一种新型节能冲击加载传力机构

目前广泛应用于岩土工程领域的气动冲击加载机械能量利用率低的主要原因之一为:冲击机构产生的应力波形不适用于岩土类介质。为提高这类机械的能量利用率,本文提出了一种新型节能的冲击加载传力机构。数值计算结果表明:使用这种简单实用的新型冲击机构后,其气动冲击加载机械的能量利用率可提高8%左右。     

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.     

非均匀介质中应力波反射诱发层裂过程的数值模拟

采用基于细观损伤力学基础上开发的动态版RFPA2。数值模拟软件，对不同冲击栽荷作用下非均匀介质中应力波反射谤发层裂过程进行数值模拟。通过对不同应力波延续时间、不同应力波峰值和不同应力波波形下应力波诱发层裂过程的数值分析，对应力波反射诱发层裂的规律和机制进行探讨。研究结果表明：应力波延续时间和应力幅值对岩石的层裂过程影响较大，不同形状的应力波实际上是在相同时段内应力波具有不同的应力幅值和不同的应力加栽速率，不同形状的应力波对介质的作用结果是这些因素同时作用的综合反映;应力波反射谤发层裂过程的发生，是各个时刻不同加载条件下微破裂累积的宏观体现。     

加载速率对砂岩破碎及能耗特征的影响

为了研究应力波加载速率对岩石破碎与能量利用效率的影响,利用杆件纵向撞击面局部变形的非线性模型设计了5种不同曲率半径的锤头,获得了非等入射能与等入射能条件下不同加载速率的入射应力波,并对红砂岩进行了冲击试验.结果表明:随着应力波加载速率的增大,砂岩试样破碎块度的分形维数呈近似线性增长关系.在加载速率相同的情况下,砂岩试样破碎块度的分形维数随入射能的增大而增大.随着入射应力波加载速率的增加,破碎能耗密度增大.在加载速率相同的情况下,入射能越大岩石破碎能耗密度越大.在非等入射能条件下,岩石破碎过程中的能量利用率随着入射能的增大呈明显的下降趋势.实际生产中最优的应力波形必须综合考虑破岩效果和能量利用率等因素.     

冲击-斜波加载下锆的动力学特性

本文基于磁驱动装置CQ-4完成了冲击-斜波加载实验设计,开展了金属锆在不同加载条件下先冲击再斜波压缩新热力学路径下的动力学特性研究.实验结果显示,加载压力峰值约为25 GPa,三个样品的波剖面结构依次为弹塑性转变、冲击波和斜波压缩,当冲击加载压力在相变压力附近约10 GPa时可以获取含有明显相变特征的速度波剖面,而冲击压力在20 GPa时冲击波覆盖相变波,速度波剖面无法观测到10 GPa附近的双波结构.加载压力峰值约为44 GPa,速度波剖面无弹塑性转变和相变特征为单波结构.结合多相状态方程和非平衡相变速率方程对锆的冲击-斜波压缩过程进行了数值模拟,计算与实验结果吻合良好,可以较好地模拟锆的冲击-斜波压缩实验过程.     

电锤冲击系统受力状态与凿入效率数值分析

为了研究电锤钻头直径与工作介质加载刚度对电锤冲击系统的影响,采用冲击机械系统波动力学数值计算方法,计算7种直径钻头(直径12~38 mm范围内)分别凿入6种工作介质(单位长度钻刃加载刚度在1.16~2.88 MN/m范围内)时电锤冲击系统受力和凿入效率.研究表明,钻头直径与工作介质加载刚度对冲锤、冲杆的受力状态基本不产生影响,对钻头的受力状态会产生显著影响;随着钻头直径的增大或工作介质加载刚度的减小,电锤冲击系统的凿入效率降低.研究结论可为电锤冲击系统的设计和电锤的选型提供一定的理论依据.     

冲击式凿岩机输出应力波能量的研究

模拟冲击凿岩原理,采用落锤试验台及应力波电测装置,测定了冲击钎杆时产生的单次脉冲应力波图形。研究表明:脉冲应力波的应力峰值与活塞冲击速度成正比,与钎杆和活塞冲击端横断面积之比值成反比;其持续时间与活塞的长度成正比,并随钎杆和活塞冲击端的接触面积增大而增加。     

岩石在不同加载波下的动载强度

为考察应力波延续时间和波形对岩石动态破碎强度的影响，作者对几种不同类型的岩石进行了不同入射波波形和延续时间条件下的冲击加载实验。研究结果表明，在ＳＨＰＢ试验中，入射应力波波形和延续时间对岩石动态破碎强度的影响很小，破裂强度主要取决于应变速率，并近似与它的１／３次幂成正比。     

气腿式凿岩机活塞的非线性动力学特性

以气腿式凿岩机活塞为研究对象,根据实际工况建立了活塞和钎杆冲击系统的有限元模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件对活塞冲程过程进行了非线性动力学特性分析,得到了活塞与钎杆各个时刻的应力应变情况.结果表明,活塞冲击能的计算结果与实验结果相比误差较小;活塞的最大应力发生在撞击端面上,此外活塞的花键根部也是受力较大的薄弱环节,最大应力介于其疲劳极限与屈服极限之间;活塞的失效形式为端面接触疲劳和花键根部处疲劳断裂,与实际情况十分吻合.     

三跨缩比护栏系统冲击动力响应的有限元分析

建立了三跨缩比波形梁护栏系统受冲击荷载作用的有限元模型,运用LS-DY-NA3D有限元分析程序对护栏系统的冲击动力响应进行了有限元分析,得到了护栏系统各部件的瞬态变形过程,包括波形梁的弯曲、防阻块的挤压以及立柱的扭转和弯曲;给出了加载头冲击加速度初始急剧增长而后衰减到零的过程和速度逐渐降低直到反向的变化过程;分析了撞击过程中护栏系统的能量吸收特性,发现加载头的冲击能量主要转化为护栏系统各部分的内能和加载头的剩余动能,吸收能量的主要部件是防阻块和波形梁,将分析结果与实验结果进行对比,二者吻合很好,表明了模型的有效性。     

State of the art of impact testers for spot welds

Impact testing is a primary method to evaluate the impact property of resistance spot welding, which is an important quality index in automotive industry. For testing impact properties of spot welds, many customized testers have been developed. This paper summarized some of the impact testers reported in open literatures and the emphasis was placed on the equipment structures, functions, technical parameters, advantages and disadvantage, etc. Some key issues about the development of the testers such as kinematic energy input mode, fixture design, combined load testing, sensor and data acquisition were discussed. Finally, the problems and prospects in the research and development of impact testers for spot welds were pointed out.     

冲击破煤过程的计算机仿真

利用ANSYS/LS DYNA对冲击破煤过程进行仿真,给定不同的冲击参数方案,经计算得到刀具冲劈煤壁时应力的变化结果。依据计算结果研究各冲击参数对冲击破煤的影响,确定最佳的冲击作用时间并得出冲击力与冲击速度、冲击作用时间等参数之间的数学模型,为采煤机冲击系统的进一步优化提供了一种新途径。     

空气冲击造型机快开阀开启运动的分析

依据空气动力学原理，建立了空气冲击造型机快开阀的开启运动方程，通过数值仿真计算，分析了快开阀的结构参数对快开阀开启运动的影响，为空气冲击造型机快开阀优化设计提供参考。     

陨石冲击变质作用的一般特征

来自地球之外的陨石对地球的冲击作用，必对地球产生一系列重要的影响，陨击变质作用即是其中之一。陨击变质作用形成特征的陨击角砾岩及陨击熔岩，常见造岩矿物在陨击变质作用下的变形、变质、转化是陨击变质作用最重要的特征。根据陨击变质岩及其中主要造岩矿物的变形、转化特征可划分出四个陨击变质带：（１）陨击角砾岩化带；（２）石英玻璃（均质）化带；（３）柯石英带和（４）假玄武玻璃带。     

动能弹低速侵彻装甲靶板过载数值模拟

 数值模拟和实验研究动能弹侵彻装甲靶板作用行为,初步获得了着速、着角对过载的影响规律。AUTODYN-3D数值模拟结果表明,着速、着角对侵彻过载影响明显,侵彻过载峰值随着速的增加而增大,随着着角增大而减小,但变化趋势有所缓和。针对不同速度正侵彻问题进行了实验验证,数值模拟结果与实验结果较为吻合,结果均表明,随着速度的增加,过载呈现出明显增大的趋势,且最大过载出现时间为0.05—0.2ms范围内。     

冲击破煤参数的研究

依据煤体中冲击应力波的传播规律，对冲击式采煤机的冲劈厚度、刀齿密度、冲击频率、刀齿强度等参数之间的函数关系，以及同煤炭本身物理力学性质之间的关系进行了研究。为改进和推广现有的冲击式采煤机提供了必要的理论依据。     

空气冲击造型机冲击阀的研究

在不同结构冲击阀的试验基础上分析了冲击间的特性曲线与紧实效果的关系，认为余隙的升压速率及冲击气压的大小及分布决定了紧实后砂型强度的大小及分布。进一步提出了决定冲击气压大小及分布的冲击阀的结构要素，并讨论了影响结构要素的冲击阀的各技术参数，为冲击造型机紧实机构的设计提供了一定的理论和实验依据。     

区域道路交通系统环境影响预测与综合分析方法

为了系统识别并综合评估区域道路系统的环境影响,建立道路交通系统对区域产业布局的间接影响评估模型。该模型归纳道路直接环境影响识别、预测和评估方法;以工业区位论为基础,采用多智能体系统与土地利用/土地覆盖变化研究方法。对大连地区的案例研究结果表明:直接影响预测方法能够方便快速地估算道路系统直接的资源消耗和污染排放;间接影响评估方法能够预测道路网络形成后,区域所有可能的工业布局情况,并大致估算每种布局的排污格局和环境影响。     

冲量及层理对煤块冲击韧度的影响

为了研究不同冲击速度条件下块煤冲击韧度的变化特征,以及块煤节理方向性对块煤冲击韧度的变化特性。采用传统的冲击试验机对北京大安山煤矿的块煤进行了不同冲击速度、不同的冲击方向条件下的有缺口冲击试验。试验结果表明,当冲量小于25N.s时,沿着垂直层理方向和平行层理方向施加冲量后,试样的变化形态十分接近,而在此之后两者的差异随冲量的增加而增大。同时发现裂纹在试样中扩展所需能量随速度的增加而增加,裂纹扩展速度的所需能量与冲击方向密切相关,并且这种由不同结构产生的冲击韧度的差异随冲击速度的增加而加大。对于沿着垂直节理方向施加冲量的块煤产生的断裂面平整,破碎的块数较少;而对于沿着平行节理方向施加冲量的块煤,断裂面也就不平整,破碎的程度严重,碎块数较多。这反映了冲击韧度对煤块的某些缺陷很敏感。     

预制破片对屏蔽炸药冲击引爆研究*

针对破片斜冲击状态下引爆屏蔽固体炸药问题开展了研究。从理论上建立了与冲击角度相关的冲击压力计算方法。结合炸药起爆判据,可确定炸药冲击起爆的临界速度。采用Lee-Tarver点火增长模型和LS-DYNA仿真软件,对破片斜撞击屏蔽装药冲击起爆过程进行了数值模拟。利用升-降法确定了临界起爆速度,验证了理论模型的有效性;并分析了破片材料、入射角和靶板厚度对冲击起爆JO—9195固体炸药临界速度的影响。结果表明:理论计算和数值模拟误差不超过5.98%,吻合较好,表明所建立的理论计算方法是有效的。在相同条件下,钨合金破片相对于钢质和铜质破片临界起爆速度低;随着入射角和靶板厚度增加,冲击起爆的临界速度也随之增大。