示波冲击试验评价钢的动态断裂韧度

示波冲击试验能提供试样断裂过程中载荷、挠度和冲击吸收功的瞬态信息，简单、快捷地测定金属材料的弹塑性动态断裂韧度J积分。本文通过示波冲击试验测定了不同温度下St52-3钢的截荷-挠度曲线，介绍了一种由单试样载荷-挠度曲线计算 J-R曲线和动态断裂韧度Jd的数学模型。     

某隧道地基岩体的应变率效应研究

依托广州如意坊放射线系统工程,利用万能试验机（DDL300）和分离式霍普金森压杆（SHPB）对水下拟建隧道岩体进行钻孔取样,进行静态力学试验和冲击试验;研究其静动态力学性能和应变率效应。结果表明:岩体试样脆性大,静态抗压强度为29.23 MPa,应变率敏感性较大,应变率在24～73 s?1范围内;动态抗压强度为45.30～74.14 MPa,动态增长因子（DIF）为1.55～2.53,抗压强度、抗拉强度和动态增长因子随应变率的上升而增强和上升,表现出正应变率效应。     

人体骨骼生物力学测试研究综述

骨骼是由矿物质和胶原蛋白等成分构成的多尺度层级结构,其在生理载荷作用下的自适应特性造就了骨骼复杂的非均匀性、各项异性等特性。为适应机械、生物力学、医学、航空航天、法医等多领域中骨骼生物力学特性的表征,需要利用多种不同的材料力学测试方法,准确地获取骨骼的材料本构参数。全面介绍了骨骼试样的保存、制备、测试及材料本构参数识别方法,分析了各种力学测试方法的特点及其对骨骼试样的要求。还介绍了新测试技术在骨骼力学特性表征方面的应用,基于三点弯曲测试方法提出了一套人体骨骼的材料参数获取流程。可为骨骼生物力学特性的系统表征提供理论和方法参考。     

空气悬架推力杆支架的拓扑优化设计

基于极限状态的静态载荷,利用拓扑优化技术对某牵引车空气悬架的下推力杆支架进行了结构优化设计,在保证结构刚度和强度的基础上,达到了结构轻量化的目标;同时运用多体动力学方法:,提取了轴端随机载荷条件下该件连接部位的动态载荷,并分析了该件在该载荷条件下的疲劳损伤情况。结果:表明,优化方案较原始方案在刚度、静强度和疲劳寿命方面均有明显改善。     

点焊冲击性能测试技术研究现状

点焊是汽车制造中广泛采用的连接工艺,点焊冲击性能是评价材料焊接性能、焊接质量、部件强度和汽车车身安全性能的重要指标。对点焊冲击性能测试技术的研究现状进行了综述,涉及材料领域和汽车制造领域测试点焊冲击性能的意义和特点、典型点焊冲击测试的加载模式、试样结构、焊点破坏形式、关键参数的测试方法、构件点焊冲击测试方法等,讨论了点焊冲击性能测试的关键技术和存在的问题,并预测了这一领域的未来发展趋势。     

薄壁方管在冲击载荷下的应变及应变率特性

在汽车碰撞模拟过程中,材料的应变率效应已经得到越来越多地关注和应用,要求更全面地认识材料应变率效应对模拟结果的影响情况。本文选择具有应变率效应的材料以及薄壁方形管件为研究对象,通过模拟分析验证了材料应变率效应的引入对计算结果的影响,同时分析了冲击载荷下的方管典型区域的有效塑性应变及塑性应变率分布情况。     

基于虚拟试验场的牵引车动态载荷研究

基于Adams软件的虚拟试验场动态载荷分解技术在乘用车耐久性能开发领域广泛应用。对于重卡车型,由于车辆模型复杂、参数有限且测试难度大,虚拟试验场技术的应用推广受到限制。搭建某牵引车整车多体动力学模型及虚拟试验场仿真环境,同时采集试验场工况下的实车载荷谱数据并与虚拟试验场动力学仿真分析提取的动态载荷进行对比。使用相对伪损伤比值、频谱分析等评估比利时、扭曲路、搓板路等典型路面工况下仿真与实测载荷谱数据的差异。结果表明：基于虚拟试验场的动态载荷提取技术可应用于牵引车车型且可实现较高的精度,是一种获取试验场耐久工况载荷谱的有效方法。     

汽车碰撞安全与轻量化研发中的若干挑战性课题

汽车结构与动力电池的碰撞安全性是开发轻量化、电动化汽车的强制性要求和关键基础性支撑技术。通过3个方面的10个典型课题及研究结果,介绍并综述了汽车碰撞安全性研发的技术挑战。第一,采用夹层式汽车前舱罩盖技术,提升罩盖结构力学特性的横向均匀性以及冲击响应历程的均匀性,满足汽车吸能位移限定下的行人头部碰撞响应控制;采用精细人体有限元模型解析复杂工况下行人下肢损伤机理和影响参数,基于人体组织损伤层面的虚拟评估改进汽车结构的人体碰撞保护设计;面向复杂道路交通事故工况和多样化人体特征,解决强非线性条件下的自适应乘员智能保护系统优化设计难题,通过在时间和空间上对乘员约束载荷的均衡化实现针对工况可调的碰撞保护。第二,揭示材料冲击测试中系统共振导致信号振荡和材料屈服放大振荡的机理,开发抑制信号振荡的轻质动态力传感器;精细表征材料在碰撞载荷和复杂应力状态下的力学行为,针对高强钢、塑料、胶粘和焊点等轻质高强材料及复合连接接头建立大变形失效断裂预报方法及仿真模型。第三,基于动力电池多工况挤压试验,建立电池在外载荷作用下的材料失效、电压陡降与温度上升的响应特征关联性,提出用力学响应特征预测电池内部损伤起始和短路发生的判据,解决电池在机械滥用载荷下的短路预测问题,建立能准确预测电池变形响应的数值模型及碰撞安全评估方法,并应用于电池包和电动车的轻量化与碰撞安全性设计。     

反复冲击压缩高岭土动力特性SHPB试验

为了探明软黏土在反复冲击压缩荷载作用下的动力响应，利用SHPB（Split Hopkinson Pressure Bars）试验技术，建立高岭土SHPB试验系统，进行反复冲击压缩试验。通过比选确定合理的试样厚度、整形器和冲击速度用以提高试验结果的精度；开展了7组不同厚度、含水率和冲击速度的高岭土试样测试，试样厚度分别为10，15 mm，含水率分别为24%、29%和36%，冲击速度分别为3，5 m·s^-1。试验结果表明：含水率29%的试样，冲击速度为5 m·s^-1更有利于试样应力均匀性的实现，反复冲击次数的增加亦提高了试样的均匀性，在反复冲击后，试样应变量下降约16%，而应力峰值提高了约30%；反复冲击过程中，高岭土试样的应变出现软化现象，随着冲击次数增加，试样的应变峰值经历“降低-上升-降低”的过程；平均应变率与含水率反相关，相同试样厚度下，冲击速度为5 m·s^-1，含水率为24%的试样反复冲击下的平均应变率最大为210 s^-1，冲击速度为3 m·s^-1，含水率为24%的试样的平均应变率依然最大为177 s^-1；高岭土试样的压缩波速主要受含水率的影响，含水率越高，波速越大，含水率为36%的试样波速最大值为313 m·s^-1，厚度为10 mm的试样能更有效获取冲击压缩波速。     

冲击载荷下Hybrid Ⅲ假人颈部应力与应变

为研究对假人颈部软材料在冲击载荷下的动态力学响应,模拟了摆锤冲击工况和佩戴三点式安全带的Hybrid Ⅲ假人滑车正面碰撞工况。模拟中,基于验证的Hybrid Ⅲ 50百分位男子假人有限元模型,使用了非线性动态显示有限元仿真分析方法。在两种结构、两类载荷下,比较了颈部橡胶材料的局部应力和应变。结果表明:法规认证的颈部试验载荷工况比滑车碰撞工况严重。因此,为准确表征假人橡胶材料的力学行为,需要设计一种能够反映整车碰撞环境下假人颈部变形特征的材料试验;试验中,要求应变达到1.5,且应变率达到50 s-1;其应力状态包括单向拉伸/压缩、纯剪切、双向拉伸/压缩,以及体积压缩。     

激光式高速弯沉仪在运营高速公路检测中的应用

随着运营道路的逐年增加,路面弯沉指标检测的快速性和安全性无法保证。面对这些难题,国内出现了全自动快速激光动态弯沉检测车。激光式高速路面弯沉测定仪是测试系统在高速行驶过程中通过激光多普勒效应来测试地面在荷载作用下的垂直下沉速度,通过一套惯性系统实时记录多普勒激光传感器的振动情况和运行姿态,用于修正计算路面实际弯沉变化的速度。陕西省利用该类设备快速、安全的完成了上千公里的高速公路的检测任务,为运营道路的养护分析提供了快速、高效的技术支撑,并希望在今后的检测工作中得到大力推广。     

冲击仪器化试验方法标准的应用(Ⅱ)

为了获得裂纹形成过程中不同阶段的结果，采用多试样法，在摆锤不同扬角下进行试样的系列冲击。由于冲击能量和冲击力不同，使试样产生不同程度的变形或裂纹，直至断裂。将发生不同程度变形和裂纹的试样用线切割方法，按图9所示取样。将试样带缺口线切割处的一侧，经磨制抛光及侵蚀后，在扫描电镜下观察，找出裂纹形成或裂纹扩展途径与载荷之间的关系。     

电动汽车麦弗逊悬架下摆臂轻量化研究

对某电动汽车麦弗逊悬架下摆臂进行有限元分析。首先对悬架进行运动学分析,得出作用在下摆臂各点的载荷;其次对同等厚度的下摆臂分别赋予钢材料和铝材料,采用惯性释放的方法分别对其进行静力学分析;最后以下摆臂最大变形量为约束条件对采用铝材料的下摆臂进行尺寸优化。结果表明:采用铝材料的下摆臂可以在保证静、动态性能的前提下有效降低自身重量。     

考虑密封条动态压缩效应的车门动态关闭疲劳仿真与试验研究

为提升车门动态关闭疲劳损伤计算精度，基于 Abaqus仿真不同压缩速率下密封条压缩载荷-压缩量曲线，通过最小二乘法拟合得到密封条动态压缩曲线非线性函数关键参数；在车门动态关闭瞬态响应分析模型中运用密封条动态压缩载荷-变形函数；设计车门开闭耐久试验对标验证锁点力值和损伤。研究结果表明，应用密封条动态压缩载荷函数曲线仿真的锁扣载荷瞬态响应与试验测试力值偏差小且变化趋势基本一致，车门动态关闭疲劳仿真预测结果与耐久试验高度吻合。密封条动态压缩阻尼效应对提升车门关闭耐久仿真精度有重要意义。     

钢纤维混凝土(SFRC)的增强增韧机理及冲击特性研究

普通混凝土材料脆性大、易开裂、抗冲击性差,不适合承受高速冲击或爆炸的工程,而钢纤维混凝土(SFRC)具有优良的阻裂、增韧和抗冲击性能,将其用于抗爆结构是行之有效的。文章在分析冲击载荷下SFRC强度、韧性等动态力学性能的基础上,探讨了钢纤维的增强增韧和耗能机理,系统论述了钢纤维体积率、长径比、制作工艺、外惨料、基体混凝土、应变率效应等因素对SFRC抗冲击性能的影响,提出了提高SFRC抗冲击性能的途径,为抗爆工程中应用SFRC提供了依据。     

机动车摩擦材料克劳斯摩擦试验机与惯性式制动台架试验机的比较

对德国克劳斯摩擦试验机与制动器惯性式台架试验机试验结果进行了对比分析，讨论了其配用试验程序间的关系和试验结果之可比性。用克劳斯摩擦试验机进行制动器实物试验，与其它摩擦试验机进行小试样测试相比，可免去尺寸模拟、几何形状模拟等环节，故能较好地模拟摩擦材料的使用条件。     

驻车动态性能仿真分析

为准确快速地计算驻车动态挂入车速和驻车冲击载荷,提高驻车机构安全性,应用ADAMS和MATLAB/Simulink,分别建立驻车机构动力学仿真模型和包含驻车机构的整车传动系统仿真模型,基于ADAMS动态挂入车速的仿真结果和Simulink模型,仿真得到驻车冲击载荷,用以校核驻车机构在动态工况下的静强度和疲劳强度。整车动态工况试验完成后,驻车机构未失效,验证了方法的有效性。     

碳纤维包裹下混凝土的动态力学性能研究

为研究在强动载冲击下、径向碳纤维布约束条件下的混凝土动态力学性能,采用SHPB(分离式霍普金森杆)技术对C40混凝土试件及碳纤维布包裹的C40混凝土试件进行累计冲击压缩试验,测试出试件在不同冲击加载条件下的平均应变率、破坏应力、破坏应变等。同时采用表面直透法对试件进行损伤检测,并用多次冲击有效试验来讨论累计损伤特性。通过对两者特性对比分析,得出混凝土在碳纤维包裹下延性和强度均得到提高,且延性增加的更为明显,同时得出D值与破坏形态的对应关系。对比素混凝土,证明碳纤维布能提高混凝土抗冲击能力。     

钢筋混凝土圆形桥墩正截面冲击承载力计算

针对工程中频发的桥墩撞击事故,根据欧洲规范(CEB)推荐的率型经验公式,得到对应应变率效应的混凝土动态抗压强度及相应动态断裂应变、钢筋的动态抗压(拉)强度;基于材料动态强度的应力—应变关系,并考虑桥墩截面的局部削弱,推导出冲击荷载下圆形钢筋混凝土桥墩正截面极限承载力的分析和计算公式;在对试验数据分析的基础上,通过算例验证桥墩动态极限承载力计算方法的可行性,并建议了冲击荷载下材料应变率的取值范围。     

钢筋混凝土圆形桥墩正截面冲击承载力计算

针对工程中频发的桥墩撞击事故,根据欧洲规范（CEB）推荐的率型经验公式,得到对应应变率效应的混凝土动态抗压强度及相应动态断裂应变、钢筋的动态抗压（拉）强度;基于材料动态强度的应力一应变关系,并考虑桥墩截面的局部削弱,推导出冲击荷载下圆形钢筋混凝土桥墩正截面极限承载力的分析和计算公式;在对试验数据分析的基础上,通过算例验证桥墩动态极限承载力计算方法的可行性,并建议了冲击荷载下材料应变率的取值范围。