爆炸荷载作用下高速列车车窗玻璃的动态响应

列车侧面爆炸环境下,车窗玻璃在强冲击载荷作用下容易破碎伤人,70％伤亡人员是由爆炸冲击波对玻璃损伤后产生的高速飞溅碎片造成.针对这一问题,以某型动车组二等座车厢的车窗为研究对象,建立带有复杂车窗结构的高速列车三维有限元模型,采用LS-DYNA软件中的CONWEP计算模型,并考虑玻璃板块间惰性气体层作用以及PVB胶的影响,结合ALE多物质算法进行数值模拟.研究结果表明,以7 kg TNT为爆炸物输入条件,当爆距为2.5 m时车窗外层玻璃冲击波超压峰值达到971.4 kPa,内外层玻璃发生大面积脱落.当爆距为4 m时,车窗玻璃板心最大位移为16.1 mm,其速度峰值为11.5mm/ms,加速度峰值为26.3 mm/ms2,在爆距为2.5 m时,加速度响应的最大值为945.5 mm/ms2,远远大于4 m时的加速度响应值.在TNT当量一定的条件下,车窗玻璃板心位移峰值、速度峰值、加速度峰值随着爆距增大呈指数型衰减.     

舰船管路系统冲击响应时域仿真及试验研究

对某型舰船管路系统在水下爆炸作用下的冲击响应进行了仿真及试验分析,得出如下结论:加速度响应最大值的仿真值与试验值的误差在30%以内;应变响应仿真的绝对值最大值与试验值最大值的误差在30%以内;随着爆炸距离的增大,最大冲击位移呈递减趋势;最大冲击应力也呈递减趋势,但出现的位置一般为弯管处.仿真及试验的结果表明应用ANSYS软件对舰船管路系统在水下爆炸作用下的冲击响应进行计算是可行的.     

客机舱门承受爆炸冲击荷载的数值模拟及加固试验

运用理论分析、数值模拟、模型实爆试验相结合的方法,对客机舱门门边结构和受力状态进行分析,得到了描述舱门门边受力部位的力学模型。针对门边受力部位承受爆炸冲击栽荷下的状态,运用ABAQUS有限元软件的Explicit模块进行数值模拟,分析了门边加固的必要性和加固难点,提出了舱门门边的加固措施,并对实爆试验与数值模拟结果进行...     

气爆过程中折板型竖井水力特性试验研究

为研究水深、进气压、进气量和干/湿区连通面积等参数与气爆产生机制之间的响应关系，首先，构建了1∶50水力模型试验系统，观测气爆喷射过程并分析竖井内压强变化规律；其次，通过气爆定义建立了竖井最大喷射高度预测模型及产生气爆临界条件；最后，对比分析了多种变量对竖井底部不同折板冲击荷载的影响.结果表明：气爆过程中折板型竖井内压强剧烈波动，一方面是由于高压气团的释放所导致，另一方面是因高速运动的水气混合物使得竖井内局部气压不平衡所形成；采用多元线性回归模型建立的经验公式可有效预测折板型竖井气爆最大喷射高度；结合不同变量与气爆强度之间响应关系提出的临界条件能够准确判断气爆是否发生；产生气爆时竖井底部折板的水冲击荷载除了与进气压、折板淹没状态、测点位置等因素有关以外，还与水气混合物喷射在折板底部时的随机性有关，气爆过程中折板下方最大水冲击荷载大于10倍正常泄流状态下折板表面的水动力荷载.     

不同结构体系斜拉桥抗冲击动力响应

为了探讨斜拉桥抗常规武器冲击的动力响应,为重要桥梁设施工程防护和修复提供重要的理论依据,用LS-DYNA非线性动力有限元程序,针对长杆射弹冲击桥塔的危险情况,对不同结构体系———刚构体系、支承体系和漂浮体系斜拉桥抗冲击动态响应进行了数值模拟分析,比较了结构体系不同对斜拉桥抗冲击动力响应的影响.研究表明,桥塔纵桥向被撞击区域的局部变形最大,3种结构体系中漂浮体系被撞击区域的局部变形最小;刚构体系中塔抗冲击的塑性动力变形最大,冲击破坏危险性最大,其桥面系主梁的振动响应也最明显.     

落石冲击下单压式拱形明洞的力学响应

为进一步了解结构受力情况,为明洞结构设计提供依据,采用动力有限元方法,对客运专线双线单压式拱形明洞落石冲击下结构力学响应进行了研究.首先,以竖直下落冲击为基本工况,从落石与洞顶回填土的相互作用及运动轨迹入手,分析了结构的应力、应变、应变率、位移、速度、加速度等作用效应响应;其次,根据落石、回填土及结构间能量的转化与传递规律,结合结构及基底应力响应,阐述了回填土和混凝土填充材料对落石冲击的缓冲和对结构的保护作用机理,以及边墙形式对基底及仰拱受力的影响;最后进行了45°斜向冲击响应分析并与基本工况进行了对比.研究结果表明:所设计的明洞结构可以承受竖向700 k J的落石冲击能量,拱顶、拱肩及墙身内侧和耳墙墙址等部位是相对受力不利位置,回填方式和直墙式拱墙形式有待进一步研究优化;冲击引起的结构应变率响应介于1×10~(-3)~1×10~(-2)s~(-1),与地震引起的响应范围相同;在本研究工况下,45°斜向冲击作用效应总体上小于竖直冲击.     

落石冲击荷载下车厢顶棚结构动力响应

以国产25型客车为原型,将落石简化为刚性球体,车厢视为弹塑性材料,基于非线性有限元分析软件LS-DYNA,从落石冲击位置下方节点的位移及速度响应、落石冲击坑、落石冲击力等角度出发,对比分析了不同冲击角度对车厢顶棚结构动力响应的影响.结果表明:起始冲击区域的垂向位移和垂向速度响应随冲击角度的增大而减小;落石冲击坑的形状和位置有相应的变化规律;落石冲击力与冲击角度呈负相关,主要表现在法向方向.该结论可为今后列车结构在落石冲击作用下的安全设计提供参考.     

钻爆法隧道施工对超近距构筑物的影响分析

采用钻爆法开挖隧道时,爆破振动将不可避免地对临近构筑物产生影响。文章以贵州盘兴高速上坡地隧道为研究背景,对该隧道施工方案及爆破振动计算原理进行了分析,通过LS-DYNA建立了该隧道的计算模型,模拟了隧道中药包爆炸过程,计算分析出岩体的受力及位移情况;研究爆炸产生的振动冲击波下输电塔的响应特征,提出隧道不同区段的爆破开挖优化设计方案,为类似工程提供参考和技术支撑。     

桥头跳车对路面结构的冲击效应研究

基于车-路耦合动力学模型,研究桥头跳车对路桥过渡段路面结构的冲击效应.分析了考虑车-路耦合作用对路面冲击效应的影响,研究了车辆冲击系数和路面振动响应随路面弹性模量、路基反应模量的变化规律,提出了路桥过渡段的道路设计建议.结果表明:考虑车-路耦合作用后,车辆冲击系数和有效影响范围均有所减小;路面弹性模量、路基反应模量对车辆冲击系数影响不大,但对路面振动响应影响较大;路桥过渡段的路面结构设计应考虑路面动力响应,采用车辆冲击系数作为标准轴载的放大系数偏危险,建议采用路面动力反应系数;从控制路面振动角度出发,路桥过渡段宜选择柔性路面,同时路基反应模量应超过200 MPa/m.     

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为促进我国低碳交通运输体系建设,研究交通运输结构优化的碳减排有效性.在分析交通运输结构对其碳排放影响机制的基础上,基于1989-2009年数据,结合静态因素分解与动态冲击响应技术,量化研究20年来我国交通运输结构变化对碳排放的影响,以及结构优化冲击下,交通运输碳排放和结构优化自身的响应方向、程度与持续期数.根据实证结果,分别讨论了结构因素对交通运输碳排放的短期和长期影响,结构因素与其他交通运输碳排放主要影响因素的差异,以及结构因素与交通运输碳排放两者间的动态互动机理,为相关研究和政策制定提供实证参考.     

基于冲击模拟台的减振器冲击特性测试

针对落锤冲击试验的不足,提出了减振器冲击特性的模拟台测试方法.采用该方法对钢丝绳减振器进行测试,并与静、动态特性参数进行比较,从而进一步研究了钢丝绳减振器的特性规律.相比落锤冲击试验而言,本测试方法符合冲击隔离原理,因而测试结果对于工程应用具有更好的参考价值.     

舰船在水下爆炸载荷下动力响应研究

文章首先建立了舰船水下爆炸过程的力学模型,并利用LS-DYNA 软件进行数值模拟与计算功能,分析了舰船在冲击波载荷作用下的位移、速度、加速度以及应力等响应,为舰船的抗爆研究提供参考     

机车车辆用KONI减振器动力学仿真研究

针对已有在悬架系统中研究油压减振器动力学模型的局限性,提出了一种分析减振器系统动力学问题的新方法.以KONI减振器为例,建立了KONI减振器系统动力学的模型,并对其进行了仿真研究.仿真结果表明,经过一段时间后,系统振动幅值逐渐衰减并趋于稳态,与输入激励在频率上一致.本文的结果可作为减振器改进和设计的理论依据,对于分析车辆运行平顺性具有指导意义,对于进一步分析和设计减振器提供参考依据.     

朝东岩隧道爆破掘进中围岩振动测试与分析

通过对朝东岩公路隧道爆破掘进过程中围岩振动的测试和数据分析 ,结果表明在隧道爆破掘进过程中 ,采用分段控制爆破在围岩中产生振动效应并不随同时起爆的装药量成正比增长 ,振动最大的是掏槽爆破 .不同围岩类别的应力波衰减规律有明显的差异 ,且均可用萨道夫斯基经验公式较好地模拟 .同时在围岩内应力波的频率有明显的变化规律 .实际施工爆破方案优越于理论爆破方案     

减振器阻尼特性仿真及结构参数影响分析

减振器阻尼特性对车辆平顺性和操纵稳定性有着重要影响。通过对一种双缸式减振器液力系统进行分析,应用液压流体力学理论建立了其数学模型,在MATLAB/Simulink中搭建了减振器仿真模型并进行仿真,其仿真结果与实验结果符合较好。在此基础上利用该减振器仿真系统分析了减振器几个结构参数对减振器阻尼特性的影响,以指导减振器的设计从而较快地获得最合适的结构参数和最优的阻尼特性。     

一种机器人动态摄录的减震辅助结构设计

为优化机器人在运动或转动时产生抖动现象导致摄录图像的降质.本文提出了一种防抖减震的辅助结构设计,一方面增设减震器以提升系统的成像质量,另一方面辅助结构可以提升减震器的工作性能和使用寿命.结构通过拉链和支撑杆固定减震器,以减小抖动对减震器工作稳定性的影响,并通过弹簧缓冲和抵消外抖动,以有效避免因抖动应力引起的减震器损坏,从而延长减震器使用寿命.在实际使用中具有较为不错的效果.     

柴油发电机组限位器冲击试验研究

某弹性安装的柴油发电机组运转时受到了冲击作用,测试了其加速度响应。实测信号是自身运转振动和冲击响应的综合。采用小波分解重构和小波阈值降噪方法分离冲击响应,结果表明冲击信号主要由2部分构成：（1）低频衰减正弦信号,是由底座冲击经过隔振器后传递到柴油机的响应;（2）频率成分复杂的信号,是限位器造成的冲击。计算了限位器冲击信号的冲击响应谱。     

基于非线性Drive-shaft模型的车辆传动系统冲击响应

建立了包含线性与非线性项的车辆传动系统非线性Drive-shaft模型, 应用具有耗散项的拉格朗日方程将非线性Drive-shaft模型转换为当量化的两质量模型, 通过将两端扭转角等效到同一端获得了传动系统的冲击响应方程, 应用Routh-Hurwitz准则分析了冲击响应方程的稳定性, 获得了稳定性参数区间。仿真结果表明: 将非线性阻尼分别设置为0和线性阻尼的1/10、-1/10时, 冲击响应首个峰值的绝对值分别为0.153 9、0.101 4、0.371 6, 当非线性阻尼为线性阻尼的1/10时, 冲击响应的首个峰值的绝对值最小, 这说明正的非线性阻尼有利于冲击响应的衰减; 将非线性刚度分别设置为0和线性刚度的1/10、-1/10时, 获得的冲击响应首个峰值的绝对值分别为0.153 9、0.178 8、0.115 9, 当非线性刚度为线性刚度的-1/10时, 冲击响应的首个峰值的绝对值最小, 这说明负的三次方非线性刚度有利于冲击响应的衰减; 在固定非线性刚度为线性刚度的-1/10的基础上, 将代表非线性阻尼的系数分别设置为0.1、0、-0.1, 获得的冲击响应首个峰值的绝对值分别为0.078 4、0.114 2、0.231 6。可见, 当代表非线性阻尼的系数设置为0.1时, 冲击响应的首个峰值的绝对值最小, 这表明在传动系统线性刚度及线性阻尼的基础上, 设计负的非线性刚度及正的非线性阻尼可以提升传动系统抵抗冲击的性能。      

基于ANSYS的舰船设备抗冲击之DDAM研究

介绍了DDAM的计算理论和ANSYS求解过程,介绍了英制的美国军标和国际单位制的我国军标冲击设计谱的相关规定。通过考察ANSYS计算理论和计算过程,提出了ANSYS之DDAM反应谱分析的国际单位制输入方法,突破了必须采用英制单位分析的限制,为我国舰船设备的抗冲击分析提供参考。     

冲击载荷下摊铺机振捣机构对混合料的压实特性

为了提高沥青摊铺机对铺层混合料的初始密实度,针对振捣机构动力学特征,考虑振捣冲击载荷对混合料的影响,建立了铺层材料密实度与振动参数、系统参数之间关系仿真模型,剖析振捣机构对混合料密实度与动态响应关系,揭示振捣压实特性机理. 进行振捣机构对混合料摊铺密实效果的试验研究,得到振捣频率对材料密实度的影响特性曲线,通过不同阻尼参数下的模型分析,确定了振捣峰值密实度出现时的最佳振捣频率,同时对振捣密实度随各谐波频率的变化规律进行仿真计算和试验验证. 研究结果表明:当频率比小于最佳振捣频率比时,密实度对振捣频率变化敏感,随着频率的增加,铺层密实度变化平缓,仿真与试验结果变化规律基本一致;当振捣频率接近最佳振捣频率时,除了与激励频率相同的稳态响应外,还存在频率为2倍激励频率的振动成分;当匹配振捣频率比大于0.45时,会产生高效密实效果. 研究结果可为摊铺机实现对铺层混合料的高效压实提供依据.