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舰载机前起落架缓冲性能参数敏感性研究

振动工程学报 2024年第3期37卷 505-511页

作者：张飞白春玉陈熠杨正权王计真中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空科技重点实验室陕西西安710065

为了同时满足缓冲和突伸性能,舰载机前起落架常采用双腔缓冲器设计。以某型机前起落架为研究对象,建立前起落架缓冲性能分析动力学模型,并将仿真计算结果与试验结果进行验证对比,验证理论模型的有效性和正确性。对缓冲器高、低压腔初始... 详细信息

为了同时满足缓冲和突伸性能,舰载机前起落架常采用双腔缓冲器设计。以某型机前起落架为研究对象,建立前起落架缓冲性能分析动力学模型,并将仿真计算结果与试验结果进行验证对比,验证理论模型的有效性和正确性。对缓冲器高、低压腔初始压力以及体积占比进行参数敏感性分析。结果表明,高、低压腔初始充填压力和体积占比对起落架缓冲性能的影响有别于它们对突伸性能的影响,所以对舰载机前起落架缓冲器的设计需不断优化,同时兼顾缓冲和突伸性能。

关键词：舰载机起落架缓冲性能双腔缓冲器落震试验落震动力学

预应力加载下LY12-CZ激光烧蚀特性的实验与模拟研究

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固体力学学报 2024年第1期45卷 38-51页

作者：堵志钦张宇师先哲惠煜中沈将华西北工业大学航空学院西安710072 中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空科技重点实验室西安710065 陕西省冲击动力学及工程应用重点实验室西安710072

飞行器是激光武器的主要打击目标,对常用航空材料激光辐照响应的研究具有重要价值.本文通过实验和有限元模拟的手段,研究了预应力加载下,1080nm连续激光烧蚀LY12-CZ铝合金的失效机理.实验结果表明,激光烧蚀沿光斑径向存在三种组织,分别... 详细信息

飞行器是激光武器的主要打击目标,对常用航空材料激光辐照响应的研究具有重要价值.本文通过实验和有限元模拟的手段,研究了预应力加载下,1080nm连续激光烧蚀LY12-CZ铝合金的失效机理.实验结果表明,激光烧蚀沿光斑径向存在三种组织,分别为近光斑的枝晶组织、中部的等轴晶组织及远离光斑的原始组织;其中,枝晶、等轴晶组织中存在严重的Cu元素偏析,且等轴晶组织还存在较高的内应力.有限元模拟的结果表明,温度场对所施加的预应力并不敏感;烧穿孔洞形成的一个原因是局部因热软化和高水平热应力造成的屈服;预应力不能显著改变激光的烧蚀特性.

关键词：激光烧蚀预应力微观组织有限元模拟

强织构纯钨金属中绝热剪切失稳行为的演化与调控

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第5期54卷 236-252页

作者：李建国阚秀凯索涛西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学极端力学研究院西安710072 陕西省冲击动力学与工程应用重点实验室西安710072 冲击动力学与工程应用国际联合研究中心西安710072

具有高绝热剪切敏感性的高密度、高强度金属一直是动能穿甲弹的首选材料,绝热剪切失效导致的弹体端部“自锐”效应能够有效提升其侵彻打击能力.本文通过轧制变形预先在纯钨板材中引入强织构组织,动态单轴压缩实验和微观结构表征显示:强... 详细信息

具有高绝热剪切敏感性的高密度、高强度金属一直是动能穿甲弹的首选材料,绝热剪切失效导致的弹体端部“自锐”效应能够有效提升其侵彻打击能力.本文通过轧制变形预先在纯钨板材中引入强织构组织,动态单轴压缩实验和微观结构表征显示:强烈的择优取向设计是实现难熔重金属中绝热剪切失稳的重要手段.结合介观晶体塑性模拟研究,我们系统分析了强织构纯钨中绝热剪切带(Adiabatic Shear Band,ASB)形成与演化的过程,包括:局部剪切变形的开启与扩展;剪切区内热塑性累积至变形失稳;热塑性流动形成ASB并生长的不同阶段;揭示了各向异性动态剪切失稳行为的微观机制.同时,我们通过调控变形工艺获得了以不同晶体取向为主的轧板织构,研究了织构演化及取向空间分布变化对动态失稳行为的重要影响,明确了织构设计调控力学行为的有效性.

关键词：绝热剪切带纯钨强织构晶体塑性有限元

2D-SiC/SiC复合材料的弹丸冲击损伤及冲击后拉伸性能

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无机材料学报 2024年第5期39卷 494-500页

作者：李广宇岳一凡王波张程煜索涛李玉龙西北工业大学航空学院西安710072 陕西省冲击动力学及工程应用重点实验室西安710072 强度与结构完整性全国重点实验室西安710065 西北工业大学材料学院西安710072 西北工业大学民航学院西安710072

连续纤维增韧陶瓷基复合材料以其良好的高温性能而被广泛应用在航空发动机等高温部件处,但服役过程中容易受到异物碎片冲击,这受到了广泛关注。研究采用轻气炮对化学气相渗透(CVI)技术制备的2D-SiC/SiC试样进行弹丸冲击,利用高速摄像机... 详细信息

连续纤维增韧陶瓷基复合材料以其良好的高温性能而被广泛应用在航空发动机等高温部件处,但服役过程中容易受到异物碎片冲击,这受到了广泛关注。研究采用轻气炮对化学气相渗透(CVI)技术制备的2D-SiC/SiC试样进行弹丸冲击,利用高速摄像机记录冲击过程,使用光学显微镜和CT观察异物损伤(FOD)的表面和内部结构,探讨了2D-SiC/SiC复合材料的高速冲击损伤特性。结果表明,2D-SiC/SiC复合材料的高速冲击损伤形式包括锥形裂纹、层间分层、纤维断裂以及基体压溃等。通过表征损伤发现,试件背部损伤和边缘处分层损伤由反射拉伸波造成,随着冲击速度提升,弹丸与拉伸波共同作用会造成试件穿透,试件边缘分层损伤减弱。对高速冲击后的试件进行准静态拉伸试验,明确了剩余力学性能与冲击速度、弹丸直径的关系,表明剩余拉伸强度是表征冲击损伤程度的有效参数。同时,采用数字图像相关(DIC)方法获得拉伸过程中的应变分布,并结合不同弹丸直径、冲击速度冲击后的剩余拉伸强度,进一步对比探究不同变量对冲击损伤的影响。研究结果表明弹丸直径是高速冲击损伤程度的主要影响因素。

关键词：陶瓷基复合材料高速冲击异物损伤剩余拉伸强度数字图像相关技术

磁等离子体发动机中磁喷管分离过程的流体模拟

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物理学报 2024年第10期73卷 246-255页

作者：杨振宇张元哲范威杨广杰韩先伟西安航天动力研究所陕西省等离子体物理与应用技术重点实验室西安710100

磁等离子体发动机在深空探测、载人航天等领域具备广阔的应用前景.发动机的磁喷管单元将离子能量转化为轴向动能,对磁喷管中等离子体与磁场分离的物理过程开展研究对提升发动机推进效率具有重要意义.本文建立了针对磁等离子体发动机中... 详细信息

磁等离子体发动机在深空探测、载人航天等领域具备广阔的应用前景.发动机的磁喷管单元将离子能量转化为轴向动能,对磁喷管中等离子体与磁场分离的物理过程开展研究对提升发动机推进效率具有重要意义.本文建立了针对磁等离子体发动机中磁喷管的流体数值模型,并在不同入口离子温度、背景磁场条件下开展了数值模拟.计算结果表明:等离子体向下游运动的过程中轴向速度增大,并与磁力线逐渐分离,绝热性损失分离机制在分离过程中起主导作用;入口离子温度升高,离子轴向速度增大,离子与磁场分离位置更靠上游,但不会对阻性分离过程产生影响;背景磁场增强,下游离子速度减小,流线与对称轴的夹角减小,各种分离机制中绝热性损失分离机制仍起主要作用.

关键词：磁等离子体发动机磁喷管等离子体分离流体模拟

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典型民用飞机全机坠撞实验研究

航空学报 2024年第5期45卷 377-397页

作者：刘小川惠旭龙张欣玥白春玉闫亚斌李肖成牟让科强度与结构完整性全国重点实验室西安710065 中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空科技重点实验室西安710065 陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室西安710065 西北工业大学航空学院西安710072 中航西飞民用飞机有限责任公司西安710089

民机全机坠撞实验是评价民用飞机适坠性的最直接手段,也是民机适坠性领域的世界性技术难题。提出全机坠撞实验高精度提升控制与高可靠投放方法,给出了结构响应、假人响应等关键物理量的测试方法,引入了分布式多目相机全场大变形连续测... 详细信息

民机全机坠撞实验是评价民用飞机适坠性的最直接手段,也是民机适坠性领域的世界性技术难题。提出全机坠撞实验高精度提升控制与高可靠投放方法,给出了结构响应、假人响应等关键物理量的测试方法,引入了分布式多目相机全场大变形连续测试方法。构建了全机坠撞动响应测试系统,使用统一时间基准触发,对坠撞后地面撞击载荷、结构加速度响应、假人响应以及飞机破坏变形进行了分析,获得了机体不同部位的响应分布规律;提出了修正的适坠性综合评估指数ICI。结果表明:全机坠撞实验测试数据完整可信,实验飞机在5.71 m/s垂直坠撞后,客舱地板下部结构变形严重,机翼的惯性效应导致中央翼区域机身上部结构产生明显变形;不同机身段的刚度差异造成该部位坠撞载荷和动响应的显著差异,刚度越大变形越小加速度响应越大;坠撞后乘员受载在安全范围内,客舱座椅结构完好,舱门可正常打开,乘员生存空间足够,乘员撤离通道畅通。实验飞机在给定状态下具有较好的适坠性,相比原始ICI指数,修正后的评估结果具有更好的工程适用性。

关键词：冲击动力学民用飞机全机坠撞全场测量结构吸能坠撞载荷适坠性评估

基于信息扩散模型的沣东新城区土壤重金属潜在生态风险评估

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环境科学 2024年第3期45卷 1749-1759页

作者：杨楠楠韩玲刘明长安大学土地工程学院西安710064 陕西省土地整治重点实验室西安710075

我国目前大规模的新区建设导致严峻的区域土壤重金属污染形势.以沣东新城为研究靶区,进行重金属含量特征描述性统计及克里金插值分析,进一步结合潜在生态风险指数与信息扩散理论,构建基于风险评估的信息扩散模型,探讨了Pb、 Cu、 Cd和H... 详细信息

我国目前大规模的新区建设导致严峻的区域土壤重金属污染形势.以沣东新城为研究靶区,进行重金属含量特征描述性统计及克里金插值分析,进一步结合潜在生态风险指数与信息扩散理论,构建基于风险评估的信息扩散模型,探讨了Pb、 Cu、 Cd和Hg的污染程度、污染风险及风险发生概率.结果表明,研究区内4种土壤重金属的含量均值远超土壤重金属背景值,分别是背景值的1.943(Pb)、 1.419(Cu)、 3.074(Cd)和3.567(Hg)倍,且重金属分布受人为干扰较大呈强变异性(CV>65%).其中,Pb和Cu污染分布主要受到工业生产与建设用地开发的影响,工业活动、农业活动及交通运输是主要的Cd污染源,而工业建设是造成Hg污染的主要因素.重金属潜在生态风险指数平均值分别为9.716(Pb)、 7.095(Cu)、 92.292(Cd)和142.469(Hg),区域综合潜在生态风险指数(RI)均值为251.573,表明区域整体处于较高的潜在生态风险状态.区域Pb和Cu整体处于轻度潜在生态风险,而Cd和Hg以中风险与较高风险为主,表明Cd和Hg是区域重金属污染的主导因素.信息扩散潜在生态风险模型评估结果显示,区域综合潜在生态风险各等级的概率排序为:较高(38.98%)>中度(38.55%)>高(5.89%)>轻微(5.15%)>极高(3.56%),Cd、 Hg元素各潜在生态风险等级的超越概率远大于Pb和Cu,Hg元素各污染等级的超越概率分别为轻微(94.89%)、中度(66.85%)、较高(23.62%)、高(3.9%)和极高(2%),其中仅轻微等级的超越概率小于Cd.潜在生态风险等级的污染概率预测误差均小于5%,体现了基于风险评估的信息扩散模型的可靠性.研究结果可为样本受限地区的土壤重金属潜在生态风险监测与管控提供技术借鉴与支持.

关键词：土壤重金属污染评价潜在生态风险信息扩散概率预测

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声空化场中球状泡团的结构稳定性分析

物理学报 2024年第8期73卷 169-180页

作者：刘睿黄晨阳武耀蓉胡静莫润阳王成会陕西师范大学陕西省超声学重点实验室西安710062

利用高速摄影机对驱动频率分别为28 kHz和40 kHz的超声空化场中距离水面约1/4波长范围内的球状气泡团的上浮生长和演化过程进行实验观察,分析了声软界面附近驻波场声压幅值变化对泡团结构变化的影响,以及泡团从球状向伞状和层状结构演... 详细信息

利用高速摄影机对驱动频率分别为28 kHz和40 kHz的超声空化场中距离水面约1/4波长范围内的球状气泡团的上浮生长和演化过程进行实验观察,分析了声软界面附近驻波场声压幅值变化对泡团结构变化的影响,以及泡团从球状向伞状和层状结构演化的行为特征.为分析空化场中球状泡团生长演化机理,利用镜像原理构建了一个考虑边界(水-空气)影响的球状泡团模型,得到了修正的球状泡团内气泡动力学方程.利用等效势数值分析了两个频率下驱动声压幅值、气泡数密度、距离水面深度以及气泡平衡半径对球状泡团最佳稳定半径的影响.结果表明,球状泡团的最佳稳定半径在1—2 mm的范围,且随着驱动声压幅值和气泡数密度的增大,球状泡团最佳稳定半径有减小的趋势,但差异不显著;驱动频率为40 kHz条件下的球状泡团稳定尺寸略小于驱动频率为28 kHz情形;在弱声场中若能形成气泡聚集,仍可观察到较小尺寸的球状泡团,但当声压低于某临界值,泡团将不能存在.理论分析与实验观察结果具有很好的一致性.球状泡团的生长和结构稳定特性分析有助于理解声场和边界对气泡的行为调控.

关键词：球状泡团空化结构界面影响稳定性

察汗淖尔表层沉积物GDGTs分布特征及影响因素

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湖泊科学 2024年第2期36卷 467-476页

作者：卢沛琪薛刚郑艳红西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室西安710069

目前,甘油二烷基甘油四醚(GDGTs)组成和分布特征已被成功应用于古气候古环境重建中。然而,越来越多的研究表明除温度和pH值外,GDGTs也受其他环境因素影响,这导致了在同一地区运用多种温度和pH校准公式得到的结果差异较大,特别是在干旱... 详细信息

目前,甘油二烷基甘油四醚(GDGTs)组成和分布特征已被成功应用于古气候古环境重建中。然而,越来越多的研究表明除温度和pH值外,GDGTs也受其他环境因素影响,这导致了在同一地区运用多种温度和pH校准公式得到的结果差异较大,特别是在干旱地区尤为显著。因此,有必要开展现代过程GDGTs分布及其影响因素的调查,以提高温度和pH校准公式的适用性。为此,我们以北方察汗淖尔湖泊为中心,分析流域内24个湖泊沉积物和土壤GDGTs组成和分布。结果显示,所有样品GDGTs分布模式相似,其中古菌类异戊二烯GDGTs(简称isoGDGTs)以crenarchaeol为主,GDGT-0次之,crenarchaeol′含量较低,指示GroupⅠ.1b型奇古菌输入较多;细菌支链GDGTs(简称brGDGTs)中五甲基化brGDGTs丰度最高,其次是六甲基化和四甲基化brGDGTs。群落指数(community index,CI)表明,产brGDGTs的细菌群落属于冷簇,且冗余分析显示pH值对brGDGTs分布影响显著,二者可能共同导致了应用多种校准公式计算结果与器测记录之间的差异。通过该项工作我们认为在利用GDGTs重建古气候时应开展GDGTs现代过程调查,明确环境主导因素,并选择合适的区域校正公式以获取准确的气候信息。

关键词： GDGTs 察汗淖尔分布特征湖泊沉积物表层土壤