压力管道破坏的静载实验研究

目的研究压力管道耐撞性. 方法通过足尺实验模拟实际工程环境下压力管道的破坏. 通过计算机对自动采集的试验数据进行分析和绘图. 结果和结论压力管道耐撞性静载实验研究为理论分析奠定了基础, 为输送高压流体介质管网的耐撞性评价和安全设计提供了可靠的分析方法和重要的技术参数.     

波形梁半刚性护栏与汽车碰撞的仿真

对一个给定的波形梁半刚性护栏结构设计进行耐撞性评价 .采用大型有限元软件ABAQUS,模拟了汽车碰撞波形梁半刚性护栏的动态响应,研究了碰撞过程中护栏的最大侧向水平位移和护栏系统的吸能特性,分析了影响护栏耐撞性的各种因素 .护栏在碰撞过程中通过变形吸收了总动能损失的30.8%的能量,对小轿车起到了很好的导向作用.通过改变汽车的重心高度,对原有设计提出了优化建议.用数值方法对车轮与地面的摩擦系数对耐撞性的影响进行了模拟.仿真计算的结果与全尺寸试验结果进行了比较,二者的趋势基本吻合,表明仿真结果的有效性.     

有限元分析方法在保险杠碰撞仿真中的应用

根据汽车与正面刚性墙的碰撞特性,应用有限元方法和碰撞模拟技术,采用Hypermesh软件建立汽车保险杠与刚性墙的正面碰撞仿真模型,并用ANSYS/LS-DYNA求解器求解该模型,研究其在碰撞过程中的动态响应,分析保险杠的耐撞性;同时对保险杠的厚度进行优化分析,通过对保险杠碰撞时的变形、吸能状况和仿真计算结果来预测保险杠的耐撞性。     

压力管道泄漏的声发射检测实验研究

在实验室条件下,建立了压力管道泄漏的声发射检测模型。在不同实验条件下(如变化压力、泄漏孔径大小、传感器取向、距离等条件),进行了压力管道泄漏的声发射检测实验。通过对压力管道泄漏的声发射信号分析,能够定性地判断有无泄漏。同时,研究了压力管道泄漏的声发射信号与距离、泄漏孔径、传感器取向的关系,为压力管道泄漏的声发射定量检测奠定了基础。     

基于响应面方法的结构耐撞性优化

为了提高结构耐撞性优化的求解效率,采用响应面方法将结构碰撞的响应表示为设计变量的显式函数,构造了2种优化模型．一种是将刚体加速度和侵入变形分别拟合为椭圆和线性响应面;另一种是将刚体加速度和侵入变形均拟合为椭圆响应面．用IS-dyna软件为结构碰撞分析的求解器,采用Matlab优化工具箱进行优化模型的求解,实现了结构耐撞性优化程序．数值算例表明,基于响应面方法的2种优化模型都能高效地解决结构耐撞性优化问题．     

压力管道泄漏声发射实验信号识别与分析

利用实验室现有油气管道实验平台,建立了压力管道泄漏的声发射检测模型。在不同实验条件下,如变化管道压力、管道流量、传感器间距等,进行了压力管道泄漏的声发射检测实验。通过对压力管道泄漏的声发射信号分析,能够定性地判断有无泄漏。同时,分别分析了压力管道泄漏声发射信号的有关参数随管道压力、流量、传感器间距变化的规律,对压力管道泄漏的声发射检测进行了有益的探索。     

平均化屈服准则及其在管道失效解析中的应用

为得到准确可靠的管道爆破压力预测式,建立一个新的屈服准则进行管道塑性失效分析.为此,通过对变角度边心距求积分中值,建立一个随主应力分量线性变化的屈服准则,称为平均化屈服准则.该准则在π平面上的轨迹位于Mises圆内部,几何形状为一个等边非等角的十二边形.经与金属屈服的实验数据对比表明,该准则的Lode参数改写式为相互连接的分段直线,与实验数据吻合较好.在此基础上,利用该准则分析了管道受力时的应力、应变场,通过考虑材料的应变硬化效应,求出了管道爆破压力的解析解,并讨论了影响管道爆破压力的主要参数.通过与基于Tresca准则、Mises准则和TSS准则得到的管道爆破压力以及实验数据的对比表明:爆破压力预测值依赖于不同的屈服准则,并且基于本文准则的结果对实验值具有更高的逼近程度.此外,研究还发现管道几何尺寸和应变硬化指数是决定管道爆破压力的关键因素,管壁较厚或直径较小的管道可以承受更大的压力.本文结果对于设计和评估油气管道具有重要的意义.     

基于虾螯结构的仿生夹层板设计及数值模拟

探索了基于虾螯轮廓外形设计的仿生夹层板（BSP）的耐撞性。按照拉伸试验获得的材料本构参数设置了Hyperworks有限元模型,制造了BSP样件,并试验验证了有限元模型有效性。比较了BSP-L0、BSP-L180、BSP-T0、BSP-T180四种配置方案的耐撞性指标,选择BSP-T0方案进一步研究。分析了圆弧高度比γ和梯形晶元窄底宽度B对BSP-T0耐撞性的影响规律,得到γ比B对BSP-T0耐撞性的影响更大。利用遗传学算法进行参数优化,Pareto前沿的一个最优解为比吸能SEA=3.080 kJ/kg、峰值载荷PF=30.700 kN、平均压溃效率CFE=86.884%,相应参数γ=0.355,B=4.23 mm,预测与仿真结果误差均在2%以内,预测效果理想,本文研究成果可为夹层结构设计提供新思路。     

压力管道泄漏声发射实验信号识别与分析

利用实验室现有油气管道实验平台,建立了压力管道泄漏的声发射检测模型.在不同实验条件下,如变化管道压力、管道流量、传感器间距等,进行了压力管道泄漏的声发射检测实验.通过对压力管道泄漏的声发射信号分析,能够定性地判断有无泄漏.同时,分别分析了压力管道泄漏声发射信号的有关参数随管道压力、流量、传感器间距变化的规律,对压力管道泄漏的声发射检测进行了有益的探索.     

应用MSC.Dytran研究汽车保险杠碰撞过程

在低速碰撞中，保险杠对车身的安全防护作用是不容忽视的，这就需要对保险杠的耐撞性要有一个准确的评估．应用MSC．Patmn前后处理软件及MSC．Dytran分析软件，根据碰撞标准对某型号北京吉普车保险杠进行瞬态弹塑性有限元数值模拟．通过对所得其位移、加速度等的分析，得出增强保险杠耐撞性的规律。     

海底管道动态压溃时激发压力脉冲特性分析

为研究海底管道压溃及压溃传播过程中压力脉冲场的分布特性,本文建立了深水海底管道动态压溃传播的有限元数值计算模型,采用声固耦合技术模拟了海底管道与周围流体介质的耦合作用,并利用相关实验数据对该有限元模型进行验证。本文通过提取周围流场中压力脉冲的时空分布规律,分析了海底管道压溃传播过程中压溃变形与压力脉冲的耦合特性;讨论了海底管道压溃变形形态传播发生突然翻转时管道周围压力脉冲的分布规律。研究结果表明:该有限元模型可准确预测海底管道的压溃和压溃传播压力以及管道周围压力脉冲的时空分布特性。管道压溃瞬间,管道近壁面周围将产生数倍甚至十倍于管道压溃压力的压力脉冲。海底管道发生翻转型压溃传播时,管道近壁面压力脉冲分布也发生相应的变化。     

轿车偏置碰撞耐撞性仿真分析

乘用车正面碰撞的乘员保护标准(GB11551-2003)是我国汽车碰撞方面唯一强制实施的标准,所有上市车辆都必须按此标准通过碰撞试验。目前欧洲、澳大利亚的正面碰撞法规中采用的是56 km/h的40%ODB碰撞试验方法。为了综合评价汽车结构的耐撞性,根据欧洲的NCAP试验标准,对轿车在偏置条件下的结构耐撞性进行了仿真研究。     

船闸用纤维混凝土耐撞磨性能与机理分析

采用掺I级粉煤灰、PVA纤维和聚羧酸类超塑化剂的"三掺技术"配制了船闸闸室墙耐撞磨高性能混凝土,研究了水泥品种、粉煤灰掺量和有机纤维对混凝土耐撞磨性能的影响规律.结果表明:掺PVA纤维可明显改善混凝土的耐撞磨性能和抗冲击性能;采用的船闸工程混凝土耐撞磨性能试验方法用于混凝土耐撞磨性能的测定和评价是可行的.     

车身前端结构轻量化对正面碰撞耐撞性的影响

建立某车整车有限元50 km/h正面碰撞分析模型,利用正交试验的方法分析车身前舱钣金件厚度变化对汽车正面碰撞耐撞性的影响.提出了5个正面碰撞耐撞性指标,对11个钣金件变更后的厚度组合进行仿真分析,从每个钣金件厚度变更对各个评价指标的影响程度和排序,得到对汽车正面碰撞安全性的影响.     

民用飞机客舱立柱耐坠撞特性结构优化设计

目前为了提高乘员的生存能力,民用飞机的耐坠撞性能受到越来越多重视.同时,对耐坠撞性能的结构优化设计研究也越来越广泛,客舱地板立柱就是其中很重要的吸能部件.本文参考典型的在役民用飞机客舱地板立柱结构设计经验,同时进行耐坠撞特性分析,进行结构优化设计,提供了一种飞机耐坠撞特性结构优化思路.     

仿牛角结构薄壁管吸能特性仿真分析

为了提高薄壁金属管的耐撞性能,通过相似性分析,选择牛角作为生物原型。提取出决定牛角耐撞性能的结构特征参数,并应用到薄壁管的设计中,从而设计出一种具有牛角结构特征的仿生管。应用非线性有限元法对仿生管的变形模式和能量吸收进行了仿真分析,并与四晶胞锥管和普通圆锥管进行了对比,结果表明:在轴向碰撞时,仿生管的变形模式为渐进叠缩稳态变形,其比吸能为46.2kJ/kg,分别比四晶胞锥管和普通锥管的比吸能提高了1.3和1.8倍,仿生管的耐撞性能随着芯体壁厚的增加而提高;在横向碰撞时,与四晶胞锥管和普通圆锥管相比,仿生管具有较高的耐撞性能,其比吸能为10.4kJ/kg。将牛角结构特征应用到薄壁管的设计中,可以有效提高薄壁管的耐撞性能,为车辆吸能元件的研发提供参考。     

管道清管器工作时对管道焊缝的影响

针对清管器在工作过程中会出现撞裂或撞断管道焊缝的情况,按照某型皮碗式清管器建立了三维模型,采用有限元分析方法对清管器在清管过程中管道焊缝的应力进行了计算,并重点考虑管道焊缝出现错位时的情况,得到各工况下管道焊缝应力的分布情况.根据计算结果,给出了驱动压力和焊缝错位的最大允许值,可为现场施工时驱动力的调节和控制管道焊缝质量提供参考.     

印刷压力对包装纸盒耐黄变性能的影响

通过耐黄变实验研究了在不同印刷压力下印刷品的白度值随耐黄变时间的变化规律,得到了印刷品白度对耐黄变时间的回归方程,为印刷、包装人员选择包装纸盒材料提供了基本数据.     

基于路面估计的车辆避撞控制策略研究

为实现车辆对变路面工况的动态自适应控制,提出一种路面估计的舒适性避撞控制策略,基于四自由度车辆模型,使用容积卡尔曼滤波和 Ｄｕｇｏｆｆ轮胎模型对车辆状态和路面附着系数进行估计,建立了基于路面附着系数的安全距离模型。为提高车辆制动时的舒适性,对制动压力进行约束优化和跟随控制,使用模型预测控制作为控制器进行仿真分析。结果表明：使用压力控制搭配模型预测控制能显著提高驾乘的舒适性,提出的避撞控制策略对变附着系数路面能够实现车辆安全避撞控制。     

内凹三角形负泊松比结构耐撞性多目标优化设计

为设计出具有良好耐撞性的车辆碰撞吸能结构,以内凹三角形负泊松比多胞结构为研究对象,通过显式动力有限元软件LS-DYNA建立了此吸能结构的轴向冲击有限元模型。结合最优拉丁超立方设计方法,构建了此吸能结构的峰值冲击力PCF和比吸能SEA关于长胞壁尺寸a与胞壁厚度b的多项式代理模型,采用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)进行多目标优化设计,并基于适应度函数C获取一妥协解。优化结果表明:胞壁厚度比长胞壁尺寸对此吸能结构耐撞性影响更显著,通过合理匹配壁厚和长胞壁长度,能有效降低峰值冲击力,提高比吸能。