内爆加载下金属柱壳的冻结回收方法

针对内爆炸载荷下膨胀态金属柱壳的回收问题,设计了冻结回收试验方法,实现了起爆后不同时刻金属柱壳的冻结回收。基于一体式壳体提出了3种改进结构,并分别对4种柱壳结构在内爆载荷下的膨胀断裂过程进行数值模拟。结果表明,两段式结构最有利于减小非起爆端对预期回收中间段壳体的影响。根据选定的最优壳体结构和金属柱壳在起爆后不同时刻的膨胀外形特征,设计与之匹配的冻结回收装置并进行冻结回收试验。试验结果表明,设计的冻结回收试验方法可以实现膨胀态金属柱壳的回收,回收壳体的轴向和径向尺寸与设计理想值符合较好,整体误差可控制在10%以内。

     

刨削参数对刨刀载荷特性影响研究及其强度分析

为研究刨刀刨削煤岩过程中刨削参数对刨刀载荷的影响,建立了基于碰撞接触模型的刨刀刨削煤岩动力学模型。采用软件模拟、现场试验的手段,对不同工况条件下的刨刀载荷进行了分析,得到刨削速度、刨削深度及煤岩硬度等刨削参数对刀头载荷的影响规律;并基于仿真结果,对刨刀强度进行了分析和预测。研究结果表明:随着刨削深度的增加,刨刀载荷特征值均有较大幅度的增加,刨削速度、煤岩硬度等刨削参数与刨刀载荷特征值也呈正相关关系,但变化幅度较小。根据仿真结果选取一组最恶劣工况条件进行刨刀强度分析,发现除焊缝局部在接触载荷作用下产生强度失效外,其余大部分区域仍可以满足材料强度使用需求,并不会产生失效;在极限测试载荷条件下刨刀焊缝部位也可能发生强度失效,且有较小概率引发刀头、刀体部分发生断裂失效。研究结果可为刨煤机关键零部件设计优化提供一定的理论基础。     

基于动力学模态分解法的绕水翼非定常空化流场演化分析

空化是船舶和水下航行体推进器中经常发生的一种特殊流动现象,它具有强烈的非定常性,空化的发生往往会影响推进器的水动力性能和效率. 为探究绕水翼非定常空化流场结构,本文基于 Schnerr-Sauer 空化模型和 SST $k$-$\omega $ 湍流模型,开展绕二维水翼非定常空化流动数值预报与流场结构分析. 通过将数值预报的空泡形态演变和压力数据与试验结果对比,验证了建立的数值方法的有效性. 并基于动力学模态分解方法对空化流场的速度场进行模态分解,分析了各个模态的流场特征. 结果表明,第一阶模态对应频率为 0,代表平均流场;第二阶模态对应频率约为空泡脱落频率,揭示了空泡在水翼前缘周期性地生长与脱落,第三阶模态对应频率约为第二阶模态的 2 倍,揭示了两个大尺度旋涡在水翼后方存在融合行为. 第四阶模态对应频率约为第二阶模态的 3 倍,具有更高的频率,表征流场中存在一些小尺度旋涡的融合行为. 最后对不同空化数下的空化流场进行了模态分解分析,发现脱落空泡的旋涡结构随着空化数的减小而增大,第二阶模态频率随着空化数的减小而减小.      

刚架稳定分析

问题刚架如图1所示,垂直杆AB和CD的弯曲刚度均为EI,长度均为l,水平杆BC的弯曲刚度为E1I1,长度为l1,A和D处固定铰支,B和C处刚性连接。已知刚架B和C处分别受垂直向下的集中力F作用,假设AB和CD均为细长压杆,试求刚架临界载荷Fcr。     

轴向冲击圆柱壳非弹性响应

简要论述承受轴向冲击载荷圆柱壳非弹性动屈曲响应的研究进展。采用Ｋａｒｍａｎ－Ｄｏｎｎｅｌｌ运动方程研究轴向流固冲击载荷作用下的圆柱壳轴对称弹塑性动屈曲问题。本构关系采用增量理论，借助增量数值方法求解动力方程组。研究不同边界条件对屈曲的影响，以及径向外压力在不同边界条件下对屈曲的影响。     

冲击载荷下磁流变阻尼器内部磁场动态数值计算与瞬态试验测试

重点探究冲击载荷作用下,磁流变阻尼器磁回路动态时变特性。本文设计了双出杆三级独立式磁流变阻尼器,并自行研制了硅树脂基磁流变胶(MRG),对其进行稳态剪切测试,得到了Herschel-Bulkley模型中稠度系数k和非牛顿指数n随磁感应强度变化的规律;进而在冲击载荷作用下,对阻尼器内部磁场展开理论分析和数值仿真计算。分析结果表明:MRG-70在不同磁感应强度下的流动曲线符合Herschel-Bulkley剪切稀化模型;阻尼器内部存在散磁通,磁力线并非垂直穿过有效工作间隙,小部分磁力线在非工作区域形成了弱闭合磁回路,并且组合线圈产生的耦合磁场具有高度非线性和时变性。     

无量纲载荷分离法在延性断裂韧性测定中的应用

鉴于现行载荷分离理论中存在的量纲不对等问题,依据相似原理提出了无量纲载荷分离法.弹塑性有限元分析结果较好地验证了对应于单边裂纹弯曲(Single Edged Notched Bending,SEB)和紧凑拉伸(Compact Tension,CT)试样的无量纲载荷分离的普适性.基于无量纲载荷分离新方法,提出了改进的分离参数Spb法.新方法消除了参考钝裂纹试样及标定点选择的影响,通过同卸载柔度法的对比研究,新方法的可行性得到了验证.采用新方法完成了某输气管道焊接球阀的裂纹尖端张开位移(Crack Tip Opening Displacement,CTOD)评定.     

积分法与单位载荷法一致性的数学推证

在结构力学的线弹性问题中,求解杆件位移可用积分法与单位载荷法,两种方法的结果一致;在逻辑上,两种方法在处理该问题上的等价性也是比较明显的. 本文旨在将此一致性进行数学上的表述与推证. 本文在一般情形下,利用单位载荷法表示出杆件单元的位移分布,并验证该位移满足积分法所用的小挠度曲线微分方程以及边界条件. 以此方式在数学上完成了该一致性的推证与论述.     

平行平板间Couette流起动过程的运算微积解

求解平行平板间Couette流的起动过程通常使用分离变量法,得到的速度分布在平板间距趋于无穷时难以逼近Stokes第一问题的解,而两者在物理上却是完全一致的. 本文利用运算微积法和Heaviside算子进行求解,不但解决了这一问题,而且具有运算简单的特点.