基于弹性应力波传播理论的冲击载荷测量

为了研究材料在不同冲击载荷作用下的动态力学性能,需测量冲击载荷与时间的变化规律。根据介质中弹性应力波传播理论和胡克定律,采用了冲击载荷间接测量方法、研制了相应的测试系统。利用钢球作为加载体对该测试系统进行验证,并得到了相应的测试结果。通过理论计算和测试结果的对比分析得出,所提出的冲击载荷间接测量方法正确、研制的测量系统可靠,可为后期的测试装置研制提供有效依据。     

圆筒结构冲击载荷测试研究

为了能够在大型飞机模型撞击混凝土靶体试验中准确预估冲击载荷,建立了小尺寸的圆筒结构冲击载荷的测试系统.测得了圆筒结构的减加速度时程曲线,结合线密度分布,理论计算得到冲击载荷时程曲线,与试验所测冲击载荷对比,验证理论计算方法的正确性,并在此基础上确定理论计算公式修正系数.     

高温和冲击作用下结构负载测试方法研究及应用

以某条钢剪切机剪刃为例,对利用应变测试技术确定高温、冲击作用下结构负载的方法进行研究.通过对剪刃结构的改造改变剪刃的约束状态,提供应变计安装空间;利用静态标定方法确定常温静载下载荷与应变的关系;基于冲击理论、模态分析理论及有限元技术对结构动态特性进行分析,研究冲击波形对测试精度的影响;基于高温应变计热输出和灵敏度温度系数曲线对测试结果进行修正.研究结果表明,对于该结构,静态标定结果能够用于其实际冲击工况下测试数据的分析,冲击响应误差为±0.7％;对应变测试数据的温度修正能够提高对数据的分析精度.     

冲击载荷下弹性杆端的作用力-位移关系曲线的一点应变测试法

冲击载荷下弹性杆端的作用力 -位移关系曲线是冲击机械系统研究的重要内容 基于一维波动力学方程 ,应用特征线方法 ,探讨了已知一点应变求取弹性杆端的作用力 -位移曲线的测试原理与数据处理方法 ,以及在花岗岩上冲击凿岩机具的测试结果 ,对一点应变测试法的可行性进行了论证 图 4 ,参 5     

冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼性能研究

为了提高冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼能力,提出基于应力载荷动态特性测量的冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼特性进行分析。首先,研究汽车复合材料板簧结构的弹性荷载力学模型,对汽车复合材料板簧结构的表面应变构件进行优化设计,提高预应力和复合材料板簧结构的阻尼特性;其次,对复合材料板簧结构的阻尼屈服能力进行评估,同时对应力载荷动态的特性进行测量,并分析其阻尼性能。最后,通过仿真实验进行性能测试,展示了该方法在冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼性能测试能力方面的优越性能。     

基于湿度传感器的胶印机印版水量测量方法研究

提出了一种检测印版水量的方法,即通过湿度传感器间接测量印版水量。设计相应的测量室以保证测量时温度的统一,从而实现对印版水量的正确检测,并通过实验检测的实际测量数据,建立了相应的自适应神经网络模糊推理系统模型。     

跑步机载荷形变量测试系统研制

该测试系统依据EN957-6[1]、ISO20957-6、GB17498.6《固定式健身器材第6部分:跑步机附加的特殊安全要求和试验方法》中的5.6、6.6静态负荷及5.9、6.9形变量的测试要求加以研制[2].该系统针对现有技术的问题,研制一种载荷形变量测试系统,包括本体、控制器和配电设备,提供了一种方便、响应快速、作用力检测可达性高的载荷形变量测试系统.该文主要介绍跑步机载荷及形变量测试系统的研制背景、工作原理、性能参数、结构特点、应用情况及推广前景.     

爆炸冲击下煤矿救生舱抗爆能力有限元分析

目前对救生舱的结构安全性能爆炸测试还较困难,借助有限元分析方法可以降低爆炸冲击实验成本并达到结构安全性分析的目的.基于弹塑性有限元理论和LS-DYNA软件对不同爆炸冲击条件下某型号救生舱结构的变形和应力分布进行了有限元分析.分析结果表明:相同冲击载荷条件下侧面比正面受的变形和应力大;加强筋和外层钢板的等效应力较大,容易产生失效.当冲击载荷为1.5MPa时,舱体整体基本处于弹性变形状态;当冲击载荷为2.0MPa时,侧面的最大等效应力约为283MPa,此时加强筋将发生微小的塑性变形,但等效应力远小于抗拉强度.     

航空发动机振动台振动测试实验系统的研发

针对航空发动机振动测试的高速、高保真和测试项目多等特点,根据通用性、实用性的设计原则,在LabWindows/CVI虚拟仪器开发平台上,研制了航空发动机振动台振动测试实验系统。该系统能完成所要求的正弦振动实验、随机振动实验和冲击测量实验。对该系统进行振动测试考核,结果表明所研制的航空发动机振动测试实验系统达到了设计指标。进一步实验后,将在某发动机厂投入实际应用。     

液压凿岩机冲击系统波动力学建模与数值分析

液压凿岩机是以高压油作为动力,推动活塞撞击钎杆进行工作的冲击机械.冲击系统是液压凿岩机的关键部件,其性能好坏直接影响着液压凿岩机的工作性能.本文以某套阀型液压凿岩机冲击系统为研究对象,基于波动力学理论、测试技术以及数值模拟技术,进行冲击系统动力学特性分析与实验研究,获取钎杆在不同冲击速度下的应力波曲线,对比应力波实验测试曲线和数值模拟曲线,分析表明两者结果较吻合.通过数值仿真模拟可以加快液压凿岩机冲击系统开发进程,为其结构优化设计、改进和能效评估提供依据.     

柴油机喷油器中针阀的碰撞与运动轨迹研究

针对柴油机喷油器内的针阀运动速度快,作用时间短,负荷强度高的特点,按针阀实际工作负荷确定加载函数,采用有限元方法,对喷油器多质量运动系统进行非线性动力学分析,研究针阀碰撞的影响因素,模拟针阀系统的运动,计算冲击应力.在190试验柴油机上对多种喷油器的针阀运动、喷射压力进行了试验研究,证实数学模型和模拟方法实用有效,研究结果可用于喷油器的设计和改进.     

关于多冲试验方法的评价

在综合分析多冲载荷的特性及有关多冲试验的文献资料后,得出多冲载荷兼有循环载荷和冲击载荷的特点。循环载荷的特点,导致材料在多冲载荷下的破断过程,不同于一次摆锤冲击载荷下的破断过程;多冲载荷下材料的破坏过程,是循环载荷作用下的裂纹萌生及扩展过程,属于疲劳的范畴。多冲试验有别于一冲试验。但冲击载荷的特性,又导致应力波的传播和叠加,并使加载速率的作用变得重要起来,与一般的疲劳试验相比,具有其独特的性质。多冲试验不能被疲劳试验所代替。     

特大型组合式高应变动力试桩重锤

提出组合式重锤的概念,建立锤体受力模型及重锤-桩-岩土冲击响应问题的正演分析模型与算法;研究组合式重锤的适用性和安全性,以及高应变动力试桩中各桩土参数与试验结果影响关系.研究结果表明:锤体冲击过程中基本不受拉力,符合试验要求;特大型组合式基桩高应变动力试桩重锤应用于灌注桩承载力检测是可行的;锤重、落距、桩径、桩长、土阻力分布、桩侧及桩端土弹限、锤垫刚度和力脉冲宽度等因素对检测承载力均有较大影响.     

考虑环境变温作用的大跨桥梁疲劳损伤分析

基于桥梁健康监测系统记录的温度时程数据,研究钢箱梁顶板、底板的温度变化特征和规律,利用间接耦合法将热分析的温度数据作为体荷载施加于结构多尺度有限元模型,获得了环境变温引起的结构应力,实现了从热分析到结构应力的分析.然后,利用健康监测系统记录的应变时程数据,考察车辆荷载和环境变温所引起的应变特征的差异,提取和分离出由环境变温和车辆荷载引起的应变时程,并与模拟得到的应力时程加以对比和相互验证,在此基础上利用连续介质损伤力学理论分析车辆荷载单独作用以及车辆和环境变温交互作用所引起的桥梁累积损伤.结果表明:提出的损伤分析流程可实现桥梁关键部位在考虑环境变温和车辆荷载两种因素作用下的损伤分析.环境变温单独作用所引起的疲劳损伤很小,基本可以忽略,但两者交互作用所引起的结构疲劳损伤相对于车辆单独作用下的损伤有显著差异.在服役初期环境变温的作用并不显著,随着疲劳损伤的不断增加,这种交互作用对结构疲劳损伤累积的影响会愈发明显,即环境温度变化引起的荷载会加速结构服役中后期疲劳损伤的累积速率,进而对结构疲劳寿命产生显著影响.     

新型多功能岩石破碎试验装置

设计了一种运用冲击动栽与静压组合切削破碎岩石的新型试验装置,分析了该装置的破岩力学参数.该装置具有多种功能,既可进行单一静压切削、冲击破碎和静力侵入岩石的试验,又可进行动、静组合加栽的切削试验,以及单一刀头、多刀头或滚压试验.对平端式PDC、硬质合金刀具在不同载荷施加方式下的花岗岩、砂浆块进行多种破碎试验,结果表明:该试验装置可操作性强,工作参数可控,所得试验数据可靠.     

埋入式温差发电系统设计与试验

为解决沥青路面无线传感器应用中电池供电寿命限制的问题,提出了一种利用沥青路面内部热能的埋入式温差发电系统。建立了反映沥青路面温度场分布的有限元分析模型;并搭建了沥青车辙板与埋入式温差发电系统的模型实验平台,通过热载荷模拟和实验分析对系统性能进行了研究。结果表明,埋入式温差发电系统可产生有效的输出电压;随着压强载荷的增加,系统的输出性能显著提升,而提升车辙仪的速度会降低系统的输出性能;在同一温度载荷下,压强对系统的影响程度大于行车仪速度的影响。     

铝合金型材的冲击压溃载荷特性研究

为了确定Riera公式中的压溃载荷,基于材料实验机和霍普金森压杆实验系统,对铝合金型材在轴向准静态和不同速度冲击加载作用下的静、动态压溃行为进行了研究,得到了多种尺寸和形状规格型材在静、动态压溃过程的载荷时间曲线,以及峰值压溃载荷和平均压溃载荷随冲击速度的变化规律.分析结果表明,Riera公式中的压溃载荷采用平均压溃力是较好的选择,铝合金型的动、静态压溃力的差异来自结构的横向惯性效应.通过量纲分析,在进一步整理实验数据的基础上得到了适用于准静态和冲击加载作用的铝合金型材统一的平均压溃力经验公式.     

重载货运铁路实测负荷特性和冲击特性的研究

电气化铁路具有运营成本低、运输能力大、行驶速度快和节能环保等特点,但是电气化铁路负荷作为一种大功率、非线性和波动性很大的负荷,必然会对电力系统电能质量带来诸多不利的影响.本文通过实测大准铁路负荷数据,介绍测试方法,分析重载货运变电所电流电压规律,总结铁路负荷特性,建立牵引供电系统仿真模型.利用实测数据,从电压偏差、负序和谐波3个方面分析铁路负荷特性和冲击特性对电能质量的影响.     

应力状态对RC梁混凝土碳化损伤及承载力的影响

为研究应力状态对钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁碳化损伤及承载力的影响规律,制作了7根RC梁进行加速碳化环境与荷载耦合作用试验研究。将RC梁放入环境箱中,进行三点弯曲静力持荷条件下的7 d、14 d、28 d加速碳化试验,得到不同持荷时间下的RC梁受拉、受压不同区域的混凝土碳化深度,进一步开展加速碳化作用、加速碳化与荷载耦合作用后的RC梁三点弯曲试验,探讨应力状态时碳化深度对RC梁极限承载力的影响机制。结果表明:通过对RC梁受压、受拉区的混凝土碳化深度分析,发现压应力状态会抑制碳化反应的进行,而拉应力状态会促进碳化反应的进行,28 d后受拉区混凝土碳化深度比受压区增加了34.7%。混凝土碳化损伤导致抗压强度降低、钢筋锈蚀影响了试验梁的极限承载力,加速碳化作用28 d后RC梁的极限承载力下降了10.7%,加速碳化与荷载耦合作用28 d后RC梁的极限承载力下降了14.9%。     

非晶态合金贴片磁测法在支柱载荷测量中应用

对利用TM—M型的Fe基非晶合金薄带，采用贴片的方法进行液压支柱载荷的测量进行了研究。论述了这种间接磁测法的基本原理,设计了相应的测试系统，并通过对单体液压立柱的实测试验，证明这种间接磁测法比直接磁测法具有更高的测试灵敏度和准确性。另外,还对影响测试灵敏度的因素进行了分析。