伽辽金法求电磁发射轨道变形的解析解

精确计算电磁炮发射轨道的受力变形,将发射轨道模拟为移动载荷作用下弹性基础上的简支梁,并应用欧拉梁理论建立了力学模型,利用伽辽金法和Sturn-Liouville展开,推导出了电磁炮发射轨道受正弦函数磁压力下控制方程的解析解.与通常用拉格朗日方程法计算轨道受力变形的方法相比,利用伽辽金法求解不需要计算梁的动能、应变能和耗散能.用Matlab软件做算例分析得到:梁的变形受阻尼系数、移动载荷的出口速度、弹性系数等因素影响显著,受轨道质量的影响很小.     

两端均布、轴向线性分布压力作用下厚壁圆筒空间轴对称问题的解析解

构造了一个新位移函数, 使其满足双调和函数和对应的边界条件. 基于拉甫方法, 应用所构造的位移函数推导出厚壁圆筒内外壁在线性分布压力作用下的应力解析解, 得到了位移及线应变的计算公式. 通过对解析解分析, 当筒的长度趋于无穷时可得到厚壁圆筒著名的Lame公式. 所得结果不仅能够适用于厚壁圆筒受均匀压力的情况, 也适用于厚壁圆筒内、外面沿轴向受不同斜率线性分布压力而两端受均布压力作用的情况.     

低填方钢波纹管涵洞受力变形特性及垂直土压力计算

分析了填筑施工动态过程中钢波纹管涵洞的受力变形特性及管涵周围土压力分布规律,基于马斯顿理论,构建了一种垂直土压力的计算公式,结合试验数据和有限元计算对其进行验证.结果表明:应变随填土高度呈波动增长态势,在管侧填土高度为3.6m时,内外部测点应变出现最大值;填土完成后,内部测点存在受拉或受压状态,而外部测点以受拉为主;水平向和竖向变形随管侧填土高度的增加而增加,呈竖向椭圆形;管涵顶部的垂直土压力最大,垂直土压力系数随倾角的增大而增加.     

炮管瞬态应变测试仪

为了测量炮管发射过程中各处的瞬态应变,研究了光纤B ragg光栅瞬态应变测试技术,构建了炮管瞬态应变测试系统.系统主要由宽带光源、光纤光栅、非平衡马赫-曾德干涉仪、数据采集与处理等部分组成.分析了光纤B ragg光栅应变信号的干涉解调技术,编写了三步移相解调软件.通过悬臂梁实验对系统进行了标定,得到应变与测量信号之间相位差曲线.在炮管壁安置4个测试点,分别测量出瞬态应变,炮管管壁的应变大小从炮尾到炮口呈逐渐衰减的趋势.分析表明,系统测量精度优于0.7%.该方法的使用对炮管和弹丸诸参数的选择有指导意义.     

材料压缩变形过程应变场分布的函数表示法

提出了材料压缩变形过程应变场分布规律描述的一种新方法,即"应变场函数表示法"。通过数值模拟分析方法获得压缩变形过程中材料内部应变的数值分布,并采用网格法对其进行实验验证,验证结果表明:二者反映的压应变分布规律基本一致,且在数值上符合较好;而后采用传统的数学方法——函数的拟合方法,得出对称轴处应变场分布的解析函数,这就给出了材料内部变形分布的函数表达规律,并为进一步分析材料压缩变形过程提供了理论基础。本方法为科学制定变形工艺参数提供了重要依据。     

钢筋陶粒混凝土受扭构件全过程分析

采用逐步递增混凝土表面应变的非线性分析方法,分析了受扭构件从开始受荷到构件破坏全过程的内力与变形关系。改进了斜压场理论中斜压力的分析方法,提高了计算精度。计算结果与实验结果作了对比.并对受扭构件等效薄壁的厚度和混凝土斜压力倾角进行了讨论。     

椭球封头开大孔的中厚壁压力容器应力分析

本文将壳体理论应用到一定工作条件下的压力容器上。讨论受压力作用下的椭球封头开大孔的中厚壁压力容器。计算时,将封头分为两部分,并分别作处理:对上部考虑薄膜应变产生的角变形;下部被当作为圆环壳研究。所得计算值与实验值相符很好。     

电磁推进航天综合发射系统

根据电磁原理,设计优化新型电磁发射轨道,这是电磁推进航天综合发射系统的核心,从而将航天器的发射动力由原来的一次性运载火箭转移到可重复工作的加速轨道上.研究项目组通过已有的电磁原理和已经应用的电磁炮技术为突破口,查阅有关书籍并请教相关专业老师,找到创新点,优化原有的电磁炮发射轨道,在已实现的超导磁场、超导电流的技术基础上利用相关理论计算发射轨道长度,论证应用电磁原理发射航天器的可行性.     

钢纤维混凝土压力与体积应变关系的分形计算方法

为研究钢纤维混凝土在压力作用下与体积应变之间的关系,采用分形理论中的分形插值方法,对压力-应变关系进行了计算,导出了压力与体积应变关系曲线的迭代函数系统IFS(iterated function system).结合钢纤维混凝土材料的试验数据,计算了3种钢纤维混凝土材料与素混凝土的IFS的参数,得出了IFS的吸引子,即最终迭代得到的压力与体积应变关系曲线.试验中所有数据点均落在该曲线上,能够更为真实地反映压力与体积应变的关系.     

非均质层合圆柱壳轴对称变形分析解

本文将钢筋混凝土压力管道视为非匀质层合圆柱壳,利用经典层合理论和Reissner修正理论,分别得到了轴对称变形下挠度和内力的解析解.计算了材料性质关于中面是对称的三层壳和非对称的二层壳.受均布内压力和一圈均布的法向集中力作用的实例.计算结果表明,上述两种理论比经典理论更加符合实际,径向分布应力和纵向分布内力更加合理.本文和文献的工作说明了现行钢筋混凝土压力管道或者构件设计,在静力计算方面还有着进一步探讨的问题.     

64mm防暴弹发射器自动方式研究

研究了64 mm防暴弹发射器自动机工作方式。64 mm防暴弹发射时膛压低、初速小,自动发射器采用内能源自由枪机式自动机可能会导致无法完成自动动作,运用内弹道学能量守恒定律进行了验证计算。结果表明,64 mm防暴弹发射器采用内能源式自动机会导致工作可靠性降低,此结论为自动发射器自动机组件设计提供依据。     

多管火箭炮底架结构参数的修改

该文以某型火箭炮底架为例，在用有限元对多管火箭炮底架进行准确力学计算的基础上，分析结构主要设计参数变化对刚度、强度、质量等的影响，进行参数灵敏度计算，获知纵梁是影响力学特性的关键件。并通过对多组参数进行群体决策，选择最佳参数组，改善底架力学性能，在底架结构总质量下降的情况下，使结构最大变形和应力大幅下降。该工作可为底架结构的设计与修改提供实际指导。     

适配器与收缩段对同心筒发射流场的影响

针对引射式同心筒自力发射系统（CCL）发射过程热力学环境评估,基于3维雷诺平均守恒Navier-Stokes方程、组分运输模型及域动分层动网格技术,建立同心筒自力发射数值模型.通过1:1模拟样机发射试验验证数值仿真模型的有效性.对不同结构同心筒开展3维非定常燃气流场数值仿真计算,分析适配器（侧向减震支撑系统）与内筒尾部收缩段对流场热环境特性的影响.数值结果及试验结果揭示了燃气流对导流锥、内外筒以及导弹等结构的热力冲击效应和变化规律,表明适配器和内筒收缩段对发射流场环境有较大的影响.      

线膛复合身管无座力炮动态应变分析和测试

针对线膛复合身管无座力炮,利用有限元软件LS-DYNA对弹带挤进、内压载荷下的身管变形进行数值仿真,对比身管的动态测试数据,其误差范围可以满足性能设计要求。同时,发现线膛复合身管无坐力炮在射击过程中,弹带挤进造成的身管变形占主要部分;内压载荷下金属内衬阴线处局部应变大于阳线处,但弹带挤入膛线时与此有所不同,挤入引起的膛线根部阳线应变大于阴线应变。     

蓄洪期路基边坡的含水特性

基于蓄洪区路基边坡在使用期经常受洪水浸泡,对路基边坡含水量的影响进行研究.首先定性分析正常使用期及蓄洪期各种环境的影响,在此基础上,引入Richards方程并根据Galerkin加权残量原理建立非饱和土非稳态流有限元格式,采用Dirichlet条件模拟边坡浸水的常水头条件;然后,引入Fredlund提出的非饱和土土水特征曲线模型及基于该模型导出的非饱和土渗透曲线预测方法,对实际工程土进行计算分析,获得相关计算参数.应用该方法对蓄洪条件下路基边坡的孔压及含水量分布进行计算分析.研究结果表明:蓄洪条件下路基可在较短的时间内达到稳定流状态,在工程设计中有必要考虑含水量变化引起的路基边坡问题.     

舰载火箭炮随动系统调炮动力学仿真

该文研究了某舰载火箭炮在舰船摇摆情况下随动系统调炮时的火箭炮受力问题.通过虚拟样机技术对舰载火箭炮系统进行简化和建模.根据海浪波能谱,计算了舰船摇荡运动的功率谱密度和舰船的随机摇荡运动.用ADAMS软件求解了某火箭炮在横浪和斜浪2种航行状态下,以大正弦规律调炮时各连接部位的受力情况.计算结果为舰载火箭炮瞄准机的设计提供了依据.该方法同样适用于其他舰载武器在舰船摇摆情况下的受力分析.     

发展中的电磁轨道炮

介绍了电磁轨道炮的发展历程和工作原理，对过去20余年影响其武器化过程的关键技术如脉冲功率电源、发射轨道和发射单元作了重点论述。比较了现有各种供电方式的优劣，概括了轨道和发射单元设计时应注意的问题。由于理论研究在相当长的一段时间是电磁轨道发射领域的研究重点，本文从力场模拟、热场模拟和电磁场模拟3个方面作了展开讨论，归纳了理论研究的发展趋势。     

活塞式高低压发射系统的膛内流场仿真分析与实验

为了优化活塞式高低压发射系统的结构,基于经典内弹道方程和计算流体动力学方程建立内弹道耦合方程,利用Fluent软件建立活塞式高低压发射系统膛内空间的三维气流模型,对发射过程中的膛内流场进行仿真分析,并进行发射实验验证仿真分析结果. 仿真与实验结果表明,基于发射筒内气流的三维模型可以得到高低压内部火药气体流场的细节,为高低压发射系统的设计提供理论依据.      

水下发射器膛口冲击波指向特性研究

水下冲击波参数是考核水下发射器性能的重要指标。该文建立了水下发射器冲击波测量系统,采用多传感器布阵及回归分析方法,分析了水下发射器在水下发射时的冲击波压力传播规律,建立了水下冲击波压力传播实验模型。最后根据该模型计算出等压曲线,测等压曲线上任一点冲击波压力峰值便可确定该曲线上其它点压力峰值大小,以此减少测量点数。验证了该实验模型的有效性,提出了降低冲击波对人体伤害的有效方法。