冻土隧道复合不耦合装药结构试验研究

冻土隧道爆破开挖过程中,炸药爆炸产生大量高温高压的爆生气体,破坏周围冻土原有的热平衡,易引发特殊的工程灾害.本文提出一种新型装药结构--复合不耦合装药结构(水或盐水 空气不耦合装药结构),并在爆破洞室进行不同装药结构的降温对比试验研究和不同试验条件下的试件爆破损伤参量研究.结果表明,该装药结构能够有效吸收部分爆生气体的热量,降低爆生气体和工作面的最高温度,改变爆炸应力波和爆生气体的能量分配比例,达到降温和减振的效果.这种复合不耦合装药结构在风火山冻土隧道开挖中进行实地应用,取得良好的爆破效果.     

复合材料螺旋桨敞水性能与结构特性研究

针对复合材料螺旋桨流固耦合效应显著的特点，本文通过CFD计算复合材料螺旋桨所受水动力载荷，应用有限元方法计算复合材料桨叶结构响应，建立双向流固耦合数值计算方法，研究不同进速系数工况下刚性和复合材料螺旋桨的水动力性能与结构特性。研究结果表明：相较于刚性螺旋桨，复合材料螺旋桨通过弯扭耦合变形实现螺距角与攻角自适应匹配，进而提高推进效率并降低功率损耗；复合材料桨叶的最大总变形和最大等效应力随来流速度的增大而减小，随旋转速度的增大而增大。基于蔡-吴准则对复合材料螺旋桨的失效行为进行判断，蔡-吴失效系数随进速系数的增大而降低，失效区域更容易出现在桨叶叶梢处。     

高速铁路信号电缆不同接地方式对芯线的干扰影响研究

高速铁路信号电缆接地端统一接综合贯通地线，信号电缆双端接地时金属护套电流成为回流的又一通路，外皮电流成为对信号电缆芯线新的干扰源。结合高速铁路特点，运用电磁耦合理论深入计算和分析贯通地线和信号电缆芯线间的感应耦合参量、信号电缆外皮和芯线间的互感等，比较分析信号电缆单端接地和双端接地的结果，对目前高速铁路联调联试中讨论较多的单、双端接地方式对芯线的干扰问题，提供一些比较有参考价值的结论．     

轮轨作用力计算分析及其校核

文章对文献[1]中的车辆-轨道的计算模型以及轮轨接触力迭代求解方法进行了改进。算例分析表明:改进后的数值计算结果与文献[2、3]给出的测试和仿真分析结果具有较好的一致性。此外,利用有限元分析软件ANSYS进行了建模、分析和验证。     

机械和螺旋桨振动噪声作用下的物探船水下辐射噪声数值预报

探讨了考虑机械噪声和螺旋桨噪声共同作用下物探船水下辐射噪声有效计算方法,采用基于结构有限元-声学边界元的声固耦合模式直接一体化计算水下总辐射噪声级。建立了某物探船整船三维结构有限元模型以及流体声学边界元模型。在船体总振动响应分析基础上,将螺旋桨噪声以点声源的形式与机械振动源同时输入到统一声学环境中求解,对物探船水下辐射噪声进行数值预报,给出了物探船辐射噪声指向特性,并比较了两类噪声源一体化计算方法与直接叠加合成方法在物探船水下辐射噪声计算结果的差异。研究表明,采用机械噪声与螺旋桨噪声直接叠加合成总辐射声级的方法在工程精度上可接受,但一体化计算是更合理的处理方式。     

耦合激励下的液舱晃荡新型数值解法

对于液舱内流体运动的模拟,传统频域边界元方法具有很大的局限性即离散求解方程时会出现奇点问题,同时在交界面处所得速度分布精度较低。而去奇异边界元法将传统做法中直接布置于流体计算域表面节点上的奇点移至计算域外部,很好地解决了奇异性问题。该文基于去奇异边界元法,建立了模拟液舱内流体晃荡问题的流体动力学数值模型,并利用FORTRAN语言开发了可模拟任意尺度液舱晃荡的程序。文中模拟了单向激励和横荡纵荡耦合激励下液舱晃荡问题,并将结果与解析解进行了对比。结果表明,数值解和解析解吻合很好,说明了该方法的准确性和有效性。     

波浪中过度加速度的非线性时域预报

国际海事组织(IMO)船舶设计建造分委会(SDC)第4次会议把过度加速度稳性直接评估的制定提上议程。然而,如何准确预报和评估波浪中的过度加速度依然是一个亟待解决的问题。文章针对此挑战,采用三维时域混合源法进行了波浪中过度加速度的直接预报和评估。首先,采用三维时域混合源法,建立了波浪中船舶大幅横摇运动和船体任意位置处横向加速度的非线性时域预报方法;其次,以4000TEU集装箱船为研究对象,开展规则波和不规则波中的大幅运动模型试验,对计算方法进行验证;然后,对比分析了3DOF(垂荡—纵摇—横摇)和4DOF(横荡—垂荡—纵摇—横摇)耦合数学模型的计算精度;最后,分析了船体横向加速度的影响因素。研究表明,考虑横荡影响的4DOF数学模型计算精度较高;数值计算结果和模型试验结果吻合良好,证明文中建立的非线性时域方法可有效预报波浪中的过度加速度,可用于IMO过度加速度衡准的制定,也可为船舶设计提供评估手段。此外,文中还研究了IMO薄弱性衡准草案中中国和德国联合提出的加速度简化计算方法的适用性,证明该简化计算方法具有一定的保守性,符合衡准的要求,可用于过度加速度薄弱性衡准计算。     

可液化倾斜场地端承单桩地震响应三维数值模拟

可液化倾斜场地桩基动力响应是国内外岩土抗震工程领域关注的重要问题.文中在振动台试验的基础上,将液化土层视为非牛顿流体,利用流固耦合方法进行了可液化倾斜场地桩-土-结构相互作用的三维数值计算,与试验结果进行对比,并分析了端承单桩在长径比、桩顶惯性力、端部嵌固条件影响因素下的动态响应特征.结果表明:基于流固耦合方法的数值计算与振动台试验结果一致,能真实再现振动台试验结果;桩长径比不同、桩顶是否附加质量块、桩端是否固定都能够明显影响桩基的动力反应;场地液化具有显著的滤波减震作用,地震波从底部非液化层传递至液化层,液化土中的加速度衰减更快.     

锂离子电池机械完整性研究现状和展望CSCD

本文总结了车用锂离子电池机械完整性领域研究现状,指出了存在的问题,并明确未来的重要发展方向。在交通事故中受到机械过载,包括在振动与冲击、大变形、针刺等载荷条件下,锂离子电池会发生内部短路、温度升高、电池体内压强上升,从而导致热逃逸现象,最终有可能引发失火及爆炸等灾难性后果。这将影响车用锂离子电池的安全性,阻碍电动汽车的推广与应用。目前研究者从材料、单体、模组、系统等不同尺度,通过实验、理论、仿真等方法,考虑多物理场耦合机制多方位地对锂离子电池展开研究。