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周期性铜线密排结构的冲击压缩特性研究

高压物理学报 2014年第3期28卷 331-338页

作者：龚芸芸卢纪谷卓伟宋振飞赵士操莫建军陶彦辉中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院计算机应用研究所四川绵阳621999

对铜线密排结构材料开展了一维平面应变冲击压缩实验与数值模拟研究。利用激光位移干涉仪测量了样品/窗口界面速度剖面,获取了有效的结构冲击压缩实验数据。从样品界面速度曲线可以推断,密排结构冲击压缩时没有形成致密结构,在卸载过程... 详细信息

对铜线密排结构材料开展了一维平面应变冲击压缩实验与数值模拟研究。利用激光位移干涉仪测量了样品/窗口界面速度剖面,获取了有效的结构冲击压缩实验数据。从样品界面速度曲线可以推断,密排结构冲击压缩时没有形成致密结构,在卸载过程中发生了分层。应用光滑粒子流体动力学方法(SPH)建立了平面铜线密排结构的三维计算模型,计算得到样品冲击加载下的压缩特性,实验和数值模拟得到的界面速度和压力结果吻合较好,为后续开展柱面铜线密排结构的冲击压缩过程研究奠定了基础。

关键词：冲击加载铜线密排结构光滑粒子流体动力学

受冲击加载时浅埋箱形结构受力分析的一种解析方法

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应用力学学报 1986年第1期 83-90+103页

作者：杨升田中国科学院工程力学研究所

本文提出以厚壁受弯构件动力方程描述上部介质,以薄壁受弯构件动力方程描述箱形结构,介质和结构间的相互作用力用接触压力函数q(x,y,t)连接,通过对两个方程联立求解,得到考虑相互作用影响时的浅埋箱形结构受力分析结果,并列出q(x,y,t)... 详细信息

本文提出以厚壁受弯构件动力方程描述上部介质,以薄壁受弯构件动力方程描述箱形结构,介质和结构间的相互作用力用接触压力函数q(x,y,t)连接,通过对两个方程联立求解,得到考虑相互作用影响时的浅埋箱形结构受力分析结果,并列出q(x,y,t)的表达式。

关键词：方程箱形结构表达式浅埋解析方法受力分析冲击加载

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基于冲击荷载激励的桥梁损伤识别技术研究

基于冲击荷载激励的桥梁损伤识别技术研究

作者：李萍广州大学

学位级别：硕士

经济的快速发展离不开交通系统的可靠支持,而桥梁在交通系统中扮演着重要角色。在长期的运营过程中,各种病害作用会造成桥梁的损伤,进而影响桥梁的使用安全,因此及时对桥梁损伤进行识别和处理就显得很重要。以往的桥梁损伤识别方法都是... 详细信息

经济的快速发展离不开交通系统的可靠支持,而桥梁在交通系统中扮演着重要角色。在长期的运营过程中,各种病害作用会造成桥梁的损伤,进而影响桥梁的使用安全,因此及时对桥梁损伤进行识别和处理就显得很重要。以往的桥梁损伤识别方法都是针对桥梁整体进行损伤的诊断,以桥梁局部为研究对象的损伤识别研究却很少。因此,本文以简支梁局部损伤为研究对象,采用冲击荷载作为激励,利用测点振动响应和CEEMD分解的HHT变换,对简支梁桥的损伤识别指标及其对应的损伤识别方法进行了研究。通过模型试验和数值计算相结合的方法进行了验证性研究,结果表明,本文提出的损伤识别指标和损伤识别方法能够对局部损伤进行识别,数值模拟与试验分析对损伤的敏感性趋势是一致的。本文主要内容和成果如下:1、简述了桥梁健康监测、损伤识别方法、振动信号处理的研究现状。介绍了多种桥梁损伤识别方法,总结了各类方法存在的不足之处;重点分析了EMD分解方法在桥梁振动信号处理中的优势。2、在基于经验模态分解(EMD)、总体平均经验模态分解(EEMD)以及改进的总体平均经验模态分解(CEEMD)的希尔伯特-黄变换(HHT)方法的基础上,将改进的总体经验模态分解(CEEMD)方法应用到受损简支梁的振动信号分析中,在模态混叠不严重的情况下,分离出了单一频率成分信号,解决了以往频谱分析不能单独分离出某一阶频率的问题。3、在ANSYS中对三维简支梁模型进行模态分析,建立简支梁固有频率以及固有频率变化率FCR损伤识别指标,研究了简支梁局部损伤位置、损伤程度对固有频率、固有频率变化率FCR的影响,定量分析了固有频率、固有频率变化率FCR角度准确识别损伤程度、损伤位置的效果。4、在ANSYS/LS-DYNA中模拟简支梁桥在冲击荷载作用下的动态过程,提出了在动态加载方式下,对采集的简支梁振动加速度信号进行基于CEEMD的HHT变换分析,以测点IMF频谱变化、信号边际谱分布变化识别损伤的方法。对CEEMD分解出的固有模式函数IMF进行频谱分析和边际谱分析,通过比较受损简支梁激励源信号穿过损伤后测点横向加速度信号冲击频率、边际谱分布与未损简支梁对应位置测点的冲击频率、边际谱分布可知,受损简支梁测点冲击高阶频率是增加的;边际谱在高阶频率区间的分布也是有增加的。即通过激励源信号穿过损伤后测点IMF频谱变化和边际谱分布变化可以达到局部损伤识别的目的。5、建立了一种可进行冲击加载激励的桥梁局部损伤识别的模型试验,包括实验装置、测量模块和数据处理模块。通过数值模拟结果与试验结果比较得出,受损简支梁激励源信号穿过损伤后测点冲击高阶频率是增加的,以及边际谱在高频区间的分布也是增加的结论,从而验证了提出的局部损伤识别方法是可行的。

关键词：损伤识别冲击加载希尔伯特-黄变换加速度响应

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PBX炸药剪切流动点火性能的实验研究

火炸药学报 2020年第1期43卷 69-73,80页

作者：陈鹏屈可朋李亮亮肖玮陈荣畅博袁宝慧西安近代化学研究所陕西西安710065 国防科技大学湖南长沙410073

为了研究PBX炸药在完全约束加载和剪切流动加载下的点火性能,采用一级轻气炮对完全约束、剪切流动(不同开孔直径)的实验样弹进行加载,采用高速摄影记录了PBX炸药装药在冲击加载过程中的反应情况,并通过压力传感器测得了加载过程中的应... 详细信息

为了研究PBX炸药在完全约束加载和剪切流动加载下的点火性能,采用一级轻气炮对完全约束、剪切流动(不同开孔直径)的实验样弹进行加载,采用高速摄影记录了PBX炸药装药在冲击加载过程中的反应情况,并通过压力传感器测得了加载过程中的应力曲线。使用LS-DYNA软件对完全约束加载和剪切流动加载进行四分之一模型仿真计算,用完全约束下应力参数进行模型参数校核,使用校核的模型参数对剪切流动实验进行计算,获得了炸药在不同条件下的流动速率等参数。结果表明,炸药在剪切流动加载过程中相比于完全约束的装药更容易发生反应;剪切流动加载过程中,PBX炸药是否发生反应,不仅与剪切流动速率有关,而且还与单位时间流量有关,3 mm开孔直径单位时间流量比2 mm开孔直径增加62%。

关键词：爆炸力学 PBX炸药轻气炮冲击加载剪切流动完全约束加载

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裂纹止裂技术及裂纹动态扩展规律研究

振动与冲击 2020年第4期39卷 38-48,54页

作者：郎林朱哲明万端莹邓帅王磊王兴渝四川大学深地科学与工程教育部重点实验室成都610065 四川大学建筑与环境学院成都610065

为了对动态荷载作用下水泥粉煤灰砂浆的裂缝动态扩展行为进行研究,提出了一种大尺寸带V型底边的半圆边裂纹(SECVB)试件,其V形底部具有止裂功能。SECVB试件的V形底部设计为180°,150°和120°三个角度。采用落锤冲击装置进行了冲击试验,... 详细信息

为了对动态荷载作用下水泥粉煤灰砂浆的裂缝动态扩展行为进行研究,提出了一种大尺寸带V型底边的半圆边裂纹(SECVB)试件,其V形底部具有止裂功能。SECVB试件的V形底部设计为180°,150°和120°三个角度。采用落锤冲击装置进行了冲击试验,并使用裂纹扩展计(CPG)用于测量裂纹扩展的相关参数。利用有限差分程序AUTODYN对裂纹扩展行为进行了数值模拟,并用有限元程序ABAQUS计算了裂纹的动态应力强度因子(DSIF);根据CPG测量的裂纹萌生时间和扩展时间来确定临界应力强度因子。试验和数值模拟结果表明,SECVB试件适合于研究动态荷载作用下水泥粉煤灰砂浆的裂纹扩展行为和止裂行为。在裂纹扩展过程中,裂纹可能在一段时间内止裂,并且裂纹在起始时刻的断裂韧度高于裂纹扩展时的断裂韧度。

关键词：砂浆试件冲击加载裂缝止裂技术 V型底部

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冲击作用下非均质炸药热点形成的离散元方法

计算物理 2014年第5期31卷 523-530页

作者：刘超石艺娜梁仙红北京应用物理与计算数学研究所北京100088

用离散元方法模拟以HMX为基的塑料粘结炸药与HMX颗粒炸药在冲击载荷作用下的细观响应过程.结果表明对于HMX颗粒炸药,炸药颗粒界面处的温度及压力远高于颗粒内部;对于HMX为基的塑料粘结炸药,粘结剂处的温度及压力亦高于颗粒内部;两种冲... 详细信息

用离散元方法模拟以HMX为基的塑料粘结炸药与HMX颗粒炸药在冲击载荷作用下的细观响应过程.结果表明对于HMX颗粒炸药,炸药颗粒界面处的温度及压力远高于颗粒内部;对于HMX为基的塑料粘结炸药,粘结剂处的温度及压力亦高于颗粒内部;两种冲击响应过程的对比分析表明,粘结剂有效地降低了炸药颗粒边界处的温度及压力.

关键词：离散元方法热点冲击加载炸药

Ni_(47)Ti_(44)Nb_9形状记忆合金冲击过程形变行为分析

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有色金属工程 2016年第6期6卷 9-13页

作者：刘洪涛周吉学刘清刘运腾庄海华山东省科学院新材料研究所济南250014 山东省轻质高强金属材料省级重点实验室(筹) 济南250014 山东城市建设职业学院济南250103 山东省汽车轻量化镁合金材料工程技术研究中心济南250014

利用轻气炮装置在不同加载速率下对Ni_(47)Ti_(44)Nb_9形状记忆合金进行了动态冲击加载试验。采用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等先进手段对样品的形变行为进行了分析表征。探讨冲击过程合金样品的物相... 详细信息

利用轻气炮装置在不同加载速率下对Ni_(47)Ti_(44)Nb_9形状记忆合金进行了动态冲击加载试验。采用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等先进手段对样品的形变行为进行了分析表征。探讨冲击过程合金样品的物相转变机制和微观组织演化规律。结果表明:冲击后样品内部存在大量微观缺陷,NiTi基体相与β-Nb粒子相均发生了明显的形变,但未发生应力引发马氏体相变过程,这可能是由于Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金马氏体相变温度较低以及β-Nb粒子对相变过程的阻碍作用引起的。

关键词：形状记忆合金 Ni47Ti44Nb9 冲击加载

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脆性材料断裂问题的三维格点—弹簧模型研究

脆性材料断裂问题的三维格点—弹簧模型研究

作者：汪旭日东北大学

学位级别：硕士

目前,对于脆性材料中裂纹扩展的研究主要集中在准静态下的裂纹扩展。冲击波动态拉伸下裂纹扩展的机理仍存在争议。目前文献上用于模拟裂纹扩展的模型主要是二维模型,其不能充分揭示岩石等脆性材料三维特征,难以对这类材料的断裂表面进... 详细信息

目前,对于脆性材料中裂纹扩展的研究主要集中在准静态下的裂纹扩展。冲击波动态拉伸下裂纹扩展的机理仍存在争议。目前文献上用于模拟裂纹扩展的模型主要是二维模型,其不能充分揭示岩石等脆性材料三维特征,难以对这类材料的断裂表面进行分析。因此,本文建立适合表现脆性材料损伤与破碎的三维格点-弹簧模型以模拟冲击波动态拉伸下脆性材料裂纹的扩展与分叉,这具有重要意义。(1)本文建立了有限元与格点-弹簧共用的六面体基底网格。通过Gusev提出的参数映射法将有限元总体刚度矩阵映射为格点-弹簧模型中法向和切向弹簧的刚度系数,有限元中的节点即为格点-弹簧中的格点(颗粒)。(2)将两种脆性材料的参数输入到模型中,通过对致密样品施加准静态下的拉伸与压缩作用验证其弹性模量,计算结果表明误差在0.01%左右;通过活塞对样品的冲击和抖动分别验证纵波和横波的波速,误差均在1.5%以内;建立了含预制半无限裂纹和椭球洞模型,分别施加单轴拉伸和远场三轴压缩载荷,提取裂纹尖端和椭球洞周围应力分布等高线,验证了应力集中现象。(3)通过含预制半无限裂纹模型来研究冲击波动态载荷下的裂纹扩展,模拟结果表明裂纹起裂之前有一段“孕育”时间,起裂后并不会直接发生分叉,而是存在一段时间的沿直线的单裂纹扩展,随后会发生分叉前的破碎阶段(扩展形貌变得粗糙),之后裂纹才会演化为两个几乎对称的分叉裂纹。(4)裂纹扩展过程中裂纹尖端应力集中区域发生了变化,起裂前呈现出“蝶翼状”,起裂后呈现出“掠翼状”;裂纹起裂后裂纹尖端速度瞬间起跳而后持续增加,对应着单裂纹的扩展;随后发生轻微的降低而后增加到裂纹扩展的最大速度,对应着分叉前的破碎阶段;之后裂纹扩展速度会发生显著的振荡现象,对应着裂纹的分叉阶段。分别施加不同载荷探究了裂纹扩展过程中裂纹形貌、最大拉应力和裂纹扩展速度之间的关系。

关键词：脆性材料裂纹扩展冲击加载格点-弹簧

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空孔缺陷与邻近运动裂纹的相互作用初探

科学技术与工程 2017年第25期17卷 167-170页

作者：丁晨曦陈程雷尹嘉肖成龙中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

运用落锤冲击加载方式,实现对试件的动态加载,研究了空孔缺陷对临近运动裂纹扩展形态的影响,分析了运动裂纹扩展过程中的动态应力强度因子和速度的变化趋势。结果表明:空孔缺陷对临近运动裂纹具有"吸引"效应,并且这种"吸引"效应的强度... 详细信息

运用落锤冲击加载方式,实现对试件的动态加载,研究了空孔缺陷对临近运动裂纹扩展形态的影响,分析了运动裂纹扩展过程中的动态应力强度因子和速度的变化趋势。结果表明:空孔缺陷对临近运动裂纹具有"吸引"效应,并且这种"吸引"效应的强度随着空孔缺陷与邻近运动裂纹距离的增大而减弱。此外,空孔缺陷对临近运动裂纹的扩展具有明显的抑制作用。运动裂纹在空孔缺陷处的再次起裂更为困难,需要更多的时间积蓄能量。实验结果为后续深入研究运动裂纹与材料缺陷的相互作用提供了实验思路。

关键词：冲击加载空孔缺陷运动裂纹动态应力强度因子