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内部爆炸作用下钢箱结构变形规律性实验

爆炸与冲击 2017年第5期37卷 964-968页

作者：姚术健张舵郑监卢芳云于大鹏国防科学技术大学理学院湖南长沙410073

箱型结构内部爆炸能够造成比空爆更严重的破坏效果。本文中设计了3个边长600 mm、板厚4mm的实验试件,并分别用98.4、194.7和355.8g的TNT炸药进行了内部爆炸实验,得到了所有试件的变形特征。箱体壁板的变形都呈现向外凸出(鼓起)的特点,... 详细信息

箱型结构内部爆炸能够造成比空爆更严重的破坏效果。本文中设计了3个边长600 mm、板厚4mm的实验试件,并分别用98.4、194.7和355.8g的TNT炸药进行了内部爆炸实验,得到了所有试件的变形特征。箱体壁板的变形都呈现向外凸出(鼓起)的特点,壁板中心的最终挠度随着爆炸TNT当量的增大而近似成线性增长,拟合了箱体壁板挠厚比与爆炸当量之间的经验公式。通过三维数字图像相关技术,得到了箱体壁板的动态响应过程:爆炸发生后,壁板中心最先产生向外鼓起;壁板中心随后变形增长,同时变形向四周传播;壁板中心变形达到最大值后,板的变形会产生一定量的振荡回缩。

关键词：变形规律数字图像相关钢箱结构内部爆炸

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多箱型结构内部爆炸破坏模式分析方法

北京理工大学学报 2024年第3期44卷 239-250页

作者：李璐萌张舵姚术健黄诗麒黄河国防科技大学理学院湖南长沙410073 军事科学院国防工程研究院北京100036 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410083

结构内部爆炸破坏是武器毁伤目标的主要方式之一,破坏模式和破坏范围是结构内部爆炸破坏威力的主要表征方式,其分析方法能够有力支撑武器毁伤效果预测和结构防护设计.采用有限元模拟仿真分析,研究多箱型结构内爆毁伤特性,基于仿真结果,... 详细信息

结构内部爆炸破坏是武器毁伤目标的主要方式之一,破坏模式和破坏范围是结构内部爆炸破坏威力的主要表征方式,其分析方法能够有力支撑武器毁伤效果预测和结构防护设计.采用有限元模拟仿真分析,研究多箱型结构内爆毁伤特性,基于仿真结果,分析了破坏范围和破坏模式随当量和结构参数的变化规律,并提出了能够计算多箱型结构破坏范围、破坏壁面数和破坏分布模式的无量纲数和计算方法,绘制出破坏分布模式图和破坏范围表,该方法能够预测随爆炸当量非连续变化的破坏模式和破坏范围,并根据已有实验结果进行了验证.

关键词：内部爆炸破坏特性破坏模式量纲分析多箱型结构

轨道车辆碰撞试验台CO_(2)相变驱动过程仿真研究

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中国铁道科学 2023年第6期44卷 113-124页

作者：王甲强鲁寨军刘东润张梓轩李田姚术健中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075

由于现有设备条件下空气炮驱动的轨道列车碰撞试验台无法满足更高试验速度的要求,提出使用CO_(2)相变动力驱动试验车辆加速。基于质量守恒定律、能量守恒定律和CO_(2)真实气体模型,建立驱动系统做功过程数值模型;对模型求解后,通过试验... 详细信息

由于现有设备条件下空气炮驱动的轨道列车碰撞试验台无法满足更高试验速度的要求,提出使用CO_(2)相变动力驱动试验车辆加速。基于质量守恒定律、能量守恒定律和CO_(2)真实气体模型,建立驱动系统做功过程数值模型;对模型求解后,通过试验验证模型计算精度;通过数值模型,对比研究空气与CO_(2)的做功性能,并分析储液缸初始压力、初始温度和驱动缸初始容积对CO_(2)做功特性的影响规律。结果表明:模型能够有效模拟CO_(2)液气相变驱动试验车做功过程;在结构条件相同且驱动工质的质量为170 kg、初始压力为20 MPa时,以CO_(2)作为驱动工质时驱动时间较空气缩短10.5%,试验车获得的末速度较空气增大21.2%;储液缸初始压力由8MPa增至20 MPa时,试验车末速度增大58.3%,加速时间减少32.2%;初始温度对驱动缸内CO_(2)相态影响较大,温度越低时,其相态越容易接近气液饱和线;驱动缸初始容积对加速时间、试验车过载和活塞所受冲击影响较大,初始容积为0.20 m3时较0.01 m3时最大过载减小23.07%,但所用时间增加20.9%。

关键词：轨道车辆列车碰撞试验台 CO_(2)相变空气气动弹射数值模拟

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四氟乙烷弹射无人机试验及仿真

航空学报 2024年第21期45卷 175-187页

作者：王志富姚术健鲁寨军钟睦王瑞峰中南大学交通运输工程学院长沙410075 中南大学极端流动力能前沿科学中心长沙410075 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室长沙410075

针对传统无人机气动弹射介质压缩空气动力不足的问题,提出使用四氟乙烷代替空气作为气动介质弹射无人机的方法。四氟乙烷安全性高、容易受热发生相变进行膨胀做功,且相比空气具有更高的比热力学能,因此具有更高的膨胀做功能力。通过弹... 详细信息

针对传统无人机气动弹射介质压缩空气动力不足的问题,提出使用四氟乙烷代替空气作为气动介质弹射无人机的方法。四氟乙烷安全性高、容易受热发生相变进行膨胀做功,且相比空气具有更高的比热力学能,因此具有更高的膨胀做功能力。通过弹射试验验证了四氟乙烷用于弹射无人机的可行性,建立了以四氟乙烷为弹射介质的气动热力学数值模型,模型验证后进行了压缩空气与四氟乙烷弹射能力对比,进一步探讨了高压储气罐容积、阀门直径和低压室容积对四氟乙烷弹射无人机内弹道参数的影响,结论表明:四氟乙烷能够在毫秒级别的时间内将无人机弹射出筒,弹射能力优于压缩空气,能够完成500磅(1磅=0.453 6 kg)质量以上无人机弹射任务;注液密度一定时,随着高压储气罐容积增大,低压室压力、无人机加速度和无人机弹射出筒的速度逐渐增大,但速度增幅逐渐减小,所提算例的高压储气罐容积增大至500 L时,速度增幅接近为0,在满足指标的前提下,减小高压储气罐容积能降低低压室内压力峰值和温度峰值,可保证弹射安全;对于特定的弹射系统,阀门存在一个极限释放直径,超过该直径,无人机弹射速度将不再增加,只会增加加速度峰值;其他参数不变的情况下,适当增大低压室的容积可以有效降低无人机的加速度峰值,且无人机出筒时速度降低较少。

关键词：四氟乙烷无人机气动弹射高比热力学能弹射系统结构参数

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五坐标数控龙门加工中心动态优化设计

中国机械工程 2005年第21期16卷 1949-1953页

作者：张建润卢熹孙庆鸿彭文姚树健东南大学南京210096 江苏多棱数控机床股份有限公司常州213012

在大型高架桥式、高速、高精度五坐标龙门加工中心的动态设计中,通过动态测试的方法获得导轨结合面的特性参数并将其应用到数字仿真模型中,提高了模型的精度;在加工中心的结构优化设计过程中,提出了灵敏度分析法和基于动刚度的结构优化... 详细信息

在大型高架桥式、高速、高精度五坐标龙门加工中心的动态设计中,通过动态测试的方法获得导轨结合面的特性参数并将其应用到数字仿真模型中,提高了模型的精度;在加工中心的结构优化设计过程中,提出了灵敏度分析法和基于动刚度的结构优化法,对主要部件的内部筋板结构进行了与传统方法不同的设计,提高了加工中心的动静态特性;针对加工中心在工作过程中不可避免的共振问题,巧妙利用机床的附属设备设计了抑制振动的调谐阻尼器。

关键词：龙门加工中心结合面参数动态设计调谐阻尼器

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箱型结构内部爆炸破坏研究进展

爆炸与冲击 2021年第7期41卷 127-141页

作者：张舵姚术健黄河胡献磊刘双全卢芳云国防科技大学文理学院湖南长沙410073 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075

结构内部爆炸破坏机理和规律是常规武器毁伤效能预测与评估、建筑物和舰船抗爆防护设计的重要支撑。基于结构内爆炸载荷、内部爆炸作用下结构塑性响应、内部爆炸作用下箱壁结构破坏模式、内部爆炸作用下多箱型结构破坏模式和分布四个方... 详细信息

结构内部爆炸破坏机理和规律是常规武器毁伤效能预测与评估、建筑物和舰船抗爆防护设计的重要支撑。基于结构内爆炸载荷、内部爆炸作用下结构塑性响应、内部爆炸作用下箱壁结构破坏模式、内部爆炸作用下多箱型结构破坏模式和分布四个方面详细论述了箱型结构内部爆炸破坏的研究现状及存在的问题,并对内部爆炸后续研究给出了建议。建议研究并建立更加复杂的结构内部爆炸载荷和破坏效应描述模型、内部爆炸作用下箱壁的动力响应机理、多箱型结构与内部爆炸波产生的耦合效应、内部爆炸作用下结构的破坏模式和破坏范围的快速准确预测方法等。

关键词：内部爆炸钢箱结构破坏模式破坏范围无量纲数

WY1.5型液压挖掘机启动故障的原因分析及排除

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工程机械 2006年第5期37卷 54-55+2页

作者：韩云武张宁姚树建吉林大学机械学院

对WY1.5型液压挖掘机的启动电路的故障进行了检测和原因分析,找到了电路设计中潜在的缺陷,并提出了简单易行的改进措施。

关键词：液压挖掘机启动故障设计缺陷改进措施

38 mm型CO_(2)致裂器内部参数对致裂器做功能力影响

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同方期刊数据库

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中国安全科学学报 2024年第9期34卷 78-86页

作者：鲁寨军王志富姚术健钟睦史湘石陈斐鹏中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 中南大学极端流动力能前沿科学中心湖南长沙410075

为快速获得液态CO_(2)致裂器内部参数对致裂器做功能力的影响特征,优化提高液态CO_(2)致裂器做功能力,提高煤层瓦斯抽采效率,设计液态CO_(2)致裂器做功能力快速评估试验装置。使用煤矿用38 mm型致裂器进行4水平3因素的9组正交试验,分析... 详细信息

为快速获得液态CO_(2)致裂器内部参数对致裂器做功能力的影响特征,优化提高液态CO_(2)致裂器做功能力,提高煤层瓦斯抽采效率,设计液态CO_(2)致裂器做功能力快速评估试验装置。使用煤矿用38 mm型致裂器进行4水平3因素的9组正交试验,分析液态CO_(2)致裂器发热管内部装药量、主管内液态CO_(2)填充量、泄能片厚度以及泄能头释放口径对于致裂器做功能力的影响主次顺序;进一步对其中最重要的影响因素进行固定变量试验,分析最重要影响因素对液态CO_(2)致裂器做功能力的影响特征。结果表明:对于煤矿用38 mm型CO_(2)致裂器,泄能片厚度对于液态CO_(2)致裂器做功能力的影响最大,发热管内部装药量次之,主管内液态CO_(2)填充量及泄能头释放口径影响最弱;液态CO_(2)致裂器做功能力随着泄能片的厚度增加而增加,但当泄能片厚度增加到一定程度时,液态CO_(2)致裂器做功能力增幅不够明显,达到一定厚度泄能片不会破裂,当38 mm型致裂器内部参数设置为CO_(2)质量0.33 kg、释放口径18 mm、装药量60 g、泄能片厚度2.0 mm时致裂器做功能力对应三硝基甲苯(TNT)当量为0.202 kg,相对当前工地使用参数做功能力提升21.9%。

关键词： CO_(2)致裂器内部参数做功能力液态CO_(2)填充量发热管内部装药量泄能片厚度泄能头释放口径

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齿轮箱内部激励下振动噪声仿真研究

装备环境工程 2024年第7期21卷 148-158页

作者：钟睦王延靖姚术健中南大学交通运输工程学院长沙410075 中南大学极端流动力能前沿科学中心长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室长沙410075

目的研究齿轮箱体在内部激励下的传动稳定性和振动噪声的产生、传播和辐射规律。方法考虑时变刚度、误差激励等因素对齿轮系统的影响,利用集中参数法建立齿轮传动纯扭转动力学模型。结合MATLAB数值计算,从动态啮合力入手,分析振动噪声... 详细信息

目的研究齿轮箱体在内部激励下的传动稳定性和振动噪声的产生、传播和辐射规律。方法考虑时变刚度、误差激励等因素对齿轮系统的影响,利用集中参数法建立齿轮传动纯扭转动力学模型。结合MATLAB数值计算,从动态啮合力入手,分析振动噪声在内部动态激励作用下的时域和频域特征。建立齿轮箱体有限元模型,进行模态分析和频率响应分析。以动力学分析结果为边界条件,分别利用声学无限元法和无反射边界法进行齿轮箱振动噪声仿真。结果获得了2000Hz内的固有频率、振型和频率响应曲线,结合振动峰值频率,对齿轮箱的振动情况进行了预测。得到了齿轮箱在无界声场中的辐射声功率级曲线、场点声压级曲线、声指向性和声压级云图,并对声学无限元法和无反射边界法的计算结果进行了对比,得到了二者的最佳适用条件。结论齿轮箱内部动态激励具有明显的周期性和冲击性,齿轮传动过程中含有较多的啮合频率和二倍频成分。齿轮箱上下表面为薄壁结构,振动比较明显,是各阶振型发生振动的主要部位。箱体在低阶模态下为单一振型,在高阶模态下出现多种振型耦合的现象。无限元法计算时间较长,但在近场分析时精度较高,适用于近场声学问题分析。无反射边界相比于无限元法耗费更少的计算时间,远场分析的精度更高,适用于高频、远场声学问题分析。

关键词：内部激励振动噪声齿轮箱无限元法无反射边界法模态

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