高速撞击诱导大梯度纳米结构化高熵合金的力学行为

国防军工与航天领域的防护结构要求材料能经受住弹体或空间碎片的高速撞击,包括处于极低温环境.高熵合金因其特殊的化学结构与优异的综合力学性能,成为新型装甲防护材料研究的新范式.本文通过弹丸高速撞击高熵合金靶板的响应分析,提出了一种通过室温和低温高速冲击制备大梯度纳米晶和纳米孪晶混合结构高熵合金的新方法,并研究了该梯度纳米结构高熵合金的拉伸力学性能以及变形机理.结果表明,大梯度纳米结构从冲击端到自由面,微结构过渡主要为:纳米晶-纳米晶带-高密度纳米孪晶带/高密度位错带/点阵旋转带-稀疏纳米孪晶带/高密度位错带/点阵旋转带-高密度位错-稀疏位错.单纯纳米晶和纳米孪晶混合结构的梯度层厚度达到4 mm,远超传统手段制备的梯度层厚度(小于500μm).相比初态样品,大梯度纳米结构高熵合金的强度提升明显,最高提升390%,塑性仍保持在较大范围内:21%～62%.这得益于大梯度样品“软区”和“硬区”共存,除了较大背应力提供额外强化外,软硬组织弹塑性变形的不同步和断裂发生的不同步也会额外提高力学性能.本研究不仅可为开发块体大梯度纳米结构材料提供新方法,也可为理解高熵合金的抗弹行为并指导装甲防护材料设计提供...     

调频振子-液体联合水平减振的流固耦合机理研究

为了解决晃荡液体在大幅值的水平加速度激励下不再具有稳定自由晃荡频率且无法满足调频条件而导致减振能力明显下降的问题,提出了一种将调频振子置入晃荡液体中构成联合系统的减振方法。采用分离求解隐式耦合的方法对忽略结构阻尼的联合系统衰减结构振动进行了数值模拟,计算结果表明,联合系统能够在保持振子共振吸能的基础上充分利用液体晃荡对振动能量进行耗散,具有优于单纯调频质量减振或晃荡液体减振的性能。联合系统在液体晃荡时的减振作用优于液体无法晃荡时的情况;液体自由晃荡频率远离振动频率有助于振子保持共振吸能能力。在共振的容器中和振子的激励下液体晃荡具有强烈的耗能作用,这是联合系统减振的主要机理。根据这一机理,在保证振子共振和增强液体耗能作用的思路下对联合系统进行了优化,优化后联合系统即使忽略结构阻尼,阻尼比也可达到5.6%。     

具有随机扰动强度的冲击预测模型

基于历史数据信息,提出了具有随机扰动强度的冲击预测模型.在预测步长大于和小于给定模型阶数的情况下,分别给出了冲击强度未来n步的估计值Y_(t+n)|Y_t,Y_(t-1),….在正态假设下,推导出预测值置信水平为1-α的置信区间.     

船舶破冰冲击噪声试验研究

针对船舶破冰作业时的冲击噪声开展了实船试验研究,分析了破冰作业时船舶典型舱室的冲击噪声特性,探索了船舶破冰冲击噪声沿船长及吃水方向的分布规律,并将其与船舶噪声衡准进行了对比,分析了船舶冲击噪声对人员舒适性的影响.结果表明:破冰作业时船舶舱室噪声将显著增大,船舶破冰作业对不同位置、类型的舱室噪声的影响差异较大;破冰作业时沿船长方向船艏区域舱室噪声变化最大,而沿吃水方向各舱室噪声的变化差异较小,且船舶破冰冲击噪声对人员舒适性产生较大影响.     

纳米再生骨料混凝土的动态力学性能试验研究

对再生混凝土以及经过1%~2%的纳米SiO_2或纳米CaCO_3改性的再生混凝土进行了霍普金森压杆(SHPB)的冲击对比试验研究.试验研究不同纳米颗粒及其不同掺量对再生混凝土高应变率作用下动态强度,动态增长因子(DIF),峰值应变,冲击韧性等力学性能的影响.试验结果表明,动态冲击荷载下纳米改性再生混凝土普遍具有比未添加纳米颗粒的再生混凝土更高的冲击强度,然而当纳米颗粒含量从1%增加到2%时,纳米SiO_2及纳米CaCO_3改性的再生混凝土受冲击强度均有所降低.相同掺量时,纳米SiO_2对受冲击强度的提高效果比纳米CaCO_3更为明显,掺入1%纳米SiO_2的再生混凝土具有最高的受冲击强度.纳米CaCO_3则表现为更有效地提高了再生混凝土的冲击韧性和变形能力.纳米改性再生混凝土均呈现出比未添加纳米材料的再生混凝土低的应变率敏感性.     

小型强冲击试验机气动弹射装置动态特性研究

【目的】由于舰载设备所受高脉冲威胁越来越强，为了提高其抗冲击上限，针对小型设备，提出一种小型强冲击试验机系统方案。【方法】根据系统工作流程，阐述小型强冲击试验机工作原理，基于气缸弹射原理来建立数学模型，使用AMESIM对气缸弹射装置进行仿真分析，对试验台与波形发生器进行动态特性研究。【结果】该气动弹射装置通过调节储气罐压力来改变试验台的碰撞速度，与波形发生器相撞时，可获得较为理想可控的加速度脉冲，并通过气缸工作原理，控制气体压力防止二次碰撞。【结论】试验结果表明，该冲击试验机气动装置满足设计要求。     

宽沟矿卸压冲击煤层综采面矿压显现规律

中国煤炭开采规模的不断增大和深化,煤矿冲击地压发生的情况也复杂多变,致灾影响因素众多。目前冲击地压灾害仍然是困扰煤矿安全生产的主要灾害之一。根据新疆准南煤田宽沟煤矿条件,采用系统的矿压观测手段,结合工作面煤柱观测和液压支架工况研究,分析了冲击煤层顶板卸压煤柱应力分布规律,及其对液压支架工作特性的影响,研究揭示了冲击煤层在顶板卸压条件下的综采工作面矿压特点。结果表明,适时进行工作面的顶板水压预裂和爆破切顶处理,对工作面顶板矿压显现控制有重要的作用。研究对类似冲击煤层综采工作面的安全生产具有参考价值。     

基于冲击弹性波的水泥水化趋势分析研究

水泥的水化过程是一个非常复杂的化学物理过程,水化反应进行的程度会直接影响混凝土结构的性能,一直是科研工作者研究的重点。水泥水化程度是指一定时间内水泥水化量与水泥完全水化量之比。采用基于冲击弹性波的方法对20世纪90年代的混凝土大坝芯样进行弹性波波速测试,并对芯样进行抗压试验,同时调研国内外相关资料,结果表明该混凝土经过长时间的水化反应导致其抗压强度与设计相比,都有很大的增长。因此,经过研究提出通过对混凝土芯样弹性波波速测试,可间接判断混凝土中水泥水化反应情况,为跟踪混凝土内水化反应提供了宏观手段。     

大同浅埋深坚硬顶板弱化防冲技术研究

本文通过对同煤集团忻州窑矿开采时,对下压大巷压力的防治和监测同时结合我矿本身条件下的开采对工作面冲击地压的防治所采取的措施,最终安全的开采完毕工作面。为防治冲击地压采用卸压孔、煤层注水、强制断顶方法进行治理,取得了一定的治理效果,有效降低了冲击地压强度,但冲击地压频次未见明显减少,成为困扰安全生产的一大难题。     

地质雷达与冲击弹性波在隧道二衬脱空无损检测中的对比分析

隧道二衬脱空危害越来越为业内熟知,除了必要的防治措施,无损检测也及其重要。文章对目前常用的隧道二衬脱空无损检测技术地质雷达和冲击弹性波原理进行了总结分析,通过实际应用对比,总结了两者之间的异同,异同虽多但无法相互取代,冲击弹性波法和地质雷达法两种方法各有所长,可取长补短。在工程实际测试中,采用多种方法相结合,对测试对象进行综合评价将是必然的趋势。