有机玻璃的几何形状对爆炸切割影响的研究

为了改善现有的航空弹射救生系统,提高飞行员安全逃生的成功率,提出了微爆索切割技术在航空穿盖弹射救生系统中的应用。采用非线性动力显式程序LS-DYNA3D,对有机玻璃平板元件、航空舱盖的微爆索切割过程进行了数值计算分析,得到了不同装药量下有机玻璃平板元件、航空舱盖的切割深度,对比了有机玻璃的几何形状对微爆索切割深度的影响。模拟结果表明:有机玻璃平板切割实验对航空舱盖切割实验具有一定的指导意义,研究结果也可为微爆索线性切割航空舱盖的实验设计提供依据。     

6061-T6铝合金动态拉伸本构关系及失效行为

采用HMH-206高速材料试验机开展了6061-T6铝合金在0.001～100 s-1应变率范围内的静、动态拉伸力学性能实验,分析了其应力-应变响应特征和应变率敏感性,讨论了应变率对6061-T6铝合金流动应力和应变率敏感性指数的影响,并基于实验结果对Johnson-Cook本构模型进行了修正。结合缺口试件的实验结果和模拟数据,得到了材料的Johnson-Cook失效模型参数,并对模型的准确性和适用性进行了验证。结果表明,在拉伸载荷作用下,6061-T6铝合金表现出明显的应变硬化特征和应变率敏感性,其流动应力随应变率的升高而提高,修正的Johnson-Cook本构模型可以描述材料的动态塑性流动行为,建立的Johnson-Cook失效模型能够表征材料的断裂失效行为。     

航空用芳纶纸蜂窝各向异性行为研究

采用Arcan加载装置对航空用芳纶纸蜂窝试件进行一系列面外压剪复合加载实验,以此研究材料各向异性行为。实验结果表明:随着面内方向角增加,芳纶纸蜂窝面内等效剪切模量、等效剪切强度显著减小,实验屈服面显著扩张,材料表现出明显的各向异性。基于实验结果,确定了测试蜂窝面内等效剪切模量、等效剪切强度上下限值及其比值关系,并与理论值进行比较。一个适用于各向异性材料的屈服准则与实验屈服面进行比较,比较结果表明:屈服准则能大致描述蜂窝各向异性屈服行为。     

复合应力下泡沫铝屈服行为实验研究

 采用ARCAN双轴加载装置和材料实验机（INSTRON 5544）,对相对密度为8.5%的闭孔泡沫铝（Alporas）进行了不同应变率下的双轴加载实验。在宏观等效应变率为7.0×10^-3~1.0×10^-1 s^-1范围内测得实验屈服面,并与泡沫金属的3种屈服准则进行了比较。比较结果表明：在主应力空间下,实验屈服面与Miller和Deshpande-Fleck屈服准则吻合较好,Gibson屈服准则过小估计了测试泡沫铝的实验屈服面;被测泡沫铝的实验屈服面在宏观等效应变率7.0×10^-3~1.0×10^-1 s^-1范围内对应变率不敏感。     

人/椅弹射救生系统穿盖过程的数值模拟

拟针对战斗机微爆索预破碎座舱盖弹射救生系统中人/椅系统穿盖过程中弹射通道的畅通性,座舱盖的破坏模式以及人体重要部位的冲击损伤程度。考虑微爆索在舱盖内表面沿中央和四周2种不同的切割布局,建立人/椅系统撞击舱盖的解耦模型,采用非线性动态显式算法对穿盖过程进行了数值模拟。模拟结果表明:第2种布局较第1种布局更有利于形成畅通的弹射通道,也有助于减轻人体的损伤,同时给出2种布局切割槽深度的临界值。研究结果可为弹射救生系统的优化设计和安全生产提供可靠依据。     

撞击载荷下泡沫铝夹层板的动力响应

应用泡沫金属子弹撞击加载的方式研究了固支方形夹层板和等质量实体板的动力响应,分别应用激光测速装置和位移传感器测量了泡沫子弹的撞击速度和后面板中心点的位移历史,给出了夹层板的变形与失效模式,研究了子弹冲量、面板厚度、泡沫芯层厚度及芯层密度对夹层板抗撞击性能的影响。结果表明,后面板中心点挠度最大,周边最小,整体变形为穹形,且伴有花瓣形的变形。参数研究表明,通过增加面板厚度或芯层厚度均能有效控制后面板的挠度,改善夹层板的能量吸收能力,结构响应对子弹冲量和芯层密度比较敏感。实验结果对多孔金属夹层结构的优化设计具有一定的参考价值。 更多还原     

离散多层爆炸容器的抗爆性能和尺寸效应

为了研究离散多层爆炸容器筒体的抗爆性能和尺寸效应,对材料相同、几何相似、放大系数为4的 2种离散多层试验圆筒进行了中心爆炸加载试验。试验结果表明,2种离散多层圆筒极限承载TNT 装药的 相对质量为0.89%~1.11%,尺寸放大4倍后离散多层圆筒的抗爆性能没有明显的降低。根据能量相关理 论分析认为,由于2种圆筒中钢带特征尺寸保持不变,作为离散多层爆炸容器筒体承载主体的钢带层不存在 强烈的能量尺寸效应,从而使得离散多层爆炸容器筒体整体抗爆性能未被显著削弱。     

爆炸载荷作用下铝蜂窝夹芯板的动力响应

为了考察铝蜂窝夹芯板在爆炸载荷下的动态响应,采用自行设计的冲击摆系统,用激光位移传感器测定了爆炸载荷作用在铝蜂窝夹芯板上的冲量,对夹芯板的变形和失效模式进行了归类和分析,并就芯层的几何尺寸、炸药当量及板厚对其响应的影响进行了系统研究。给出的理论分析结果与实验结果吻合较好。     

反分析法在光泡沫金属材料动态性能实验中的应用

在实验测试泡沫金属材料的动态性能时,由于其所具有的特殊性能使得传统的SHPB技术的采用遇到较大的困难.为了实验确定泡沫金属材料的初始动力坍塌强度和"平台"应力,研究其应变率效应,在现有SHPB实验装置的基础上,利用反分析法中的反卷积技术,通过计算机模拟给出了该实验装置的传递函数,完善了SHPB实验的数据处理系统,为实验研究泡沫材料的动态特性提供了一种有效的方法.     

动力响应数值分析中的hourglass现象

结构动力响应数值分析中，通常采用高斯积分一类的数值积分。单点高斯积分的采用可能引起hourglass模态。控制hourglass模态是结构动力响应数值分析中必须解决的问题之一。本文详细分析了hourglass模态产生的机理，并在此基础上讨论了hourglass模态的控制措施、具体应用及对正常应模态的影响。