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柔性杆多次撞击过程的瞬态动力学分析

机械工程学报 2008年第2期44卷 43-48页

作者：田阿利尹晓春南京理工大学力学与工程科学系南京210094

对双柔性杆多次撞击过程,采用***杆波动理论,提出应用瞬态波函数特征值展开法,分别求解多次撞击和分离过程瞬态波响应理论解。应用该理论解,由撞击过程中两杆组合结构的撞击界面应力,计算多次撞击力响应,从而实现了对多次撞击问题的分... 详细信息

对双柔性杆多次撞击过程,采用***杆波动理论,提出应用瞬态波函数特征值展开法,分别求解多次撞击和分离过程瞬态波响应理论解。应用该理论解,由撞击过程中两杆组合结构的撞击界面应力,计算多次撞击力响应,从而实现了对多次撞击问题的分析。数值计算表明,该方法可以合理的分析多次撞击过程,较精确的计算多次撞击力响应和结构瞬态波响应,并可进一步研究'次撞击'和瞬态波传播等物理现象,以及研究系统参数对多次撞击过程的影响。研究结果可为柔性结构多次撞击过程的瞬态响应分析和结构安全评估提供参考。

关键词：多次撞击瞬态响应撞击力

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柔性构件多次撞击力的计算方法

工程力学 2008年第1期25卷 103-108页

作者：田阿利尹晓春南京理工大学力学与工程科学系南京210094

研究目的是精确计算多次撞击过程中的撞击力。通过研究柔性构件中的瞬态波传播理论,提出了计算多次撞击力的瞬态波效应法,避免了求解具有未知奇异载荷项的非线性方程问题。通过双柔性杆轴向多次撞击的实例分析,研究了初始撞击速度,杆长... 详细信息

研究目的是精确计算多次撞击过程中的撞击力。通过研究柔性构件中的瞬态波传播理论,提出了计算多次撞击力的瞬态波效应法,避免了求解具有未知奇异载荷项的非线性方程问题。通过双柔性杆轴向多次撞击的实例分析,研究了初始撞击速度,杆长比对撞击力和撞击发生时间的影响,表明瞬态波效应法可以计算多次撞击力,并可以研究"次撞击"现象。

关键词：柔性构件碰撞多次撞击力瞬态应力波瞬态波效应法次撞击

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自由飞行杆撞击过程中的二次撞击区

振动与冲击 2008年第1期27卷 19-24页

作者：田阿利尹晓春南京理工大学力学与工程科学系南京210094

应用瞬态波效应法,研究了自由飞行杆与固支杆共轴多次撞击问题。采用瞬态波传播理论研究撞击瞬态波的传播,应用撞击接触面内力求解撞击力响应,给出了杆多次撞击瞬态问题的理论解。通过分析杆的瞬态变形和撞击力,发现自由飞行杆与固支杆... 详细信息

应用瞬态波效应法,研究了自由飞行杆与固支杆共轴多次撞击问题。采用瞬态波传播理论研究撞击瞬态波的传播,应用撞击接触面内力求解撞击力响应,给出了杆多次撞击瞬态问题的理论解。通过分析杆的瞬态变形和撞击力,发现自由飞行杆与固支杆共轴撞击最多会发生二次撞击,并发现二次撞击现象并非偶然。对发生二次撞击现象的条件以及分布规律进行了研究,数值计算表明,二次撞击相当规则地分布于时间-杆长比平面内。在一定条件下,二次撞击过程具有与单次撞击过程相当的撞击力幅值,因此,对杆二次撞击问题的研究具有重要的价值。

关键词：二次撞击瞬态波杆

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双柔性杆多次撞击力分析

北京航空航天大学学报 2007年第7期33卷 834-837页

作者：田阿利尹晓春南京理工大学理学院南京210094

柔性构件的多次弹性撞击现象在工程中普遍存在,其中撞击力的求解一直是关键问题.利用瞬态波函数特征值展开法,给出多次撞击过程和分离过程的杆中瞬态波传播的理论解,提出计算双柔性杆多次撞击力的瞬态波效应法,该方法避免求解具有未知... 详细信息

柔性构件的多次弹性撞击现象在工程中普遍存在,其中撞击力的求解一直是关键问题.利用瞬态波函数特征值展开法,给出多次撞击过程和分离过程的杆中瞬态波传播的理论解,提出计算双柔性杆多次撞击力的瞬态波效应法,该方法避免求解具有未知奇异载荷项的强非线性方程.实现了对多次撞击问题的精确的数值分析,研究了初始撞击速度对撞击力和撞击发生时间的影响,表明瞬态波效应法可以计算多次撞击力时间历程.初始撞击速度越大,撞击力幅值越大,而且撞击力的峰值在前三次撞击过程中是逐次增加的,后趋于稳定,并可以研究"次撞击"现象.为进一步研究复杂柔性结构系统多次撞击问题以及重复撞击引起的长期系统动力学行为提供了可借鉴的有效研究方法.

关键词：撞击力瞬态响应多次撞击

水下冲击载荷下波纹夹层结构动态响应特性分析

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振动与冲击 2016年第23期35卷 90-94,105页

作者：任鹏田阿利张伟江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212000 哈尔滨工业大学高速撞击研究中心哈尔滨150080

为了探讨波纹芯层夹层结构在水下爆炸冲击波作用下的动态响应特性和抗冲击防护能力,首先基于非药式水下冲击波加载试验,结合显示动力学软件对水下结构抗冲击解耦算法的有效性进行了验证。进而利用该算法对波纹夹层板在水下冲击作用下的... 详细信息

为了探讨波纹芯层夹层结构在水下爆炸冲击波作用下的动态响应特性和抗冲击防护能力,首先基于非药式水下冲击波加载试验,结合显示动力学软件对水下结构抗冲击解耦算法的有效性进行了验证。进而利用该算法对波纹夹层板在水下冲击作用下的动态响应进行了研究,得到了波纹夹层结构气背面板塑性变形与冲击波强度间的关系,同时比较分析了波纹夹层板与格栅夹层板及单层板的抗冲击性能。研究结果表明:具有相同面密度的夹层板抗冲击能力高于单层板,其中波纹型夹层板的抗冲击防护能力优于格栅夹层板,抗冲击性能相对于单层板提高了82.45%。

关键词：固体力学夹层结构水下冲击波动态响应防护能力

水下冲击波载荷作用下气背固支圆板动态毁伤实验

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爆炸与冲击 2016年第5期36卷 617-624页

作者：任鹏田阿利张伟黄威江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212000 哈尔滨工业大学高速撞击研究中心黑龙江哈尔滨150080

为了研究水下近爆载荷作用下舰艇水下结构的动态变形及失效毁伤模式,利用水下爆炸冲击波等效加载装置结合高速摄影技术,对两种厚度的气背固支5A06铝合金圆板进行了水下冲击波加载实验。得到了气背固支圆板塑性大变形、中心拉伸撕裂和边... 详细信息

为了研究水下近爆载荷作用下舰艇水下结构的动态变形及失效毁伤模式,利用水下爆炸冲击波等效加载装置结合高速摄影技术,对两种厚度的气背固支5A06铝合金圆板进行了水下冲击波加载实验。得到了气背固支圆板塑性大变形、中心拉伸撕裂和边界剪切破坏3种典型失效模式的动态响应历程。比较分析了冲击波强度、冲击因子、损伤参数和响应参数4种毁伤判据对该类靶板毁伤模式的判别能力。实验结果表明:考虑了结构因素的损伤参数和响应参数能够更为全面的判别结构的失效毁伤情况。

关键词：固体力学水下冲击波气背圆板动态毁伤失效准则

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SPS夹层结构落锤冲击试验研究

振动与冲击 2021年第20期40卷 296-301页

作者：姚鹏田阿利刘昆胡大伟江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003

SPS(sandwich plate system)夹层结构具有良好的缓冲吸能特性,在舰船抗冲击防护方面具有广阔应用前景。利用落锤碰撞冲击试验设备开展SPS夹层结构动态冲击试验研究,并与加筋板进行抗冲击性能对比分析,探讨SPS夹层结构在落锤冲击载荷下... 详细信息

SPS(sandwich plate system)夹层结构具有良好的缓冲吸能特性,在舰船抗冲击防护方面具有广阔应用前景。利用落锤碰撞冲击试验设备开展SPS夹层结构动态冲击试验研究,并与加筋板进行抗冲击性能对比分析,探讨SPS夹层结构在落锤冲击载荷下的损伤模式,撞击力变化及能量吸收等特性,获得SPS夹层结构在碰撞载荷作用下的耐撞性性能。试验研究结果表明,在等质量前提下,SPS夹层结构耐撞性能显著优于加筋板,主要通过结构的整体塑性变形和芯层压缩变形吸收冲击能量,使得SPS夹层结构的损伤破口明显小于加筋板,SPS夹层结构的撞击力峰值比加筋板减小28.5%;基于试验数据验证有限元仿真结果的可靠性,对比加筋板计算结果可知,SPS夹层结构吸能增幅为24.33%。研究成果有望为舰船轻量化设计及安全防护设计提供参考。

关键词： SPS夹层结构耐撞性落锤碰撞试验

5A06铝合金力学性能测试及其平板抗水下冲击动态响应分析

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振动与冲击 2016年第14期35卷 77-82页

作者：任鹏田阿利张伟黄威江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212000 哈尔滨工业大学高速撞击研究中心哈尔滨150080

通过万能实验机和分离式霍普金森拉杆分别获得了5A06铝合金材料在25℃~250℃范围内的准静态及常温高应变率下的拉伸应力-应变曲线。基于实验结果,对Johnson-Cook本构模型中的温度软化项进行了修改,进而拟合得到了修改后的本构模型参数... 详细信息

通过万能实验机和分离式霍普金森拉杆分别获得了5A06铝合金材料在25℃~250℃范围内的准静态及常温高应变率下的拉伸应力-应变曲线。基于实验结果,对Johnson-Cook本构模型中的温度软化项进行了修改,进而拟合得到了修改后的本构模型参数。利用动力学有限元软件AUTODYN-2D的Euler-Lagrange耦合算法,结合力学性能实验所得到的5A06铝合金本构模型,对水下冲击波作用下5A06铝合金平板的动态响应历程进行了数值仿真,仿真结果与实验结果吻合良好,证明了材料模型及其参数的有效性。进而获得了铝合金平板在水下冲击波作用下的动态响应特性。

关键词：固体力学 5A06铝合金力学性能 Johnson-Cook本构模型动态响应

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船用夹层板芯材的动态力学性能实验研究

船舶力学 2015年第7期19卷 834-840页

作者：田阿利叶仁传沈超明江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003

基于分离式霍普金森压杆实验装置,对船用夹层板系统(SPS)的芯材-聚氨酯弹性体的动态力学性能进行了实验分析。在实验满足一维、均匀性的前提下,计算得到了聚氨酯弹性体在不同应变率下的应力—应变关系,讨论了试样尺寸对结果的影响;考虑... 详细信息

基于分离式霍普金森压杆实验装置,对船用夹层板系统(SPS)的芯材-聚氨酯弹性体的动态力学性能进行了实验分析。在实验满足一维、均匀性的前提下,计算得到了聚氨酯弹性体在不同应变率下的应力—应变关系,讨论了试样尺寸对结果的影响;考虑聚氨酯弹性体不同于金属的动态力学性能,以及准静态力学性能与动态力学性能的差异,确定运用朱—王—唐(ZWT)方程描述聚氨酯弹性体的本构关系,能够准确反应聚氨酯弹性体的非线性粘弹性特性,拟合结果与实验结果吻合较好。

关键词：船用夹层板聚氨酯弹性体动态力学性能本构模型