计及空腔能量耗散的尖劈结构声学特性研究

以喇叭型空腔为例分析了声波在尖劈空腔中的传播规律,给出了计及空腔能量耗散作用的尖劈结构吸声系数计算方法,通过声管测试验证了本文算法的有效性。在此基础上,通过数值试验预报了声呐平台区振动及自噪声分布,对比分析了空腔尖劈敷设方案对其声学特性的影响。结果表明：空腔对较低频段声波能量吸收有很大作用,在3 kHz以下频段计算空腔尖劈吸声性能时必须予以考虑;敷设空腔尖劈的声呐平台区的振动及自噪声总声压级显著降低,尖劈部分优化敷设既要兼顾声呐基阵位置处的声压压分布。     

舰船阻振质量刚性隔振特性研究

利用波动理论的分析、处理方法,分析了阻振质量对船体结构中振动波传递的阻抑特性,讨论了阻振质量偏心布置对其隔振性能的影响。在此基础之上,突破传统柔性隔振理论的局限,开展双层壳动力舱段阻振质量刚性隔振特性研究,从阻抗失配的角度出发,初步给出了具有高传递损失特性的舱壁及出海管道系统结构形式,为船舶结构声学提供参考。研究结果表明：不同形式的阻振质量增大了船体结构的阻抗失配程度,加剧了振动波在船体结构中的波型转换、散射和反射,显著降低了动力舱段中高频带的振动和声辐射。     

车辆吸能部件的碰撞试验与数值仿真

为了设计某列车耐撞性车体, 实现列车被动安全保护, 进行了台车碰撞试验和数值仿真计算, 研究了耐撞性车体吸能部件的吸能特性。在台车撞击试验过程中, 吸能部件从预期部位开始发生稳定有序的塑性变形, 吸收的冲击动能与最大变形量基本成正比关系, 说明该部件具有良好的吸能效果。并在此基础上, 应用显式动力有限元理论建立了其有限元撞击模型, 进行了数值仿真计算。相关性分析结果表明: 仿真结果与试验结果基本一致, 在整个撞击过程中, 撞击力曲线基本吻合, 最大撞击力峰值分别为2486.3、2423.1kN, 最大变形量误差和初始撞击力峰值误差都小于3%, 反弹速度误差小于4%。显然, 利用撞击试验验证了数值计算的有效性和可靠性, 利用数值计算设计和优化车辆吸能部件是可行的。     

高速机车制动温升对轴盘配合的影响

利用ANSYS建立了高速机车轴盘制动装置热量传递模型, 计算了接触面热阻、间隙导热系数和表面传热系数, 研究了其温度场分布特性, 分析了制动生热对轴盘制动装置过盈配合的影响。计算结果表明: 合理的制动盘和盘毂间隙能增大热阻, 减小温度对过盈配合的影响, 在结构允许范围内, 建议合理的设计单边间隙为0.5-1.5 mm; 制动结束时刻, 选择合理的盘毂厚度可使过盈面平均接触压力减小5.9%-6.6%, 以降低温度对过盈配合的影响, 建议盘毂合理厚度为8 mm。     

舰用齿轮箱抗冲击能力时域计算

为找出舰船设备的潜在问题或薄弱环节,从而保证舰船的战斗力;以及为避免由于对设备的抗冲击性能不了解即进行冲击试验可能对设备造成的损坏,抗冲击数值模拟分析对于舰用设备是必要的。对舰用齿轮箱抗冲击能力进行时域数值模拟,使用MDT软件建立齿轮箱三维几何模型,利用HyperMesh软件进行前处理以及有限元网格划分,并将有限元模型导入ABAQUS软件,对齿轮箱抗冲击能力进行时域计算。分析数值模拟结果得到了齿轮箱典型部位处冲击响应,总结了齿轮箱抗冲击的一些规律,并找出了齿轮箱结构抗冲击的薄弱环节,为齿轮箱结构优化设计提供了参考。     

基于拉依达准则的舰载设备抗冲击薄弱环节判定

舰载设备的抗冲击能力对提高舰船战斗力和生命力有十分重要的意义。通过对冲击载荷作用下舰载设备的动态响应进行统计分析,发现其结构响应的频率特性与对数正态分布十分符合。成功将拉依达准则应用于舰载设备抗冲击薄弱环节的判定。通过与频率计算法进行对比分析,验证了应用拉依达准则对舰载设备抗冲击薄弱环节进行判定的可行性,同时也发现了频率计算法的不足之处。作为算例,分别应用频率计算法和拉依达准则对其抗冲击薄弱环节进行判定。计算结果表明,拉依达准则判定法的计算结果更加准确而全面。     

基于零部件VOC散发的材料及工艺研究

为了解某品牌车型近年来内饰件VOC现状,利用袋子法对该品牌所有车型的内饰件进行了分析,测试和统计结果表明零部件VOC中甲苯、二甲苯、甲醛、乙醛存在控制风险;对座椅总成和仪表板总成2个重点零件的材料法测试结果进一步分析,发现泡沫、面料和PP类塑料件等是VOC的主要来源。最后,对不合格原因进行简要分析,并从原材料、工艺、仓储、装备等方面给出相应的优化方案。     

冷金属电弧钎焊在乘用车后流水槽的应用研究

在车身开发及制造过程中,通常采用板件拼焊替代整体冲压件,从而达到降重、降成本的目的。乘用车后流水槽部位传统采用点焊+涂密封胶工艺实现连接及密封效果,如果能够改为弧焊工艺,则可以省略涂胶工艺,节约成本、提升节拍,但弧焊工艺会造成较大的焊接变形,这制约了该工艺改进的可行性。冷金属电弧钎焊具有热输入小,焊后变形小的独特优势,通过CAE分析与实焊相结合的方式验证了冷金属电弧钎焊在焊接乘用车后流水槽部位具有较高的应用意义与价值。     

水下爆炸时加肋双层圆柱壳冲击响应的统计分析

主要分析水下爆炸时加肋双层圆柱壳冲击响应的变化规律。应用ABAQUS软件建立加肋双层圆柱壳有限元分析模型结构,并模拟水下爆炸冲击环境,通过MATLAB／SIMULINK软件对各节点的加速度时历响应值采用冲击谱的方法进行计算,将得到的谱速度值进行统计分析。分析表明,冲击因子能够较为可靠地描述结构冲击环境的强弱程度,但具有一定的局限性。另外,对于所采用的加肋双层圆柱壳模型,在1~500Hz频率范围内,无量纲爆距x>1.5,等冲击因子C条件下,加肋双层圆柱壳的冲击谱响响应环境是等效的。     

海洋平台结构系统弹塑性整体计算的裂纹柱壳新单元

柱壳是船舶与海洋工程结构物中主要结构构件。由于波浪等载荷的交变作用,疲劳裂纹损伤是这类结构物中一种常见且对安全性危害极大的损伤形式,因此裂纹损伤柱壳的研究一直是一个关注的课题。通常,对于韧性良好的结构物材料,在裂纹扩展前,裂纹前端可能出现较大范围的塑性,其相应的分析称为弹塑性断裂分析。另一方面,裂纹损伤构件在载荷作用下的演变与整体结构系统的关系密切,因此,包含裂纹损伤的结构整体系统计算是必要的,而目前一般的有限元方法由于裂纹存在和非线性的特殊原因,进行这样的计算工作量非常大,因此有必要开发未知量少且能反映弹塑性裂纹影响的新的结构单元。针对周向壁穿裂纹损伤柱壳,利用Sanders弹塑性裂纹解析解,通过增量运算,实现载荷和位移的增量显式表达,建立了弹塑性裂纹的单元增量刚度方程,为裂纹损伤结构系统的整体计算奠定了必要的理论基础。