 mm的双网格防阻块最终内能质量比明显高于其他情形，能量吸收能力最强；并且壁厚2 mm双网格防阻块情形的质量块加速度峰值比壁厚3 mm单网格防阻块情形小约47.6%，更有利于乘员安全。此外，根据WSTC曲线，模拟工况下，冲击引起的人体头部减速度均在安全忍受范围内。     

实船撞击实验防撞装置的撞击力分析

实验研究了基于以钢丝绳为基本元件的新型柔性防撞装置的防护性能.利用DEWETRON数据采集仪及多通道同步采集传感器的信号,分析得到防撞装置在碰撞中受到的撞击力曲线.实验结果显示:靠近船舶撞击侧最近的非撞击侧位置受到的撞击力最大,属防护重点部位;在承受多次撞击后,防撞装置基本完好,且船舶在碰撞中的损伤也有所减低.     

Mechanism of Strain Rate Effect Based on Dislocation Theory

Based on dislocation theory, we investigate the mechanism of strain rate effect. Strain rate effect and dislocation motion are bridged by Orowan＇s relationship, and the stress dependence of dislocation velocity is considered as the dynamics relationship of dislocation motion. The mechanism of strain rate effect is then investigated qualitatively by using these two relationships although the kinematics relationship of dislocation motion is absent due to complicated styles of dislocation motion. The process of strain rate effect is interpreted and some details of strain rate effect are adequately discussed. The present analyses agree with the existing experimental results. Based on the analyses, we propose that strain rate criteria rather than stress criteria should be satisfied when a metal is fully yielded at a given strain rate.     

基于多尺度分析的FCC金属应变率敏感性研究

 采用位错理论和分子动力学模拟研究了金属原子性质对其宏观应变率敏感性的影响。依据位错运动的Orowan关系，认为金属中位错速度对应力的依赖关系是此研究的关键，并分析提出研究金属原子性质与应变率敏感性关系的分析方法。构建了一个中等规模的二维分子动力学模型，应用此模型对单个位错在FCC金属中的运动进行模拟。综合位错理论分析和分子动力学模拟结果得出结论：影响金属应变率敏感性的原子性质是其原子量而不是其原子势。依据此结论分析得到的FCC金属应变率敏感性排序与试验结果相符。     

多胞牺牲层的抗爆炸分析

运用一维冲击波模型和三维细观有限元模型分析了多胞牺牲层的抗爆炸行为.基于刚性-塑性硬化(R-PH)的多胞材料模型,建立了一维冲击波模型,得到了多胞牺牲层中冲击波传播的控制方程.揭示了冲击波在多胞牺牲层中的传播特性,并阐述了附加质量和爆炸载荷强度两个参数对牺牲层设计的重要影响.比较了基于刚性-理想塑性-锁定(R-PP-L)模型和基于刚性-塑性硬化(R-PH)模型的多胞牺牲层的结构设计,指出了两种模型的适用范围.通过基于三维Voronoi技术的细观有限元方法验证了基于R-PH模型的多胞牺牲层结构的设计准则.     

薄壁圆管轴向冲击下的动态特性研究

采用落锤冲击实验机和材料实验机(MTS)研究薄壁圆管轴向载荷下的动态力学特性,得到不同冲击速度下的轴向力-位移曲线.发现惯性对薄壁圆管轴向压缩的动态吸能特性影响不大,而落锤不同冲击加载速度即代表应变率的变化引起的薄壁圆管材料屈服应力的提高,使得薄壁圆管比吸能SEA(单位质量结构所吸收的能量)和平均轴向压缩力Pm随着应变率的增加而呈上升趋势.对不同应变率下的Pm进行无量纲化处理,发现实验结果与前人推导的理论结果趋势一致.对比动态和准静态实验结果,发现圆管的动态变形模态相比准静态结果发生了改变,更高速度冲击下薄壁圆管的动态特性有待进一步研究.     

偏振光传感器与微惯性器件组合导航技术（英文）

微惯性系统由于成本低,可靠性高,尺寸小等等优点成为目前研究的热点。但是微惯性系统不能提供正确的航向角,所以无法单独完成初始对准。而仿生偏振光传感器通过计算可得到航向角,并且偏振光传感器的误差不发散可以抑制微惯性器件的误差发散,所以把偏振光传感器和微惯性系统进行组合有很多优点。实验结果验证了偏振光导航传感器的数据是不发散的,并根据偏振光导航传感器提供的航向角完成了初始对准。在导航状态中,里程计用来提供水平速度,并通过卡尔曼滤波将偏振光导航传感器、微惯性系统和里程计组合。最后,通过实验验证了该组合导航系统的可行性。     

不同管状和材料对结构能量吸收性能的影响

提出了评价和比较各类管件结构的能量吸收性能的评估指标体系，具体指标为：有效行程比(ESR)、结构承载能力(NLC)、单位重量的能量吸收能力(SEA)、吸能有效率(EEA)和载荷波动度(ULC)。为了分析截面和材料对管件能量吸收能力的影响，比较了铝合金和低碳钢2种材料的圆管和方管的能量吸收性能。结果表明：在相同密实度下，圆管的能量吸收能力要优于方管，且在同一截面的管件中，铝合金管件的能量吸收能力和载荷波动程度要优于低碳钢管件。     

六边形结构桥墩柔性防撞装置等效弹性系数研究

针对我国自主研发的桥梁柔性防撞装置,引入等效弹性系数研究其结构响应,并构建物理模型：2个六边形结构的钢围环绕在桥墩上,钢围之间由均布弹簧圈支撑连接.利用弹性地基梁理论分析该模型在小变形情况下的力学响应,通过解微分方程确定平动情况下该模型的等效弹性系数.研究表明：等效弹性系数是关于六边形结构几何参数、弹簧弹性系数、钢围抗弯刚度、撞击力的作用点位置的函数;在外钢围没有塌陷的情况下,结构的几何参数对于等效弹性系数的影响最大;装置的等效抗弯刚度超过0.25时,外钢围近似认为刚性;而在远远小于0.25时,在撞击点附近外钢围发生塌陷.     

纳米SiO_2/尼龙6复合材料动态拉伸力学性能

纳米复合材料可以显著增加基体材料的某些性能,为了研究其在不同应变率下的力学特性和纳米颗粒的改性效果,利用拉伸式霍普金森拉杆实验装置对纳米SiO2/尼龙6复合材料进行了动态力学实验,以及讨论了应变率效应和纳米颗粒含量对基体的影响和纳米材料的增强机理.结果表明：纳米SiO2颗粒对尼龙6基体具有增强效果.