船舶设备强碰撞中型冲击机冲击特性

强碰撞中型冲击机是用于考核船舶设备(重量范围在120~3 350 kg)的抗水下非接触型爆炸能力的试验设备。国外相关领域的研究进展很少见诸发表,目前国内的冲击试验机的研制只能大致参照美相关标准规范而进行,缺乏对其中各项技术指标的具体掌握与理解。通过分析实际船舶设备在水下非接触爆炸中的冲击环境,为中型冲击机数学模型、最大冲击速度、后制动距离和标准安装支架要求找到理论依据;并在保证波形失真率的情况下,优化砧台结构;之后通过数值模拟与具体冲击试验相结合,得到中型冲击机砧台速度与载荷速度的关系,以及低通滤波、后制动距离及摆锤高度对载荷冲击谱的影响。     

国外舰载设备抗冲击考核研究方法概述

舰艇在水下非接触爆炸中,舰载设备的抗冲击能力最弱,各海军强国十分重视舰载设备抗冲击考核研究工作.目前国外对舰载设备的考核研究主要通过冲击机试验、浮动冲击平台试验、仿真计算实验及实船爆炸试验四种方式进行.本文对国外舰载设备的抗冲击考核研究方法进行归纳总结,对国内开展舰载设备的抗冲击考核研究提供参考.     

水下爆炸载荷作用下舰用齿轮箱强度极限数值仿真研究

考虑到设备冲击极限载荷作为舰艇抗水下爆炸冲击设计与评估的重要基础,为了获取舰用设备冲击极限载荷特性,建立了某舰用齿轮箱的有限元模型,采用容许应力法分析了该设备的冲击极限载荷特性.结果表明,容许应力法是一种直接、有效获取舰用设备冲击极限载荷的计算方法,舰用齿轮箱的冲击极限载荷与输入载荷的加速度峰值和脉宽相关.     

冲击载荷下船舶设备与船体结构一体化动响应研究

针对船舶设备在水下爆炸冲击环境下,其动态响应情况直接影响设备的工作性能和可靠性的问题.从系统耦合振动理论出发,基于设备与船体一体化抗冲击分析方法,采用数值模拟方法对水下爆炸条件下的船舶大型设备及船体结构进行冲击响应时域分析.研究结果表明,采用一体化分析方法的结果与实际试验吻合较好,同时通过确定合理的舱段长度,既可以减少计算规模,又能得到好的计算精度.     

近刚性圆柱水下爆炸气泡动力学特性研究

针对刚性圆柱附近水下爆炸气泡的动力学特性进行了研究. 基于Navier-Stokes方程结合流体体积法捕捉气液两相界面,建立了数值模型;采用电容器放电产生水下爆炸气泡并用高速摄像机记录了气泡的脉动,并将实验结果与数值模拟结果对比验证了数值模型有效性. 通过数值模拟得到了气泡与刚性圆柱相互作用的流场细节信息. 结果表明:气泡在刚性圆柱附近脉动使得刚性圆柱表面流体介质存在速度梯度,速度较大的流体液层冲击气泡形成不同的气泡形状. 定义了一个量纲一的距离参数来表征气泡与刚性圆柱之间的相对距离,研究了距离参数对射流冲击压力、最大射流速度及气泡型心运动的影响. 随着距离参数的增大,射流冲击压力逐渐减小,气泡内部最大射流速度先增大后减小;气泡型心的偏移随距离参数的增加而减小.      

舰艇抗冲瓦水下爆炸流固耦合冲击动力学模型

 为更好的反映水下爆炸作用下舰艇抗冲瓦芯层复杂结构动力学特性,基于多自由度动力学、Taylor平板理论一阶DAA法,提出了舰艇抗冲瓦在水下爆炸冲击波载荷作用下的流固耦合与冲击动力学模型。抗冲瓦冲击响应分为3个阶段,I阶段是在冲击载荷作用下的一维流固耦合开始阶段,水中气穴开始产生;II阶段芯层开始被压溃,但此时抗冲瓦表层速度开始降低,水质点的附加冲量起到重要作用;III阶段是从减速到回弹阶段,抗冲瓦在弹性恢复力和流体阻尼共同作用下产生减速和反弹。3个阶段的理论模型揭示了水下爆炸作用下抗冲瓦的冲击响应过程。通过理论模型和算例研究发现,所提出的模型能很好的反映具有复杂芯层结构的抗冲瓦在水下爆炸冲击波作用下的缓冲与耗能机理,抗冲瓦芯层密度对其缓冲效果影响显著。这些性能特点可以用于在给定质量情况下对抗冲瓦进行几何优化设计。     

舰船设备水下爆炸冲击模拟器机理与仿真

提出一种新型的舰船设备水下爆炸冲击环境模拟器--双波冲击试验机,它能够产生正负加速度脉冲对舰船设备进行冲击试验.分析了冲击机正负波产生的机理.建立了其非线性动力学模型,并采用龙格-库塔数值计算方法对机理模型进行数值求解.数值仿真结果表明,该试验机能够模拟BV043/85规范要求的正负加速度脉冲和冲击响应谱,并为实际建造重型冲击试验机系统提供理论依据和设计参考.     

起重机械紧停工况制动冲击及动力学响应分析

起重设备运行过程中的紧急制动,常常伴随巨大的冲击载荷,引起结构剧烈摇晃,在极端情况下甚至造成设备损坏。以某岸边集装箱起重机为例,建立其制动过程的运动学方程,以及结构在制动冲击下的瞬态动力学方程,讨论了不同制动策略对整机制动距离以及结构响应的影响,并实地测试其在不同制动策略下结构的动力学响应。研究表明,不同制动策略对制动距离和结构动力学响应有很大影响,可以通过调整制动策略,减小结构的水平振动位移响应。     

两种典型形状装药的近场爆炸载荷研究

为了研究装药形状对近场爆炸载荷的影响,采用数值方法分析比较了球形和圆柱形(长径比为1)2种典型形状装药中心起爆情况下的近场爆炸载荷。结果表明:球形装药产生的爆炸载荷分布均匀,爆炸波以球面形式向各个方向传播;圆柱形装药产生的爆炸载荷存在着明显的方向性,爆炸波呈空间十字形分布,爆炸波沿装药轴向的传播速度和超压峰值大于径向;比例距离小于1.1 m/kg1/3时圆柱形装药轴向和径向爆炸载荷大于球形装药;离爆心比例距离小于2.5 m/kg1/3的区域可以视为爆炸近场,装药形状对该区域内的爆炸载荷有显著影响。     

设备缓冲平台在水下爆炸载荷作用下冲击响应分析

 在水下爆炸舰船抗冲击试验中,缓冲平台是设备冲击防护的有效工具。为检测缓冲平台在爆炸载荷下的缓冲特性,用小型浮动冲击平台作为试验冲击载体,对缓冲平台和平台上设备的基础输入进行测量,并采用冲击谱分析方法进行处理分析,得到了缓冲平台冲击响应特性。试验分析结果表明,缓冲平台采用不同的阻尼比对平台设备冲击响应的影响较大;当设备的自身质量较大时,平台上设备响应谱会出现明显的谱跌现象;在设备抗冲击防护设计时,应当考虑设备质量及固有频率对冲击谱的影响,这样有利于减小设备抗冲击防护设计难度。     

列车空气紧急制动限速求解方法研究

空气制动是普通列车主要的制动方式,紧急制动限速是保障列车安全运行的关键。在采用不定积分求出列车在制动条件下制动距离与速度的函数关系后,结合紧急制动距离和不定积分的定解条件,得到求解空气紧急制动限速实际上是求以紧急制动限速为变量的一元超越方程的根。采用牛顿迭代法,对方程进行求解。该方法同时解决传统求解紧急制动限速过程中有效制动距离分段累加和速度试凑法效率低的两个问题。最后通过仿真计算证明方法具有较好的可靠性和实用性。     

基于有限元法的重卡轮毂轴承单元温度场分析

以重卡轮毂轴承单元为研究对象,确定温度场分析的边界条件,建立重卡轮毂轴承单元与制动鼓的传热模型,利用Ansys Workbench有限元软件对重卡轮毂轴承单元进行温度场分析,得到重卡轮毂轴承在不同径向载荷和转速工况下的温度分布特征以及紧急制动、重复制动、持续制动3种工况下制动鼓对重卡轮毂轴承最高温度的影响。结果表明,重卡轮毂轴承最高温度随轴承径向载荷、转速的增大而升高,且转速的影响更为显著;3种制动工况都会对重卡轮毂轴承温度产生一定影响,但重复制动与持续制动工况对制动鼓与重卡轮毂轴承的最高温度影响显著。     

履带式双人休闲运动车的研制

为满足人们对休闲娱乐器械的更高需求,设计了一种履带式双人休闲运动车。该履带车由左右履带行走机构和驱动机构、制动系统、驾驶舱平衡滚筒等组成。左右履带行走机构为三角形立体设计;驱动机构的脚踏行走机构通过白适应随动变距传动机构带动左右履带行走机构行走,可保证在通过不平坦道路及上下坡路时,履带行走机构和驱动机构相对变化时的绝对传动距离不变;驾驶舱平衡滚筒独立悬挂在左右履带行走机构上,在坡度变化时能不断自动调整;两侧独立的制动系统设计,具有辅助转向、刹车的功能,单边使用可实现履带车的360°原地调头。试验结果表明,该履带车整车重量89．7kg,最大载重量120kg,最小转弯半径（360°原地调头）1200mm,最高骑行速度7km／h,最大爬坡角度20°,最大越障宽度400mm。     

湿滑状态下飞机轮胎与道面摩擦特性试验

湿滑道面会造成飞机制动性能下降,影响起降安全。本文通过搭建污染跑道摩擦特性测试装置,根据飞机在湿滑道面滑跑的实际情况,对飞机轮胎在不同水膜厚度、速度、载荷条件下运行的接触力、滑移距离进行研究,分析了湿滑条件下道面摩擦特性与影响因素间的关系。实验结果表明：水膜厚度对道面摩擦特性影响显著,水膜厚度为13mm时,轮胎与道面之间的接触应力变化明显,滑移距离大幅度增加。随着速度的增加,轮胎与道面之间的接触应力呈线性增加趋势,过高的速度会增加滑水风险。轮胎载荷的增加会减少湿滑道面上的滑移距离,在一定程度上提高飞机轮胎的载荷,能有效改善湿滑道面上的摩擦特性。     

基于VS.NET及串口通讯的线控制动操控系统开发与验证

线控制动系统中信号传输处理的速度及稳定性会对整个制动操控效率产生决定性的影响，是影响制动距离及其恒定性的主要因素之一。选择不同的开发平台和通讯类型，其效果也不一样。本研究基于VS.NET平台及串口通讯方式，设计开发线控制动的操控系统，围绕制动操控效率和可靠性两个目标元素，从生效速度、操控效率的稳定性两个方面对线控制动操控系统进行性能验证，包括制动需求分析、开发背景介绍、系统设计以及基于紧急持续制动、点动缓刹、常规持续限速三种典型工况下的性能验证。     

在DCG-10E型汽车底盘测功机上实现制动试验

提出了在目前只能进行动力性检测的DCG-10E型底盘测功机上实现汽车制动性能试验的方法。通过对其工作原理和专用滚筒式制动试验台检测原理的研究和分析，验证了进行制动性试验的可行性，提出了可实施方案，实现了对制动力、制动距离和平均制动减速度的检测。     

基于CarSim交通事故中汽车制动初速度的计算*

基于汽车制动过程分析,结合实际交通事故中制动距离的影响因素,针对交通事故中汽车制动初速度计算方法进行了研究,通过分析传统计算的不足。结合理论知识,采用车辆动力学仿真软件CarSim中的实车仿真模块进行仿真分析,将最大制动加速度持续时间与制动初速度采用Matlab拟合,得到了一种以最大制动加速度持续时间为自变量的计算公式。最后进行实车试验采集制动数据,试验结果表明,该公式在交通事故中计算出的制动初速度,与实际情况基本吻合。     

列车超速防护系统的制动精度和安全防护距离初探

分析列车超速防护系统的制动精度和它的安全防护距离的设计问题。当列车在超速防护系统的控制下实施制动时，无论是常用制动，还是紧急制动，它的制动精度受诸多因素的影响，如制动初速、制动方式、控制方式、制动系统的离散性、超速防护系统本身的控制精度、不同的天气对轮轨粘着程度的影响等等。只有对这些因素进行分析后，才能合理地确定安全防护距离，使列车超速防护系统能确保行车安全，提高运输效率，又能不干扰司机对列车的正常驾驶。     

井下电机车的制动特性

由井下电机车的牵引特性曲线出发,找出制动距离随车组质量的变化情况,并指出,在绝大多数情况下,都不满足安全规程的规定。加大电机车的传动比,能够减少制动距离。为了满足安全规程关于紧急制动距离的要求,建议生产厂家最好将电机车的传动比加大50％。     

电动液压助力制动系统制动意图识别方法

针对驾驶员在紧急状况下存在着因踏板力不足而导致制动距离过长问题,以某电动液压助力制动系统为研究对象,提出了一种基于隐马尔可夫模型的驾驶员制动意图识别方法,根据对驾驶员制动意图的识别来控制助力电机执行正常制动或紧急制动的助力模式.选取助力电机的转角、转速和车速作为制动意图识别参数.以制动强度为界限对识别参数数据集进行划分,训练出正常制动与紧急制动识别模型参数,建立了识别模型库,通过比较各模型库的对数似然估计值,判断出驾驶员的制动意图.仿真结果表明:该模型可准确、实时地识别出驾驶员的制动意图;在驾驶员踏板力一定的情况下,具有制动意图识别控制的助力器具有更好的制动效果,提高了驾驶安全性.