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功能梯度下肢保护装置设计与优化

工程力学 2023年第10期40卷 190-203页

作者：孙晓旺孙魁远秦伟伟张绍彦付条奇王显会南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

针对车辆底部爆炸冲击环境下的乘员安全问题,该文结合试验研究与有限元仿真,研究了乘员下肢在爆炸冲击环境下的运动及受损情况;设计了一种蜂窝铝防雷脚垫作为乘员下肢保护装置,研究了脚垫在爆炸冲击环境下的防护性能;研究了不同梯度结... 详细信息

针对车辆底部爆炸冲击环境下的乘员安全问题,该文结合试验研究与有限元仿真,研究了乘员下肢在爆炸冲击环境下的运动及受损情况;设计了一种蜂窝铝防雷脚垫作为乘员下肢保护装置,研究了脚垫在爆炸冲击环境下的防护性能;研究了不同梯度结构对车内乘员下肢响应的影响;对蜂窝铝防雷脚垫进行多目标优化设计,得到厚度梯度型蜂窝铝防雷脚垫。结果表明:该文设计的蜂窝铝防雷脚垫可以通过吸收能量、降低冲击强度有效降低乘员下胫骨力,减小乘员下肢损伤;梯度结构相比于均质结构有更好的吸能特性;不同梯度结构对乘员下肢的防护效果不同,厚度梯度对乘员下肢响应的影响最大;与优化之前相比,优化后的乘员下肢保护装置能够使乘员左下胫骨力降低26.35%,右下胫骨力降低24.69%,脚垫总质量降低56.59%。

关键词：爆炸冲击乘员下肢功能梯度下肢保护装置结构优化设计

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基于PBM算法的冲击波载荷数值模拟研究

兵器装备工程学报 2021年第10期42卷 130-136页

作者：张绍彦王显会彭兵孙魁远沙康康谢渊南京理工大学机械工程学院南京210094

为了寻找能够准确模拟爆炸产生的冲击波载荷的算法进一步提高爆炸模拟的准确性和高效性,进行了固支钢板在TNT空爆条件下的试验研究,同时利用PBM算法对固支钢板的爆炸工况进行了数值模拟,并与ALE算法、SPH算法进行了对比分析。探究了PBM... 详细信息

为了寻找能够准确模拟爆炸产生的冲击波载荷的算法进一步提高爆炸模拟的准确性和高效性,进行了固支钢板在TNT空爆条件下的试验研究,同时利用PBM算法对固支钢板的爆炸工况进行了数值模拟,并与ALE算法、SPH算法进行了对比分析。探究了PBM算法模型中炸药粒子数、空气粒子数对计算结果的准确性以及计算效率的影响。结果表明:与ALE算法、SPH算法相比,PBM算法具有良好的稳定性和计算经济性,炸药粒子数对数值模拟结果的影响较大,空气粒子数对数值模拟结果的影响较小。

关键词：冲击波载荷 PBM算法 ALE算法数值模拟炸药粒子数空气粒子数

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厚度梯度型负泊松比蜂窝抗爆炸特性及优化

兵器装备工程学报 2022年第4期43卷 190-197页

作者：孙魁远孙晓旺张宏伟王显会彭兵张绍彦南京理工大学机械工程学院南京210094 内蒙古第一机械集团股份有限公司内蒙古包头014032

为了提高军用车辆底部防护组件的抗爆炸性能,降低在爆炸发生时车内乘员的损伤,建立了某军用车辆底部防护组件模型,与爆炸试验台架进行了对比标定,验证了仿真模型的准确性;对比了均质负泊松比蜂窝芯层和几种不同厚度梯度型负泊松比蜂窝... 详细信息

为了提高军用车辆底部防护组件的抗爆炸性能,降低在爆炸发生时车内乘员的损伤,建立了某军用车辆底部防护组件模型,与爆炸试验台架进行了对比标定,验证了仿真模型的准确性;对比了均质负泊松比蜂窝芯层和几种不同厚度梯度型负泊松比蜂窝芯层的底部组件防护性能,结果表明:在同等质量条件下,厚度梯度型负泊松比蜂窝芯层的组件有更好的防护性能;对厚度梯度型负泊松比蜂窝芯层进行了材料结构一体化多目标优化设计,使底部防护组件具有更佳防爆性能。

关键词：厚度梯度负泊松比蜂窝芯层抗爆炸冲击多目标优化

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基于小腿冲击试验台的防雷脚垫防护能力研究

兵器装备工程学报 2022年第11期43卷 40-48页

作者：孙魁远孙晓旺王显会彭兵张进成李高伟南京理工大学机械工程学院南京210094

建立小腿冲击试验台有限元模型,验证了冲击台试验可以有效模拟整车底部爆炸;基于小腿冲击试验台,分析防雷脚垫的防护能力并进行实物试验。结果表明,由于防雷脚垫缓冲吸能,可以有效地降低爆炸载荷对乘员下肢的损伤。

关键词：小腿冲击试验台防雷脚垫防护能力乘员下肢

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纤维增强复合材料分层损伤失效模拟计算方法

工程塑料应用 2022年第12期50卷 74-79页

作者：王荣惠徐井利张海云刘岩高营营郭建芬张建芹孙魁远梁国伟山东非金属材料研究所济南250031

针对纤维增强复合材料最典型的分层损伤破坏模式,研究了现阶段冲击动力学仿真计算中常用的复合材料本构模型及失效准则,分析了内聚力单元模型算法与固连失效接触模型算法各自的原理及特点。内聚力单元算法应用了损伤力学和断裂力学,不... 详细信息

针对纤维增强复合材料最典型的分层损伤破坏模式,研究了现阶段冲击动力学仿真计算中常用的复合材料本构模型及失效准则,分析了内聚力单元模型算法与固连失效接触模型算法各自的原理及特点。内聚力单元算法应用了损伤力学和断裂力学,不需要假设初始损伤位置。而固连接触算法将接触面上的从节点集与目标接触面中的表面粘接在一起,当达到失效条件后,从节点集与目标接触面中的表面发生滑动或者分离。针对两种纤维增强复合材料靶板的抗侵彻性能进行仿真计算,通过仿真计算与靶试验证得出,内聚力单元算法及固连接触算法均能较好地模拟纤维增强复合材料的分层损伤破坏模式,揭示了纤维增强复合材料抗侵彻过程中的防护机理,为新型复合防护结构及装备的研制与设计提供重要参考。

关键词：纤维增强复合材料本构模型内聚力单元算法固连接触算法

高速铁路桥梁结构变形与轨面几何形态的空间映射模型研究

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铁道学报 2024年第8期46卷 132-141页

作者：冯青松陈谣李秋义孙魁杨舟张凌华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

高速铁路桥梁附加变形会导致轨面几何形态的变化,加剧列车和轨道-桥梁结构之间的动态相互作用,影响桥上行车安全性。以32 m简支梁桥-CRTSⅡ型板式无砟轨道结构为研究对象,将箱梁看作耦合板结构,选取改进傅里叶级数作为结构的试函数,通... 详细信息

高速铁路桥梁附加变形会导致轨面几何形态的变化,加剧列车和轨道-桥梁结构之间的动态相互作用,影响桥上行车安全性。以32 m简支梁桥-CRTSⅡ型板式无砟轨道结构为研究对象,将箱梁看作耦合板结构,选取改进傅里叶级数作为结构的试函数,通过输入梁体的附加变形值,基于势能驻值原理求解轨道各结构层的垂、横向变形函数,建立桥梁结构变形与轨面几何形态的空间映射模型。研究考虑底板脱空情况下桥梁典型横、竖向组合变形下轨面几何形态的变形规律。研究表明:空间映射模型与有限元模型得到的钢轨变形曲线吻合较好。映射模型经过少量的迭代便可以求出底板脱空的位置、幅值与面积。钢轨在梁体横、竖向组合变形下存在耦合变形效应,梁体横向转角幅值对钢轨垂向变形影响较大,并会导致左右两块底板脱空区域的范围与幅值发生相反变化趋势,进而使底板上方两侧钢轨“上翘”处以及“下凹”处最大变形值发生改变。桥墩垂向沉降值基本不会影响其钢轨横向变形。

关键词：高速铁路桥梁附加变形轨面几何形态势能驻值原理空间映射模型

骨科创伤手术后患者并发下肢深静脉血栓的预防及治疗措施研究

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中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 2024年第2期 0115-0117页

作者：马强孙魁山东省淄博市周村区人民医院山东淄博255300

探究骨科创伤病人手术之后并发下肢深静脉血栓的防治手段。方法从本院骨科2018年5月~2019年9月期间选出120名创伤病人,遵照能否展开预防办法划分成对照组与研究组,每组中有60名。术后对照组使用普通药物展开抗凝医治,观察组在此前提下... 详细信息

探究骨科创伤病人手术之后并发下肢深静脉血栓的防治手段。方法从本院骨科2018年5月~2019年9月期间选出120名创伤病人,遵照能否展开预防办法划分成对照组与研究组,每组中有60名。术后对照组使用普通药物展开抗凝医治,观察组在此前提下加入物理和药物预防办法,对两组病人产生下肢深静脉血栓的概率展开比较与剖析。结果通过剖析得出,相较于对照组产生的下肢深静脉血栓概率(31.67%),研究组病人(6.67%)明显较少,两组数据比较拥有一定的统计学作用(P<0.05)。结论对于骨科创伤病人术后使用高效的物理与药物预防办法可明显地减少病人发生下肢深静脉血栓的概率,而且在抗凝医治中急诊介入医治,植入深静脉滤器要对下肢深静脉血栓的医治发挥到有用的推动作用,值得大范围推广。

关键词：骨科创伤下肢深静脉血栓

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基于数值分析的汽车罐车防波板使用研究

特种设备安全技术 2024年第2期 14-15页

作者：胡冲孙魁彭懿湖北特种设备检验检测研究院湖北武汉430018

本文对针对汽车罐车常见防波板使用过程中的失效,采用有限元数值分析的方法对其进行承载过程中的应力和应变进行计算分析。分析研究的结果用于优化防波板结构设计的同时,为汽车罐车防波板的检验侧重点提供了相应的参考依据。

关键词：汽车罐车防波板有限元数值分析

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有轨电车嵌入式轨道路基不均匀沉降限值研究

铁道标准设计 2024年第6期68卷 51-57页

作者：孙魁农兴中肖军华冯青松翟利华广州地铁设计研究院股份有限公司广州510010 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室南昌330013

为确定有轨电车嵌入式轨道路基不均匀沉降的具体限值,根据多刚体动力学和有限单元法,建立考虑路基不均匀沉降的有轨电车车辆-嵌入式轨道-路基耦合动力学模型。详细分析在自重荷载作用下路基沉降幅值和波长对嵌入式轨道几何形态的影响规... 详细信息

为确定有轨电车嵌入式轨道路基不均匀沉降的具体限值,根据多刚体动力学和有限单元法,建立考虑路基不均匀沉降的有轨电车车辆-嵌入式轨道-路基耦合动力学模型。详细分析在自重荷载作用下路基沉降幅值和波长对嵌入式轨道几何形态的影响规律,识别出对车辆和轨道结构动力响应较为敏感的路基沉降波长,并基于轨道板疲劳寿命得到路基不均匀沉降限值。研究结果表明:(1)在自重荷载作用下,余弦形路基不均匀沉降区域内钢轨的跟随性变形曲线也呈现为类余弦形,与普通扣件离散支承式无砟轨道的钢轨变形曲线基本相同;(2)随着沉降波长增加,车体垂向加速度和嵌入式轨道结构的动力响应均呈现先增加后减小的变化趋势;当路基沉降波长取10 m时,车体垂向加速度、钢轨动位移、轨道板动位移和轨道板弯曲应力都取得最大值,从而说明敏感路基沉降波长为10 m;(3)为保证有轨电车嵌入式轨道的60年服役年限,建议严格控制波长10 m以下的路基不均匀沉降,波长为20 m路基不均匀沉降对应的沉降幅值不应大于24 mm。

关键词：有轨电车嵌入式轨道路基不均匀沉降轨道几何形态疲劳寿命