高速冲击

摘要： 航空发动机机匣包容性是保障发动机安全、可靠工作的必要要求,涡轮机匣受到飞脱叶片撞击时处于高温环境下,因此如何考虑高温环境对机匣包容性的影响至关重要。针对涡轮机匣典型的GH4169高温合金材料,在LS-DYNA中采用Johnson-Cook本构模型和Thermal-constant关键字开展了单/双层靶板在常温与高温下抗冲击能力的数值仿真方法研究。仿真结果在弹片剩余速度与弹片损失动能上与试验吻合度很高,在损伤形貌上略有差异;6mm间距的双层GH4169靶板的包容性能强于4mm间距的双层靶板,包容性能增强主要表现为外层靶板吸收的能量增多,而内层靶板吸收的能量差异不大。所提出的数值仿真可用于不同工作温度下的机匣包容性分析。

摘要： 为了提升高压功率模块在高速冲击环境中的结构可靠性,研究了高压功率模块采用不同固定方式的抗冲击特性。基于一维应力波条件,针对模块在自由式霍普金森杆系统中的运动响应以及能量转换形式进行理论分析,完成了模块的变形能与动能结果对比。采用有限元方法模拟了20 m/s冲击速度下模块的运动和变形过程,提取关键结构的应力分布、挠度、位移响应速度和加速度响应曲线,其中应力响应最高位置在陶瓷基板层,达到427 MPa,挠度响应最高位置在金属底板层,达到了773.8μm,模块整体位移速度最高达到17.68 m/s,加速度最高达到51110.7g。对比4种固定方式的冲击响应结果,模块冲击后底板变形量由小到大分别为面贴装固定、四角点固定、短边两点固定和长边两点固定,面贴装模块的位移动能和加速度峰值最大。结果表明采用面贴装固定的模块在冲击加速度载荷下发生变形失效的可能性最小,面贴装在四种固定方式中是可靠性最高的安装方式,之后的选择优先度分别是四角点固定、短边两点固定和长边两点固定。研究成果为半导体高压功率模块在实际应用中的安装固定方式选择提供了重要理论依据。

摘要： 燃油箱作为飞机上易损性最高的部件,当其遭受高速射弹袭击时会产生破坏严重的液压水锤效应,直接威胁飞机安全,对水锤效应问题的数值研究具有重要意义。采用CEL方法对水锤效应问题进行数值模拟,首先同已有试验结果进行对比,验证数值计算模型的准确性;然后分析射弹入射速度、充液率对水锤效应的影响;最后对水锤效应的防护设计进行数值分析,优选防护结构设置形式。结果表明:水锤效应的破坏威力来自于冲击波,射弹动能越大、充液率越高,对油箱的破坏性越大;设置防护挡板能够在一定程度上降低冲击波对油箱结构的破坏程度,空气防护挡板结构的防护效果最佳。

摘要： 考虑发动机叶片工作时受预载荷的情况,设计一种面内单向加载装置,配合空气炮等装置开展5种不同预载荷作用下碳纤维/环氧树脂复合材料(T700/TDE-86)的高速冲击试验研究。结果表明:面内初始载荷对复合材料层合板高速冲击性能和损伤特性有显著影响。预拉载荷会提高靶板的抗弯刚度,减少靶板吸收的能量,降低靶板的抗冲击性能,预压载荷则相反;预加载的靶板损伤面积都普遍变小,击穿情况下,靶板的损伤面积会随着预拉力的增大而增大,随着预压力的增大而减小;反弹工况靶板的损伤面积小于击穿工况,且击穿后靶板的损伤面积随冲击速度的增加而增加。

摘要： 为了研究在高速冲击作用下,铺层角度和弹头锥角对CFRP层合板抗侵彻性能的影响,首先基于正交各向异性本构关系和二维Hashin失效准则在ABAQUS中建立锥形弹头高速冲击CFRP层合板的有限元模型;其次通过改变CFRP层合板的铺层角度和弹头的锥角大小,分析二者对CFRP层合板的弹道极限速度、侵彻状态和损伤面积的影响规律。研究发现,在保证单层板厚度不变的情况下,弹头极限速度与铺层角度并非线性关系,其中[0°/45°/90°-45°]3的铺层方式更能提高层合板的抗侵彻性能。该研究为CFRP层合板结构设计提供了参考思路。

摘要： 针对冰雹冲击对复合材料结构安全造成的潜在风险,提出了一种基于连续介质损伤力学的非线性有限元模型,研究了碳纤维复合材料层板冰雹高速冲击力学行为。综合采用拉格朗日法和光滑粒子流体动力学(SPH)法对冰雹进行建模,引入水的状态方程描述冰雹破碎后的流动特性;考虑应变率的单向复合材料本构模型,根据三维Hashin失效准则及材料刚度折减方案,进行复合材料层内损伤预测;引入界面单元结合双线性内聚力模型模拟层间分层现象;编写用户材料VUMAT子程序,实现基于ABAQUS/Explicit显式模块的数值求解。模拟了冰雹高速冲击复合材料层板的瞬态过程,分析了材料的损伤特性和失效机理。探讨了冰雹冲击速度、冲击角度对层板冲击损伤性能的影响,为复合材料结构冰雹冲击问题数值分析提供参考。

摘要： 本文以PAO作为基础油,复配工业齿轮油复合剂RHY4026、含硫极压补强剂RHY586,并通过对铜腐抑制剂的筛选,研制了一款铁路机车齿轮油(参比油为国内某电力机车在用国外油品GMO)。油品性能评价结果表明,研制油品在极压性能、SRV抗磨损性能以及FZG极压性能方面具有较好的结果,可以满足铁路牵引齿轮箱高速冲击负荷工况的润滑要求。

摘要： 针对高速冲击下钢索波动行为问题,分别采用人工黏性与镜像粒子法相结合的SPH算法和FEM对冲击过程进行数值模拟,得到了高速冲击下钢索应力波的传播规律。结果对比可知:钢索中心处产生形变时粒子相互挤压,内外两侧部分粒子产生反应力;外侧产生断裂时,波峰处粒子产生相切于应力传递方向较大主应力,且中心带粒子呈圆弧状分布;内侧未断裂时,部分粒子产生绝对值较大的反应力;完全断裂后,中心处粒子主应力方向指向冲击方向;冲击应力随着冲击角度的增大而减小,随着摩擦因数的增大而增大。通过理论验证了仿真模型的准确性,具有重要的工程借鉴价值。两种算法的系统总能量损耗相似,但采用SPH算法对进行数值模拟计算的精度更高,效率更高,表明了SPH算法的优越性。

摘要： 为研究浸轧压力对剪切增稠液体(STF)增强Kevlar织物高速冲击性能的影响,分别采用50 kPa,100 kPa,200 kPa的压力浸轧STF-Kevlar织物,并使用钛合金模拟叶片弹体开展打靶试验.研究结果表明:STF表现出明显的剪切增稠现象,增稠范围为169 ～1 500 s-1,增稠比为56.4;Kevlar织物浸渍STF后,二氧化硅(SiO2)纳米粒子均匀附着在纤维表面;浸轧压力的增加使STF-Kevlar织物的质量增加率降低;STF-Kevlar织物的能量吸收较纯Kevlar织物高29.4％,但其弹道性能指数(BPI)低于纯Kevlar;浸轧后STF-Kevlar织物的能量吸收高于纯Kevlar织物,但低于未浸轧STF-Kevlar织物;在100 kPa的浸轧压力下,STF-Kevlar织物的单位面密度吸收的能量最高;STF-Kevlar织物能量吸收的变化趋势与织物极限变形高度的变化一致.

摘要： 提出一种由碳化硼陶瓷、UHMWPE层合板、阻尼材料构成的复合靶板。应用LS-DYNA动力学软件进行数值仿真分析,研究该靶板在12.7 mm穿甲爆炸燃烧弹高速冲击下的性能,并通过实验对数值模拟进行可行性验证。进一步研究靶板抗侵彻性能随结构几何参数变化的关系,探究阻尼材料的最佳分布位置和最佳厚度。结果表明:随着陶瓷厚度增大,靶板吸收子弹动能和弹道性能指数呈线性增加;在UHMWPE层合板厚度较大时,增加其厚度对靶板抗侵彻性能的提升更明显;同等面密度条件下,与提高陶瓷或者UHMWPE层合板的厚度相比,涂刷1 mm背层阻尼材料时,复合靶板弹道性能指数最高,抗高速侵彻性能最好,为阻尼材料作为减震层在抗高速冲击领域的广泛应用奠定了基础。

摘要： 为了研究一种航空发动机风扇包容机匣用的二维三轴编织复合材料的高速冲击破坏机理，使用钛合金圆柱弹体进行了高速冲击试验。在LS-DYNA 中使用CDM 模型对弹体侵彻靶板的过程进行了仿真计算，研究了弹体与靶板的相互作用机理。结果表明：二维三轴复合材料靶板在平头圆柱弹体冲击下，主要效模式在入射面为纤维剪切失效与基体破裂失效，在出射面为纤维拉伸失效、纤维拔出、基体开裂与分层失效；弹体侵彻过程可以分为三个阶段，其中第二阶段为主要能量吸收阶段。

摘要： 基于ABAQUS, 建立了一套复合材料层合板动力学分析模型。通过子程序定义复合材料单层板的本构关系、损伤起始判据及扩展准则；层间性能采用界面单元模拟。该模型对层压板在高速冲击作用下的损伤与失效行为的分析结果与试验结果符合很好。

摘要： 本文采用扫描电子显微镜(SEM)及光学金相显微镜(OM)分析了挤压态AM30镁合金在高速压缩及拉伸载荷作用下沿挤压方向及横向断裂之后的微观组织形貌,分析了不同微观形貌的形成原因。研究结果表明：挤压态AM30镁合金高速压缩时为脆性断裂,而高速拉伸时不论是横向还是挤压方向均为韧脆混合断裂,且随着应变速率的增加脆性所占比例在逐渐增加。挤压态AM30镁含金在高速冲击载荷作用下的失效形式除了断裂之外,还有绝热剪切及内部裂纹扩展。

摘要： 建立了一种基于一级气体炮的杆件的高速拉伸断裂试验装置。对于高导无氧铜进行了临界拉伸速度实验，给出了典型的试验和数值模拟结果。发展了一种单轴高速冲击拉伸断裂试验的数值模拟。一旦颈缩发生，计及塑性约束因素、空穴的增长和聚集。试验的临界冲击拉伸速度是40m/s，使用Zerilli-Armstrong本构关系的数值模拟较好地预估了试验结果。文中强调指出，临界冲击拉伸速度的试验值由试件中的波效应、颈缩及损伤演化决定，然而，理论的临界冲击拉伸速度仅由塑性波趋于0确定。

摘要： 本文以能量等效为原则，构建了新的求解弹塑性轴对称问题的离散元模型。并且通过引入断裂准则，使模型不仅可以应用于连续介质问题，还可以应用于从连续介质向非连续介质的动态转化过程。最后，通过模拟钢板受冲击载荷产生层裂的过程，说明模型在高速冲击问题中的适用性并验证了其有效性。

摘要： 采用一维平面应变动加载实验技术及拉氏分析方法研究了二维编织CFRP复合材料在高速冲击载荷作用下的宏观动态响应特性，给出了该材料在高速冲击栽荷作用下流场内应力σ，质点速度U，密度ρ，应变ε，比内能e、比容V及应变率等参量随时间的变化历史，获得 了该材料罗全面的宏观动态力学响应信息。结合冲击动力学理论，分析了该材料在高速冲击栽荷作用下的响应特征。

摘要： 竹胶合板作为木材、钢材的替代材料,已经在建筑行业得到了广泛应用.本文通过对现有胶合板进行系列高速冲击实验,获得了7.62mm标准弹丸对单层竹胶合板及不同厚度多层板侵彻的弹道极限速度,以及子弹穿透靶板后的速度降.并通过比动能法计算了竹胶合板靶板的弹道极限速度以及与木板、铝板的冲击强度等效厚度关系.建立了弹丸速度与板厚的弹道极限速度曲线.通过对竹胶合板在不同速度下子弹高速侵彻的损伤破坏形式分析,获得了竹胶合板在高速冲击状态下的损伤破坏模式.从宏观上看,在高速冲击状态下,竹胶合板的损伤破坏主要以层间脱胶开裂和纤维拉伸断裂为主.研究结果对竹胶合板在高速冲击状态下的结构设计具有重要的指导意义.

摘要： 本文对采用自适应光滑粒子流体动力学方法(Adaptive Smoothed Particle Hydrodyllamics,ASPH)对标准的铝球高速撞击铝板的物理现象的进行了数值模拟.在ASPH方法中,核函数为椭圆的各相异性光滑算法代替了标准的各向同性SPH光滑算法.如果椭圆核函数的轴在时间、空间和每个柱子周围的方向上不同时,椭圆柱函数的轴会自动跟随粒子的平均空间值的变化而变化.采用ASPH方法能更准确更清晰的捕捉到在强激波条件下的各相异性体积的变化,方便处理在瞬时撞击过程中的大变形、高度非均匀性以及能追踪自由表面.采用C++编写了二堆的ASPH方法的程序,并用高速冲击算例验证了改进的爆炸流体动力学程序,其模拟结果与实验吻合非常好.

摘要： 该文利用冲击源经枪击改型的国产WZDD-I型多火化动光弹仪测试系统，对混凝土大试样（圆柱体Φ50×165mm）进行轴向高速冲击（冲击速度可达v=73.44m/s）实验，获得沿试件轴向分布不同时刻的位移，经数字图像采集、分析和三次样条函数插值得到应变。在近似解析分析动应力的基础上建立了冲击速度为41.47m/s下的混凝土从弹性直至应变软件、破坏全过程的应力-应变关系曲线。

摘要： 为研究高速贯穿下芳纶复合材料层合板的损伤特点，本文通过弹道贯穿实验，分析了芳纶层合板的贯穿吸能情况，并通过高速摄影系统对贯穿过程中靶板损伤状态进行了分析，同时采用工业CT扫描和揭层处理的手段，分析了贯穿后靶板的内部损伤情况。研究发现，冲击速度对靶板的贯穿吸能有较大影响；贯穿过程中背面鼓包形成和扩展及纤维断裂喷出是靶板的主要变化状态；内部分层及纤维断裂是靶板的主要破坏形态，分层区域呈对顶双锥型，纤维断裂区域随冲击速度的提高呈扩大的趋势，并且断裂纤维的弯曲方向有一定的规律性。

摘要： 本实用新型公开了一种耐冲击高速高速公路防护栏，包括安装架、连接槽和缓冲机构，所述安装架外观呈横置的U型，所述安装架上下两横杆上分别开设有连接槽，所述安装架靠上位置两侧的表面上固定连接有连接轴，所述缓冲机构包含连接杆Ⅰ、螺旋弹簧、连接杆Ⅱ、轴套和转筒，所述连接杆Ⅰ的两端活动连接在连接槽内，所述螺旋弹簧的一端固定连接在连接槽后侧的表面上，所述螺旋弹簧的另一端分别与连接杆Ⅰ固定连接在一起，所述连接杆Ⅰ的两端分别连接有连接杆Ⅱ，所述连接杆Ⅱ将两侧的连接杆Ⅰ连接在一起，该耐冲击高速高速公路防护栏，安装方式比较为简单，连接结构可以活动，能够对冲击力进行缓冲，减少对车身的损坏，防护效果好。

摘要： 本发明涉及一种凸轮高速冲击式金属棒管料低应力冲击旋弯致裂下料装置，由末端接设有转动凸轮的电机传动机构、可通过套筒携持配合棒管料沿纵向转动的棒管料固定装置以及可在传动机构凸轮转动作用下对棒管料固定装置中的套筒做间歇性轮番冲击的横向冲击下料机构组成。本发明采用冲击载荷效应与待加工棒管料预制缺口应力集中效应相结合的方式，对悬臂夹持的金属棒管料进行低周冲击下料，能够获得良好的坯料断面质量，同时具有生产效率高以及材料利用率高等优点。

摘要： 本发明提供了一种具有新型结构的高速冲击薄膜摩擦学试验机，包括由高精度气悬浮电机构成的高速旋转薄膜样品台，悬臂梁定位装置、安装在悬臂梁前端的冲击摩擦对偶样，和用于监测冲击摩擦对偶样与薄膜样品间距离的显微镜构成的冲击运动系统，以及由多普勒激光测振仪和声波测振仪传感器构成的信号采集系统。与现有技术相比，本发明的冲击薄膜摩擦学试验机能够在超高速运动和超轻冲击载荷条件下精确评价微米/纳米尺度薄膜的冲击摩擦性、耐久寿命和接触力特征等性能。

摘要： 一种高速磁浮驱动的超高速冲击试验系统，涉及一种高速磁浮驱动的超高速冲击试验，为了解决现有的冲击试验系统无法实现超高速、超大质量、超大冲击能量的冲击试验。本发明的台车由加速区段进行装配，并同步加速运行，当台车达到预设速度后进入匀速区段；在匀速区段，对台车的撞击高度和撞击角度进行调整；在台车到达释放点时，解除驱动系统与台车的同步运行，驱动系统进入紧急制动状态，此时台车脱离驱动系统飞向拟定受冲击体，发生撞击，同步开始采集撞击数据；驱动系统进入紧急制动状态后进入轨道系统的减速区段，并逐渐减速至静止，完成超高速冲击试验。有益效果为实现了大型结构台车的超高速度、超大质量和超大冲击能量的撞击试验。

摘要： 本发明公开了一种用于高速列车玻璃及车体材料的高速冲击试验装置，包括配气系统、发射装置、瞄准装置和测速装置；配气系统包括高压供气系统和低压供气系统以及下气室和上气室；下气室，用于当其被排气时，使得上气室与发射装置中的换弹仓相连通；上气室，用于当其与发射装置中的换弹仓相连通时，通过其内部的压力将换弹仓内的弹丸向外发射。本发明可以根据气室内压力的大小和需要发射的发射物（例如弹丸）质量大小，来对应调节不同的发射速度，以获得模拟高速冲击环境所要求的冲击速度。本发明通过精确控制发射装置所射出的弹丸的速度，来精确复现列车在高速行驶过程中受到鸟蛋、碎石等物体冲击时的抗冲击效果。

摘要： 本发明公开了一种摆式冲击试验高速冲击力测试系统和测试方法，涉及材料试验技术领域，其中，摆式冲击试验高速冲击力测试系统，包括座体：保温组件包括用于固定试件的温度传导夹具以及用于盖住温度传导夹具的保温盖；滑移组件包括设置在座体上的滑轨，温度传导夹具设置在滑轨上；传导组件包括冲击传导杆和冲击力传感器，冲击力传感器设置在座体上，冲击传导杆一端与温度传导夹具相连接，另一端与冲击力传感器相连接，以使冲击力传感器间接检测到试件在摆式冲击试验过程中所受到的冲击力。本发明可准确测试在不同温度环境下、不同胶结料与不同材料试块所成型的试件在进行摆式冲击试验时的受力情况，得到冲击力与时间的关系曲线。

摘要： 本发明涉及一种凸轮高速冲击式金属棒管料低应力冲击旋弯致裂下料装置，由末端接设有转动凸轮的电机传动机构、可通过套筒携持配合棒管料沿纵向转动的棒管料固定装置以及可在传动机构凸轮转动作用下对棒管料固定装置中的套筒做间歇性轮番冲击的横向冲击下料机构组成。本发明采用冲击载荷效应与待加工棒管料预制缺口应力集中效应相结合的方式，对悬臂夹持的金属棒管料进行低周冲击下料，能够获得良好的坯料断面质量，同时具有生产效率高以及材料利用率高等优点。

摘要： 本发明提供了一种具有新型结构的高速冲击薄膜摩擦学试验机，包括由高精度气悬浮电机构成的高速旋转薄膜样品台，悬臂梁定位装置、安装在悬臂梁前端的冲击摩擦对偶样，和用于监测冲击摩擦对偶样与薄膜样品间距离的显微镜构成的冲击运动系统，以及由多普勒激光测振仪和声波测振仪传感器构成的信号采集系统。与现有技术相比，本发明的冲击薄膜摩擦学试验机能够在超高速运动和超轻冲击载荷条件下精确评价微米/纳米尺度薄膜的冲击摩擦性、耐久寿命和接触力特征等性能。

摘要： 本发明公开了一种用于高速列车玻璃及车体材料的高速冲击试验装置，包括配气系统、发射装置、瞄准装置和测速装置；配气系统包括高压供气系统和低压供气系统以及下气室和上气室；下气室，用于当其被排气时，使得上气室与发射装置中的换弹仓相连通；上气室，用于当其与发射装置中的换弹仓相连通时，通过其内部的压力将换弹仓内的弹丸向外发射。本发明可以根据气室内压力的大小和需要发射的发射物（例如弹丸）质量大小，来对应调节不同的发射速度，以获得模拟高速冲击环境所要求的冲击速度。本发明通过精确控制发射装置所射出的弹丸的速度，来精确复现列车在高速行驶过程中受到鸟蛋、碎石等物体冲击时的抗冲击效果。

摘要： 一种高速磁浮驱动的超高速冲击试验系统，涉及一种高速磁浮驱动的超高速冲击试验，为了解决现有的冲击试验系统无法实现超高速、超大质量、超大冲击能量的冲击试验。本发明的台车由加速区段进行装配，并同步加速运行，当台车达到预设速度后进入匀速区段；在匀速区段，对台车的撞击高度和撞击角度进行调整；在台车到达释放点时，解除驱动系统与台车的同步运行，驱动系统进入紧急制动状态，此时台车脱离驱动系统飞向拟定受冲击体，发生撞击，同步开始采集撞击数据；驱动系统进入紧急制动状态后进入轨道系统的减速区段，并逐渐减速至静止，完成超高速冲击试验。有益效果为实现了大型结构台车的超高速度、超大质量和超大冲击能量的撞击试验。