冲击载荷

摘要： 碳纳米管/碳纤维增强复合材料(carbon nanotube/carbon fibre reinforced plastic,CNT/CFRP)是一种多尺度复合材料,比传统CFRP有更好的综合性能和更广阔的应用前景。对CNT/CFRP在低速冲击下的响应和破坏进行了数值模拟研究。首先,基于先前的研究通过引入基体增韧因子、残余强度因子并改进损伤耦合方程,建立了新的FRP动态渐进损伤模型;然后,利用新建立的本构模型并结合黏结层损伤模型,对4种碳纳米管含量的增韧碳纤维增强树脂基复合材料层合板在5个能量下的冲击实验进行了数值模拟;最后,将模拟结果与文献中的相关实验结果进行了比较,并讨论了冲击速度的影响。结果表明:新建立的FRP本构模型能够预测CNT/CFRP层合板在低速冲击载荷作用下的响应、破坏过程和分层形貌,模拟得到的载荷-位移曲线和破坏形貌与实验吻合较好;冲击速度会影响CNT/CFRP层合板拉伸和压缩破坏的比例,相同的冲击能量下,更大的冲击速度会造成更多的拉伸破坏。

摘要： 为提高对机械结构冲击载荷的准确识别能力,提出基于贝叶斯压缩感知的大型工程机械结构冲击载荷辨识方法。在栅格单元中采集力学信息,结合受力参量估计模型构建冲击载荷结构模型,然后采用动应变及屈服响应监测方法对机械结构的冲击载荷进行应力特征检测。根据应力参数和动态预警阈值分析工程机械结构的冲击力与位移的变化关系,结合特征检测结果构建加速度等效分析模型,从而构建屈服刚度辨识模型。根据结构屈曲参数响应和空间杆系结构的非线性应力特征分布,实现对冲击载荷的动态压缩的感知,从而采用贝叶斯压缩感知模型实现对冲击载荷参数的准确辨识。仿真结果表明,该方法的辨识结果准确性和辨识过程时效性均较高,证明该方法能够有效提高大型工程机械结构冲击载荷的辨识能力。

摘要： 传统身管疲劳寿命评定采用实弹射击和实验室液压疲劳试验相结合的方法进行,未充分考虑火炮发射时动态载荷对身管的冲击疲劳作用。为此,研制了身管冲击液压疲劳试验装置,为揭示身管冲击疲劳规律提供了新手段。依托该装置,在实验室条件下再现了身管胀膛和膛炸现象。试验结果表明:在冲击载荷作用下,身管壁内主裂纹逐渐形成并沿径向扩展,造成身管剩余强度局部严重削弱,最终在裂纹扩展至临界尺寸时身管因无法承受再一次的冲击载荷而呈撕裂状破坏。身管的表面加工质量、裂纹的形状和深度、疲劳载荷的大小、加载频率和加载顺序等因素对身管疲劳行为均有影响。因此,要注意从设计、制造、使用、维护和保养等方面综合施策以延长身管疲劳寿命。

摘要： 为了研究三友露天石灰石矿在开采过程中爆破引发的冲击载荷对于矿石力学特性的影响与破碎时能量的变化规律,采用SHPB实验系统对石灰石进行不同冲压气压下的冲击加载实验,分析了石灰石的动态强度及能量变化规律反映岩石内部裂纹的产生发育过程。经研究结果表明,应变率为26.25 s^(-1)时,岩石的动态抗压强度80.67 MPa,应变率增加至34.30 s^(-1)时,岩石的动态抗压强度98.00 MPa;动态抗压强度随应变率增加呈现出指数增加的趋势,且存在一个应变率分界值,在应变率小于29.00 s^(-1)时,石灰石的动态抗压强度增长缓慢,在当应变率大于29.00 s^(-1)时,石灰石的动态抗压强度快速增加;随着入射能的增加,吸收能与其成线性增加趋势,透射能与其成二次函数增加趋势;随着应变率的增加,岩石单位体积吸收能从0.24 J/cm^(3)增加到0.63 J/cm^(3),表明岩石在高应变率下破坏耗能更大。

摘要： 随着采矿逐渐向深部发展,冲击地压灾害频繁显现,特别以大空间赋存采空区的坚硬顶板整体冒落引发的冲击灾害严重影响着矿山安全高效发展。以东升庙铜矿11号矿体+850 m水平以上采空区围岩冒落诱致冲击灾害为研究背景,应用工程类比法,建立了冲击力学模型,即将冒落体简化为圆柱体冲击垫层,将矿柱简化为梁结构。基于材料力学理论、应力扩散理论,建立了受冲矿柱内部最大拉应力、剪应力、挠度与垫层厚度的关系式,进一步研究了3个力学响应量随垫层厚度的变化规律以及垫层最佳设置厚度,并应用FLAC^(3D)数值模拟对理论分析最佳垫层厚度的有效性进行了验证。研究结果表明:(1)冒落体对垫层的最大冲击力以及此时在垫层中的位移随垫层厚度增加而分别减小和增大,同时2者减小和增加的幅度均随垫层厚度增大而减小;(2)矿柱内最大拉应力、最大剪应力、最大挠度均随垫层厚度的增加而减小,同时减小的幅度也随垫层厚度增加而减小;(3)从经济节约、安全有效的角度出发,分析了垫层最佳设置厚度,认为设置厚度18 m左右的垫层是最合理的。研究成果可以为矿山采空区处理、山地道路棚洞防护等工程提供理论指导与经验参考。

摘要： 本文针对PDC钻头在复杂地质条件中容易出现的崩齿、断齿等问题,提出采用激光熔覆技术在PDC材料表面非唇口区熔覆羊角型复合涂层来改变PDC切削齿表面的残余应力分布,有效消除钻头工作过程中显微裂纹的产生,同时通过改变切削齿的表面几何受力条件来缓冲冲击载荷,提高钻齿抗冲击性能。试验结果表明,经激光熔覆处理之后的PDC钻头的寿命提高达50%以上。

摘要： [目的]为了获取燃燃联合动力(COGAG)装置在快速并车解列过程中的冲击载荷及轴系动态响应,提出一种理论计算方法。[方法]根据同步自动换挡(SSS)离合器啮合过程中各部件的力学关系,建立离合器的动力学分析模型,并开展燃燃联合动力装置并车过程的动力学仿真和台架实验。[结果]仿真结果表明:在阻尼油腔作用的时刻,离合器螺旋花键上产生了明显的扭矩冲击,同时使离合器两端轴系产生了很强的扭矩动态响应;离合器棘轮棘爪位置的随机性将导致扭矩冲击峰值和轴系动态响应在一定范围内波动。台架实验验证了并车冲击载荷计算方法的正确性,其最大和最小扭矩的响应幅值与理论计算偏差分别为3.56%和8.86%。[结论]对于燃机快速并车过程中的扭矩冲击影响,研究成果可为燃燃联合动力装置的运行安全性评估提供参考。

摘要： 以ZY6000/25/50型矿用液压支架为研究对象,利用有限元软件对液压支架与支撑岩体进行受力分析,对矿用液压支架整机进行了瞬态动力学有限元分析,得到了冲击载荷作用下液压整机受力变形云图及最大应力随时间的变化关系。仿真结果为矿用液压支架结构设计优化提供了理论依据,对保障井下作业人员的安全具有实际的工程意义。

摘要： 为了确定内悬浮抱杆在悬浮工作状态下的起升动载系数,以ZB-D-21/400/30型内悬浮抱杆为研究对象,开展抱杆在不同起升载荷、不同倾角下的起升试验,研究抱杆起重绳及背部拉线在起升过程中力学性能变化规律,并对不同工况下得到的起升动载系数进行分析。通过仿真与试验分析发现,内悬浮抱杆的起升动载系数与起升载荷无关,与抱杆倾角呈线性关系。内悬浮抱杆起升动载系数的理论计算和仿真结果基本一致,但均未考虑地面载荷约束,试验值小于理论计算与仿真结果,这主要是由于内悬浮抱杆在真实工作过程中存在塔材姿态控制绳的牵引作用以及塔材起吊地面拖拽作用等影响因素,降低了起升过程的动力效应。研究表明,起重机的起升动载系数推荐公式并不适用于内悬浮抱杆,推荐试验获取的内悬浮抱杆起升动载系数与抱杆倾角拟合的关系公式作为内悬浮抱杆结构设计、强度校核与工程应用的技术参考。

摘要： 掌握冲击载荷下O型棚支架的动力响应规律是设计冲击地压巷道O型棚支架支护参数的理论基础。通过现场支护承载力变化规律,获得影响冲击载荷对支护作用的主要影响因素;建立冲击载荷下O型棚支架的动力学方程,获得冲击载荷作用下巷道O型棚支架的动力响应。研究表明:冲击能产生的冲击载荷可造成O型棚支架承载力突增并产生振动;冲击能在煤岩介质中传递时衰减迅速,当冲击源距巷道达到一定值时,冲击载荷对支护的作用力基本可以忽略不计;当冲击能增大到一定值后,冲击载荷对支护的作用力快速增长;O型棚支架刚度对支架动力响应产生较大影响,支架刚度越高,支架振动频率越小,因此合理的支架刚度有利于提高支架的抗冲击性能;随着冲击载荷作用于O型棚支架时间的增加,O型棚支架的弯曲变形逐渐减小。由此可见,冲击源距巷道支架距离、巷道围岩介质属性、O型棚支架刚度、冲击载荷持续作用时间等因素均对O型棚支架动力响应产生较大影响。以此为依据,利用改变壁厚填充增加冲击地压载荷作用时间、增加支护密度提高支护刚度与强度等方式对O型棚支架支护参数进行优化,现场实践表明优化后的O型棚支架可抵抗10^(6)J能量的冲击地压,支护破坏情况明显改善,抗冲击性能显著增强。

摘要： 为分析冲击载荷对附近埋地聚乙烯燃气管道安全运行的影响,运用ABAQUS有限元分析软件,构建冲击作用下管土相互作用有限元分析模型,分析聚乙烯管道的应力变化,研究聚乙烯管材料模型、土体性能、冲击速度对聚乙烯管应力及变形的影响规律.结果表明:由于冲击作用时间较短,冲击速度对聚乙烯管道没有明显影响;管道覆土的性质及埋深,对管道有明显的保护作用.聚乙烯管道最大应力随着聚乙烯管道内压的增大而增大,近似成线性关系;冲击载荷作用下,距离冲击区域越近的聚乙烯管道越容易达到强度失效极限.研究结果可以为埋地聚乙烯燃气管道的安全运行及第三方施工活动提供技术支持.

摘要： 为分析冲击载荷对附近埋地聚乙烯燃气管道安全运行的影响,运用ABAQUS有限元分析软件,构建冲击作用下管土相互作用有限元分析模型,分析聚乙烯管道的应力变化,研究聚乙烯管材料模型、土体性能、冲击速度对聚乙烯管应力及变形的影响规律.结果表明:由于冲击作用时间较短,冲击速度对聚乙烯管道没有明显影响;管道覆土的性质及埋深,对管道有明显的保护作用.聚乙烯管道最大应力随着聚乙烯管道内压的增大而增大,近似成线性关系;冲击载荷作用下,距离冲击区域越近的聚乙烯管道越容易达到强度失效极限.研究结果可以为埋地聚乙烯燃气管道的安全运行及第三方施工活动提供技术支持.

摘要： 针对准静态模型很难准确预测冲击载荷下磁流变缓冲器的动力学行为的问题,考虑惯性效应,建立了磁流变缓冲器的非稳态模型.基于磁流变液的Bingham-plastic本构模型,推导出环形通道内磁流变液的速度分布表达式,进一步得到缓冲力的理论值.为验证理论模型的准确性,设计并制作一对参数相同的磁流变缓冲器,并搭建落锤式冲击试验平台.将该对磁流变缓冲器并联,测试不同冲击速度和电流下的动力学行为,试验结果表明理论模型与试验结果吻合较好.

摘要： 为了对迎浪航行船舶的甲板上浪冲击载荷进行预报分析,本研究基于自由液面捕捉法的多相流软件FINE/Marine建立了相应的数值模型,并基于该模型对Wigley船甲板上浪的动态过程进行了系统的模拟.针对甲板上浪的重要影响因素(波幅等),模拟了两组波幅下Wigley船的甲板上浪过程.为了更加真实地呈现甲板上浪过程,本模型采用基于黏性流理论的固—液—气三相流耦合模型和利用BRICS可压缩型离散格式来精确捕捉自由液面,从而比较理想地处理了波浪破碎和自由液面的复杂演化问题.基于该数值模型模拟和分析了Wigley船在甲板上浪过程中各时段受到的冲击载荷.该研究成果对船体主尺度和结构强度的设计具有一定的参考价值.

摘要： 冲击载荷下结构动力屈曲问题是流固耦合动力学和固体力学领域的重要研究课题,材料弹塑性特性、应变率及应力波效应等强非线性因素导致理论方法求解此类问题时难度极大.基于ABAQUS声固耦合法和Budiansky-Roth(B-R)动力屈曲准则,采用散波公式模拟流体载荷,给出了流固耦合冲击载荷下加筋圆柱壳动力屈曲高精度三维数值方法,分析了结构动力屈曲失稳模态及屈曲过程.本研究旨在为流固耦合冲击载荷下结构动力屈曲特性研究提供一定数值参考.

摘要： 随着井深的增加,PDC钻头在硬岩层钻进时出现粘滑振动现象,制约着钻井的发展.为了研究和解决这一问题,采用有限元法建立全尺寸PDC钻头动态破岩的非线性动力学三维模型,利用ABAQUS软件对PDC钻头普通钻进下和有高频扭转冲击载荷作用下两种工况进行仿真分析.仿真结果表明:PDC钻头钻进方向位移、加速度、扭矩与理论分析一致;PDC钻头在深部地层失效的原因是钻头产生粘滑振动;高频扭转冲击载荷能有效改善PDC钻头的振动,提高机械钻速,可在深部地层钻井中使用高频扭转冲击钻具.

摘要： 研究不同基体组织为(回火马氏体,回火届氏体,珠光体+铁索体组织)对ZTAp/40Cr空间结构复合材料冲击磨料磨损性能的影响.冲击磨料磨损的冲击载荷为1.5J,转速为200r/min,磨料为20目石英砂.结果表明,具有马氏体基体的复合材料具有最好的耐磨性,比屈氏体复合材料提高66.43％,比铁索体+珠光体提高了163.6％.磨损机理分析表明,硬度越高的基体,在冲击磨料磨损时,对基体的保护作用越好,反之,基体会被优先磨损,颗粒缺少基体的支撑作用,就会脱落,从而造成复合材料磨损性能的下降.

摘要： 槽轧纤维细晶钢是日本国立物质材料研究所在2003年研制成功的高强高韧钢铁材料,在受到强大冲击载荷时,断裂路径能做到“打断骨头连着筋”的增韧效果.本文系统介绍控温槽轧制备纤维细晶钢的制备流程,纤维状细小晶粒组织和纤维织构的形成机理,以及冲击过程中的裂纹扩展路径.

摘要： 本研究通过15名网球二级运动员,主要采用测试法,对不同线径(18号1.15mm和16L1.25mm)的网球拍线进行击球测试,研究网球拍线线径会对持拍臂肘关节产生什么程度的影响,从而使人们更多地了解网球拍线的动态性能及更好地理解网球拍线线径对持拍臂肘关节的影响.得出研究结果,网球拍线线径会对持拍臂的冲击载荷产生一定的影响,表现为对持拍臂肌肉的肌电峰值、肌电图积分值(RMS)及肌肉放电时程的影响,其中对肱桡肌的影响最为显著.线径较大的16L聚酯线对持拍臂的影响较大,其中对肱桡肌的影响最为显著,持拍前臂在球拍撞击时产生的冲击影响下为实现对球更好地控制而更多地动用了桡侧腕屈肌、旋前圆肌及桡侧腕长伸肌参与运动,而这些肌肉的过度使用可能导致持拍前臂肘腕关节的损伤.

摘要： 采用粘接工艺,制备了一种由碳纤维增强树脂基复合材料层板和铝合金波纹芯子构成的新型点阵夹层结构,这种材料组合可以使夹芯结构具有更大的弯曲刚度,更优的吸能特性.采用实验与数值相结合的方法研究冲击能量对冲击力、吸收能量和破坏模式的影响.在低速冲击试验中,主要的失效模式有基体断裂、纤维失效、分层以及冲头下方波纹板的屈曲.在数值模拟中,基于Hashin失效准则和Yeh分层准则开发ABAQUS/Explicit自定义材料VUMAT,实现层合板单元的损伤判定和失效单元的刚度折减.对比分析结果表明,有限元模拟与试验结果有着良好的一致性,验证了数值方法的有效性.

摘要： 本发明涉及一种冲击载荷减缓组件及冲击载荷减缓方法，属于气动弹性试验技术领域。所述组件包括至少两个气垫以及设置在气垫上的支撑机构，所述气垫包括皮面以及由所述皮面包围形成的空腔，空腔体积较小的气垫内置于空腔体积较大的气垫内，相邻的两个外气垫与内气垫之间形成间隙，所述支撑机构为筒状结构，通过内外螺纹的连接方式将各气垫进行维型，并能够通过设置在其上的格栅向各空腔及间隙内充气，该减缓组件采用两层或多层气垫嵌套的方式减缓冲击载荷强度，有效抵消了冲击载荷，保护了待减振物品，结构简单，安装和维护方便。

摘要： 本发明涉及一种风力发电用风车的冲击载荷监视系统及冲击载荷监视方法，冲击载荷监视系统具有：加速度传感器（28），安装于与主轴（20）连结的增速器（18）；频率滤波器（30），从由加速度传感器（28）得到的表示加速度的振幅的时间变化的振动数据，提取监视对象的频率范围所包含的监视对象成分；以及判定装置（32），将监视对象成分的加速度的振幅与预先设定的基准值比较，判定加速度的振幅是否超过基准值。

摘要： 本发明公开了一种可时序施加冲击载荷和稳态载荷的加载装置，其特征在于，包括加载活塞1、气缸2、气动阀3、蓄能气罐4、充气电磁阀5；加载活塞1安装于气缸2内，加载活塞1的加载端与加载对象6可根据试验要求确定连接方式；气缸2与蓄能气罐4通过气动阀3连接，可以控制4中压缩气体向外缸体2中的流速和流量；蓄能气罐4通过充气电磁阀5与外部气源连接，其中，蓄能气罐4的容积V2大于气缸2的有效容积V1。本发明技术可模拟带速度的冲击。某些工况下，需要模拟带速度的碰撞冲击，在活塞与被试结构之间留有一定的加速距离，利用高压气体推动活塞运动，即可实现带速度的碰撞冲击。

摘要： 一种冲击载荷下机械零件振动疲劳载荷实时监测传感器及设计方法，属于机械零部件振动疲劳寿命监测技术领域。利用振动疲劳载荷监测传感器的圆环安装座承受机械结构表面的应力并实时监测；通过随机械零部件工作时振动而摆动的振动摆杆，使得中心连接块与圆环安装座之间弹性杆发生变形，从而将机械零件被测位置工作时的振动特征转化为弹性杆的应变特征，并通过安装在弹性杆上的应变测量电路实现机械零件表面振动特征的实时监测，确保结构表面应变特征与振动特征的时序一致性，同时利用无线传输将结构振动疲劳载荷信息传入计算机监控平台，及时反馈给操作人员，对机械零部件振动疲劳寿命进行分析，防止突发事故的产生，确保机械设备安全可靠的运行。

摘要： 本申请属于飞机零部件载荷试验领域，特别涉及一种悬臂落锤冲击载荷实验装置及冲击载荷修正方法，其由安装座1、加载悬臂4、落锤约束筒5、质量块6和释放机构组成，加载悬臂上设计了加载点，其上安装力传感器3，并通过转接件8与试验件9连接。释放机构将落锤质量块提升到一定高度后释放，在加载悬臂的冲击点产生冲击载荷，经过加载悬臂传递到力传感器，对试验件施加冲击载荷，解决了对传感器测得的冲击载荷受到惯性力影响而导致冲击力测试精度不足的问题。

摘要： 本发明提供了一种冲击载荷加载装置、模拟冲击载荷的试验系统及其试验方法，属于破岩试验装置领域。冲击载荷加载装置，包括凸轮机构和动力钻具。凸轮机构包括圆柱凸轮和能够驱动圆柱凸轮转动的驱动装置，驱动装置的动力输出轴与圆柱凸轮的转轴传动连接，圆柱凸轮开设有曲线凹槽。动力钻具包括钻具本体、凸轮从动件及弹性件，弹性件套设于钻具本体，凸轮从动件套设于钻具本体且凸轮从动件设置传导部，传导部和钻具本体能够限制弹性件运动，传导部能够与曲线凹槽配合，以使得传导部在圆柱凸轮转动时能够往复直线运动。当驱动装置的动力输出轴转动时，传导部在圆柱凸轮转动时能够往复直线运动，由此对钻具本体产生稳定的周期性冲击载荷。

摘要： 本发明涉及一种冲击载荷减缓组件及冲击载荷减缓方法，属于气动弹性试验技术领域。所述组件包括至少两个气垫以及设置在气垫上的支撑机构，所述气垫包括皮面以及由所述皮面包围形成的空腔，空腔体积较小的气垫内置于空腔体积较大的气垫内，相邻的两个外气垫与内气垫之间形成间隙，所述支撑机构为筒状结构，通过内外螺纹的连接方式将各气垫进行维型，并能够通过设置在其上的格栅向各空腔及间隙内充气，该减缓组件采用两层或多层气垫嵌套的方式减缓冲击载荷强度，有效抵消了冲击载荷，保护了待减振物品，结构简单，安装和维护方便。

摘要： 本发明涉及一种风力发电用风车的冲击载荷监视系统及冲击载荷监视方法，冲击载荷监视系统具有：加速度传感器（28），安装于与主轴（20）连结的增速器（18）；频率滤波器（30），从由加速度传感器（28）得到的表示加速度的振幅的时间变化的振动数据，提取监视对象的频率范围所包含的监视对象成分；以及判定装置（32），将监视对象成分的加速度的振幅与预先设定的基准值比较，判定加速度的振幅是否超过基准值。

摘要： 一种冲击载荷下机械零件振动疲劳载荷实时监测传感器及设计方法，属于机械零部件振动疲劳寿命监测技术领域。利用振动疲劳载荷监测传感器的圆环安装座承受机械结构表面的应力并实时监测；通过随机械零部件工作时振动而摆动的振动摆杆，使得中心连接块与圆环安装座之间弹性杆发生变形，从而将机械零件被测位置工作时的振动特征转化为弹性杆的应变特征，并通过安装在弹性杆上的应变测量电路实现机械零件表面振动特征的实时监测，确保结构表面应变特征与振动特征的时序一致性，同时利用无线传输将结构振动疲劳载荷信息传入计算机监控平台，及时反馈给操作人员，对机械零部件振动疲劳寿命进行分析，防止突发事故的产生，确保机械设备安全可靠的运行。

摘要： 本实用新型提供了一种冲击载荷加载装置及模拟冲击载荷的试验系统，属于破岩试验装置领域。冲击载荷加载装置，包括凸轮机构和动力钻具。凸轮机构包括圆柱凸轮和能够驱动圆柱凸轮转动的驱动装置，驱动装置的动力输出轴与圆柱凸轮的转轴传动连接，圆柱凸轮开设有曲线凹槽。动力钻具包括钻具本体、凸轮从动件及弹性件，弹性件套设于钻具本体，凸轮从动件套设于钻具本体且凸轮从动件设置传导部，传导部和钻具本体能够限制弹性件运动，传导部能够与曲线凹槽配合，以使得传导部在圆柱凸轮转动时能够往复直线运动。当驱动装置的动力输出轴转动时，传导部在圆柱凸轮转动时能够往复直线运动，由此对钻具本体产生稳定的周期性冲击载荷。