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弹载电子元器件灌封层的应力波衰减特性分析

防护工程 2014年第2期 29-33页

作者：焦敏陈小伟阮朝阳中国工程物理研究院电子工程研究所中国工程物理研究院总体工程研究所

为了研究侵彻穿甲过程中弹体内灌封层对易损元器件的防护,利用非线性黏弹性ZWT本构模型分析高聚物灌封层的应力衰减;采用特征线方法证实了应力波在灌封层中呈指数衰减;总结了灌封材料主要参数对其衰减特性的影响规律,指出材料密度、弹... 详细信息

为了研究侵彻穿甲过程中弹体内灌封层对易损元器件的防护,利用非线性黏弹性ZWT本构模型分析高聚物灌封层的应力衰减;采用特征线方法证实了应力波在灌封层中呈指数衰减;总结了灌封材料主要参数对其衰减特性的影响规律,指出材料密度、弹性模量以及高频松弛时间是影响灌封层材料防护效果的主要因素,以期为灌封层材料参数取值和厚度的设计提供指导。

关键词：黏弹性灌封应力衰减材料参数

塔里木盆地塔北地区深层走滑断裂分段性成因机制

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地球科学 2023年第7期48卷 2506-2519页

作者：冯建伟郭宏辉汪如军昌伦杰王超高翔中国石油大学地球科学与技术学院山东青岛266580 中石油塔里木油田公司新疆库尔勒841000

塔北地区深层走滑断裂带的分段性特征解析是研究断裂带控储控藏的关键问题,对推动深层油气勘探开发具有重要意义.从哈拉哈塘断裂带发育特征与地震资料解释成果相融合的角度出发,通过精细刻画哈15走滑断裂带结构及构造样式,讨论塔北哈拉... 详细信息

塔北地区深层走滑断裂带的分段性特征解析是研究断裂带控储控藏的关键问题,对推动深层油气勘探开发具有重要意义.从哈拉哈塘断裂带发育特征与地震资料解释成果相融合的角度出发,通过精细刻画哈15走滑断裂带结构及构造样式,讨论塔北哈拉哈塘地区哈15断裂带的分段性特征.在明确了塔北地区断裂带走滑运动特征和应力状态的基础上,以库伦-安德森纯剪模型和里德尔单剪模型为框架,根据断裂带局部应力状态,结合格里菲斯和库伦-莫尔等岩石破裂准则合理解释了深层走滑断裂次级R’剪破裂和T张破裂有序发育的成因机理.最终根据哈15断裂带的构造解析,建立了被动走滑构造环境下的汇聚型走滑断层及派生构造发育典型模型.区域挤压应力衰减以及三向应力状态的转变是走滑断裂分段性的主要原因,沿挤压应力方向可划分为压扭区、扭动区和张扭区,可细分为线性紧闭断层组合带、直线型辫状构造带、对称羽状断层带、伸展/挤压叠覆带或斜向拉分地块以及马尾状断层组合带等.

关键词：塔北地区走滑断裂分段性应力衰减岩石破裂准则地质力学.

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高g值冲击下聚氨酯缓冲仿真研究

中北大学学报（自然科学版） 2022年第5期43卷 403-410页

作者：滑志成石云波陈玉楠冯登虎石亦琨中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051 北京星途探索科技有限公司北京100000

本文利用霍普金森压杆实验获得聚氨酯的应力应变数据,并采用数据对朱-王-唐(Z-W-T)本构模型中弹性模量、弹性常数以及松弛时间进行参数辨识,发现模型在真实应变0~0.1范围内能较好地表达聚氨酯材料的应力应变关系.同时,研究了聚氨酯缓冲... 详细信息

本文利用霍普金森压杆实验获得聚氨酯的应力应变数据,并采用数据对朱-王-唐(Z-W-T)本构模型中弹性模量、弹性常数以及松弛时间进行参数辨识,发现模型在真实应变0~0.1范围内能较好地表达聚氨酯材料的应力应变关系.同时,研究了聚氨酯缓冲材料的应力衰减特性,获得其应力衰减系数为-0.45.对弹丸整体装配结构进行膛内高过载仿真,并应用仿真结果验证了应力衰减方程,发现相对误差小于10%;双重缓冲防护可将电路板最大应力幅值衰减30%.仿真结果表明,电路板长度方向贴近弹尾部电路板底部0 cm~1.8 cm会受到较大的应力幅值,大于1.8 cm处受到的应力幅值较小,为高g值冲击防护提供了依据.

关键词：聚氨酯动力学仿真霍普金森压杆实验 Z-W-T本构模型应力衰减

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侵彻环境下Si基芯片力学特性及等效试验

侵彻环境下Si基芯片力学特性及等效试验

作者：王磊西安工业大学

学位级别：硕士

现代战争中,侵彻类武器在城市攻坚和穿甲毁伤中发挥着至关重要的作用。由于高价值目标的防护能力日益增强,侵彻类武器内部集成电路模块面临着器件损伤、电路失常甚至失效等问题,严重影响了侵彻类武器的毁伤效果以及可靠性。本文以侵彻... 详细信息

现代战争中,侵彻类武器在城市攻坚和穿甲毁伤中发挥着至关重要的作用。由于高价值目标的防护能力日益增强,侵彻类武器内部集成电路模块面临着器件损伤、电路失常甚至失效等问题,严重影响了侵彻类武器的毁伤效果以及可靠性。本文以侵彻类弹药内部Si基芯片为对象,分析其在侵彻环境下的力学特性,并基于聚氨酯灌封材料研究芯片所受应力的分布特性,探索改进了两种针对于冲击过载的等效试验方法。主要研究内容如下:(1)研究Si基芯片侵彻环境及仿真试验方法。对比分析ANSYS/LS-DYNA软件各种处理连续体的算法,并重点对Lagrange算法进行分析。选用35CrMnSiA和45钢分别作为侵彻弹体和靶板材料,根据Cowper-Symonds模型和Johnson-Cook模型建立材料模型。通过对弹体不同侵彻初速度、不同侵彻角度工况进行仿真,得到弹体内部腔体的加速度时间曲线、等效应力变化云图、节点应力曲线。基于仿真结果分析侵彻环境下弹体Si基芯片所在内部腔体的应力分布。(2)通过冲击响应谱方法对Si基芯片侵彻环境下瞬态响应进行分析,比较三种响应谱特性,确定伪速度冲击响应谱分析方法。对Si基芯片进行前20阶模态分析,得出Si基芯片轴向固有频率为13861Hz,并通过谐响应分析进行验证。对Si基芯片组件建立弹簧-质量块模型、梁模型进行动力学分析,计算得出芯片损伤边界在焊点部位。其临界位移为0.119μm、临界速度为1.37 m/s、临界加速度为23875.6g。并在伪速度冲击响应谱上绘制出其损伤边界,通过数值分析进行验证。(3)分析灌封材料对Si基芯片的防护能力,研究应力波在芯片灌封材料中的传播规律,对粘弹性应力模型进行对比,分析应力波在一维粘弹性杆中传播过程并推导出应力衰减公式。对聚氨酯灌封材料制备方法、发泡工艺及灌封工艺进行分析,得到合成后聚氨酯灌封材料的应力衰减公式相关参数。结合表达式得出应力波在聚氨酯灌封材料0～20cm厚度范围内受衰减作用更大,聚氨酯灌封材料在0.036g/cm～1.272g/cm范围内密度越大对Si基芯片的防护能力越强。最后,分析等效试验原则,改进冲击过载等效试验。同时设计改进跌落试验和马歇特锤击试验,通过制作的加速度记录仪对Si基芯片所在内部腔体加速度数据进行采集,将改进后跌落试验和改进后马歇特试验的加速度数据和Si基芯片损伤边界绘制在伪速度冲击响应谱上,并与Si基芯片失效情况对比分析,验证了数值仿真与理论分析的结果。

关键词： Si基芯片侵彻环境冲击响应谱应力衰减等效试验

冲击载荷作用下PBX炸药替代材料的响应及载荷传递特性

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冲击载荷作用下PBX炸药替代材料的响应及载荷传递特性

作者：洪志雄中北大学

学位级别：硕士

PBX(Polymer bonded explosive)是一类高聚物粘结炸药的简称,由含能颗粒和粘结剂组成,用于武器战斗部以及大型毁伤性武器中。出于带壳装药试验安全性考虑,本文利用绵白糖、增塑的羟基封端的聚丁二烯(HTPB)、葵二酸二辛脂(DOS)和甲苯二... 详细信息

PBX(Polymer bonded explosive)是一类高聚物粘结炸药的简称,由含能颗粒和粘结剂组成,用于武器战斗部以及大型毁伤性武器中。出于带壳装药试验安全性考虑,本文利用绵白糖、增塑的羟基封端的聚丁二烯(HTPB)、葵二酸二辛脂(DOS)和甲苯二异氰酸酯(TDI)制备了PBX炸药替代材料(PBS)。首先,基于霍普金森压杆装置,获得了PBS在不同应变率下的应力应变曲线,结果显示该替代材料具有明显的应变率效应。利用扫描电镜(SEM)观察了PBS加载前后的细观损伤形貌,发现PBS细观结构及损伤形貌与PBX比较一致,主要损伤机制包括脱粘、颗粒开裂。采用广义Maxwell粘弹性模型,建立了PBS动态本构模型,结合实验结果验证了模型正确性。其次,开展了平面冲击加载条件下PBS的动态力学响应研究,采用“对称碰撞”方式,结合实验中测到的飞片速度及压力传感器监测到的时间差,通过线性拟合获得了PBS的声速C以及冲击因子λ。结合平面正冲击波理论,获得该PBS的Grüneisen状态方程参数。然后,开展了带壳PBS中载荷传递实验,获取了PBS装药不同位置载荷幅值。采用准一维平面冲击波假设,分析了带壳装药在冲击载荷作用下炸药内部的响应规律,构建带壳PBS中载荷传递模型。最后,将上述确定的粘弹性本构及状态方程代入数值模型中,开展了带壳PBS和PBX装药载荷传递实验数值模拟研究,两种材料的数值模拟结果基本吻合,验证了PBS的粘弹性本构、状态方程以及数值模拟过程的正确性,且PBS数值模拟结果与相应的实验曲线基本吻合,证明了实验结果的正确性。

关键词： SHPB实验技术 PBX炸药替代材料动态压缩载荷传递特性状态方程应力衰减

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基于信号能量特征的海底管道碰撞识别研究

应用科技 2022年第6期49卷 26-31页

作者：徐万海张梦玥王哲高喜峰天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

为了弥补对于海底管道碰撞监测识别方面研究的不足,防止海底管道在铺设、运营期间发生碰撞而失效,提出了一种基于信号能量特征的海底管道碰撞识别方法。该方法通过在单位管长上布置一定数量的数据提取点,可对撞击位置进行有效识别,当提... 详细信息

为了弥补对于海底管道碰撞监测识别方面研究的不足,防止海底管道在铺设、运营期间发生碰撞而失效,提出了一种基于信号能量特征的海底管道碰撞识别方法。该方法通过在单位管长上布置一定数量的数据提取点,可对撞击位置进行有效识别,当提取点间距在1/6倍管长以内时,平均定位误差小于0.3 m;当提取点间距小于1/10倍管长时,平均定位误差小于0.15 m。在撞击位置识别的基础上,结合构建的结构应力衰减曲线,可进一步对撞击点应力进行有效识别。本文利用有限元数值模拟验证了该方法的准确性,分析确定了经济有效的数据提取点方案,为实际碰撞的识别提供技术参考。

关键词：海底管道碰撞识别信号能量应力衰减有限元分析碰撞位置撞击力误差分析

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膜片弹簧的应力分析和疲劳寿命的计算

机械研究与应用 2000年第4期13卷 33-36,39页

作者：程汉应湖北飞碟离合器股份有限公司湖北麻城438300

通过对膜片弹簧工作过程中应力 -变形特性的分析 ,确定了材料疲劳破坏的起源点。同时 ,根据离合器膜片簧所承受的载荷特征及载荷循环的次数 ,运用数理统计方法和疲劳曲线方程 ,不仅描述了起源点的应力与循环次数σ—N曲线。

关键词：膜片弹簧应力分析应力衰减疲劳寿命汽车

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超高压压裂泵泵头体自增强再处理研究

科学技术与工程 2015年第35期35卷 170-174页

作者：华剑廖建敏周思柱李宁崔灏长江大学机械结构强度与振动研究所荆州434000

自增强技术是提高超高压压裂泵泵头体寿命的有效方法。针对自增强处理形成的残余应力易出现松弛现象,开展了对泵头体再次自增强处理的研究。分析了初始自增强处理的最佳自增强压力的计算方法,得出了最佳压力值为637.7 MPa;并计算了泵头... 详细信息

自增强技术是提高超高压压裂泵泵头体寿命的有效方法。针对自增强处理形成的残余应力易出现松弛现象,开展了对泵头体再次自增强处理的研究。分析了初始自增强处理的最佳自增强压力的计算方法,得出了最佳压力值为637.7 MPa;并计算了泵头体在最佳自增强压力作用下的残余应力及工作应力分量值。确定了泵头体危险处沿内腔十字交叉孔面法线方向的应力分量对泵头体疲劳寿命的提高或降低起主导因素。根据法向残余压应力的衰减量,研究了泵头体再次自增强处理压力及残余压应力层深度变化的规律。结果表明：当泵头体内腔残余应力衰减量达到40%~45%范围内,需要进行再次自增强处理;且实施再次自增强处理所需的自增强压力应略高于或等于初始自增强处理时的最佳自增强压力。

关键词：自增强泵头体应力衰减残余应力最佳自增强压力

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关于重载铁路路基受力优化预测仿真研究

计算机仿真 2018年第8期35卷 106-110页

作者：马新军马大为朱忠领南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

研究重载铁路路基受力优化预测问题,分析建立了考虑路基上部结构相互作用下的路基受力载荷系统模型及其弹塑性本构模型,实现了在货车载荷作用下路基受力特性的有限元仿真分析。基于建立的分析模型,仿真分析了路基应力的分布规律,并预测... 详细信息

研究重载铁路路基受力优化预测问题,分析建立了考虑路基上部结构相互作用下的路基受力载荷系统模型及其弹塑性本构模型,实现了在货车载荷作用下路基受力特性的有限元仿真分析。基于建立的分析模型,仿真分析了路基应力的分布规律,并预测了其受轴重、道床与基床表层的厚度、弹性模量这几个因素的影响。仿真结果表明铁路路基所受的竖向应力沿道床至路基非线性地减小,路基构层表面应力与轴重大致成正比关系;路基中应力衰减受道床厚度、表层厚度的影响较大,道床厚度的提高能减小道床与基床表层表面应力;路基基床表层厚度的提高有利于减小基床底层应力。仿真研究对大轴重下路基应力的计算与路基结构的优化设计具有重要意义。

关键词：铁路路基有限元分析竖向应力应力衰减