基于模糊RBF神经网络的复合材料结构脱层损伤监测研究

提出一种径向基函数(RBF)神经网络和模糊聚类分析相结合的复合材料结构脱层损伤监测方法。该方法融合神经网络学习能力强和模糊逻辑推理自适应、自组织、容错性好等优点,简化神经网络学习数据获取及模糊推理规则建立的过程。利用有限元方法对含有脱层损伤的复合材料试件进行数值模拟,以前六阶弯曲模态频率构建训练样本,将实验模态分析结果经送入训练好的模糊RBF神经网络进行预测,从而实现对复合材料梁的脱层损伤定位和损伤程度评估。实验结果表明,模糊RBF神经网络鲁棒性好,精度高。     

瞬态冲击载荷下复合材料身管损伤研究

复合材料身管的损伤除了具有传统金属身管的损伤模式外,还包括复合材料层的损伤,金属层与复合材料层间界面损伤;针对该问题,采用有限元法对瞬态冲击载荷下复合材料身管损伤进行数值模拟,讨论影响复合材料身管损伤的因素,主要研究不同结构设计参数对复合材料身管损伤的影响;不同载荷工况下复合材料身管的损伤模式;这些研究对于提高含金属内衬复合材料结构的安全性和寿命,拓展复合材料结构的应用有着重要的意义。     

HTPB推进剂脱湿与力学性能的相关性研究

针对载荷作用下影响复合推进剂力学特性的脱湿问题,采用等速拉伸和CCD显微分析的试验方法,研究了不同拉伸速率下的脱湿损伤演化过程。建立了粘弹性本构模型,利用细观力学及界面力学的理论,分析试验测得的宏观力学性能发生发展的内在细观原因。结果表明:颗粒/基体的界面脱湿是宏观应力应变曲线非线性的重要原因,也直接导致材料泊松比的下降;界面脱湿的损伤程度由应变值决定,并与应变率具有一定的相关性,泊松比也是定量表征脱湿的重要参数。     

三元乙丙绝热材料炭化层结构及力学特性表征研究

炭化层是绝热材料烧蚀过程中物理、化学和力学相互耦合作用的桥梁和纽带,其结构和力学性能的表征是绝热材料烧蚀预示数值计算的关键因素。文中针对三元乙丙绝热材料炭化层结构进行了分析,并基于炭化层多孔介质特性,利用固体多孔介质理论建立了炭化层关于孔隙率为参数的力学表征模型;根据炭化层强度测定结果,确定炭化层强度表征系数,建立炭化层破坏准则,从而为绝热材料烧蚀预示数值计算提供炭化层力学性能参数。     

复合材料细观损伤研究

复合材料细观损伤研究方法可以在细观的尺度上对复合材料的力学性能和损伤失效进行研究。通过细观尺度上的胞元建立损伤萌生与演化模型,根据细观损伤演化模型确定细观损伤变量,当细观损伤变量达到阀值时可预报复合材料的强度和疲劳寿命等宏观性能。细观损伤有限元分析已成为对理论模型进行修正的重要手段,可以用理论分析与有限元模拟相结合的方法研究复合材料的力学行为。为了更好的为相关研究工作提供参考,对复合材料细观损伤研究进展情况从理论研究和有限元研究两方面做了一个回顾和梳理。     

温度对HTPB推进剂疲劳特性的影响

为了研究端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂不同温度下的疲劳特性,进行了不同温度下恒应力控制的疲劳循环加载试验。以峰值应变作为损伤因子,基于损伤力学和粘弹性理论,建立了HTPB推进剂含温度效应的疲劳损伤三阶段演化模型。结果表明,随着温度的升高,材料的疲劳寿命缩短,疲劳断裂应变增大。疲劳过程中的峰值应变具有明显的三阶段演化规律:初始变形阶段、稳定发展阶段和加速阶段。建立的三阶段演化模型克服了两阶段模型不能考虑宏观裂纹扩展的缺点。拟合模型参数,运用线性回归的方式预测了213 K和333 K的理论结果,该结果和试验结果较为一致,因此,它可以很好地表征材料的损伤演化规律。     

Ti/Al3Ti叠层复合材料冲击损伤建模及失效分析

针对Ti/Al_3Ti叠层复合材料的冲击损伤问题,建立具有界面层的Ti/Al_3Ti叠层复合材料有限元模型。基于仿真技术模拟Ti/Al_3Ti叠层复合材料受子弹冲击时的界面损伤过程,分析冲击载荷作用下Ti/Al_3Ti两相间界面损伤对材料失效形式的影响。结果表明:在Ti/Al_3Ti叠层复合材料被子弹冲击后,表面Ti层剥离较严重,产生径向裂纹及花瓣形开裂等失效形式;在拉伸波作用下,脆性相Al_3Ti产生放射性损伤,同时界面层遭到破坏,导致Ti层和Al_3Ti层发生脱层;随着子弹速度的降低,位于靶板底端的材料塑性变形增加,子弹击穿靶板后,靶板背面材料发生显著的花瓣形变形。     

含低速冲击损伤复合材料层合板剩余压缩强度预测

为了预测含低速冲击损伤复合材料层合板结构的剩余强度,建立了复合材料层合板结构从冲击到冲击后压缩的全过程分析模型.基于该模型,通过ABAQUS有限元仿真软件,结合Hashin失效准则和Cohesive界面单元,建立了复合材料层合板结构有限元分析模型,完成了低速冲击载荷下的有限元仿真模拟和冲击后剩余强度的有限元预测.通过与试验值对比,仿真结果与试验结果有良好的一致性,所建立模型能够有效进行含低速冲击损伤复合材料层合板结构的剩余强度预测.     

高g值载荷作用下离散颗粒增强复合材料损伤特性研究

针对钻地弹攻击地下深层目标过程中,战斗部离散颗粒增强复合材料装药提前起爆现象进行高g值加载条件下的损伤形式研究。基于一级轻气炮,应用激光测速系统测量试件击靶前速度,压电传感器监测试件击靶端面应力状态,在Taylor冲击加载下的损伤特性进行试验,分析冲击载荷压力对离散颗粒增强复合材料宏观损伤特性的影响及其细观损伤模式及机理。结果表明:随冲击载荷压力不断增大,细观损伤模式为晶体颗粒表面与黏结剂间的剪切脱黏、孪晶带、穿晶断裂以及黏结剂劈裂等,细观损伤裂纹的加剧引起宏观裂纹产生,裂纹扩展断裂从而导致试件宏观损伤。晶体颗粒剪切脱黏强度模型和裂纹扩展断裂强度模型计算与试验结果基本吻合,为离散颗粒增强复合材料细观损伤机理研究提供重要参考依据。     

复合材料损伤分析及其本构关系

通过迭层复合材料板的基体横向裂纹和界面开裂两个常见损伤问题，论述了用微观力学方法，即把含不连续缺陷的弹性体处理为边值问题求解，以及用断裂力学的应变能释放率准则确定损伤萌生和扩的临界条件，最终都可以得到损伤本构关系。     

一种改进的模糊推理模型在飞机战伤抢修专家系统中的应用

采用一种改进的模糊推理模型，即带有重要度和可信度的推理模块，将该模块应用到飞机战伤抢修专家系统中。通过知识表示形式、推理机制的研究，采用Vc＋＋编写系统程序。实例分析结果表明，该推理模块可满足战时条件下飞机战伤修理的快速性和准确性，对促进我军在飞机损伤抢修保障智能化建设方面有着重要的意义。     

某轻型履带车辆起步工况下主离合器接合过程传动轴疲劳损伤研究

为确保履带车辆传动系统的疲劳可靠性,在车辆起步工况下对传动轴进行疲劳分析,确定了主离合器在接合过程中影响传动系统产生疲劳损伤的主要因素。建立车辆起步阶段动力学模型,获得整车传动系统载荷与主离合器接合位移关系。搭建履带车辆动态转矩测试平台,获取典型工况任务下传动系统试验数据。设计典型工况下主离合器的步进接合动态测试试验,采集传动系统在主离合器接合过程中传递的转矩数据。采用雨流计数法和雨流滤波法对原始数据进行处理,应用线性疲劳累计损伤理论,对主离合器在不同接合位移时的传动系统传动轴进行疲劳损伤计算,确定传动系统产生最大疲劳损伤时对应主离合器的接合状态。研究结果表明,主离合器接合过程中从动盘轴向移动速率变化最大的位移点是传动轴产生最大疲劳损伤的危险点,占全部接合过程总损伤的73.86%,损伤程度为接合过程中主离合器同步状态的2.87倍。     

弹药战斗部效力评定毁伤场理论研究

文中建立了评定弹药战斗部效力的毁伤场理论,并提出了等毁伤曲面、毁伤梯度、毁伤势、毁伤算子等相关概念。毁伤场理论的建立将改变传统弹药战斗部效力评定的方式,将弹药战斗部效力评定和目标毁伤问题引入到三维空间场中。     

舰空导弹网络化协同反导杀伤区空域建模与仿真

针对以平台为中心的传统防空作战存在的局限性,建立舰艇编队协同反导作战中舰空导弹网络化协同反导杀伤区空域模型。结合舰空导弹武器系\杀伤区的概念,利用解析方法,建立了单舰制导条件下的舰空导弹杀伤区边界模型,在此基础上建立了在协同制导条件下编队杀伤区边界模型,并对其进行仿真计算。仿真结果证明:舰空导弹网络化协同反导作战能有效扩展整个编队内部舰空导弹武器系统的协同反导杀伤区空域面积,发挥编队协同反导的作战优势,可为指挥员防空作战的队形配置提供理论参考。     

战场损伤分析过程及存在问题研究

准确快速的损伤评估需要大量损伤信息的支持,如何获取装备损伤信息是战场损伤评估研究中的首要问题.进行战场损伤分析过程研究的目的就是对装备进行系统分析,获取战场上可能发生的损伤信息.本文以某火炮为例,详细介绍了综合利用基本功能项目分析、损伤模式及影响分析、损伤树分析及损伤定位分析等技术进行战场损伤分析的过程,阐述了三种技术在分析过程中相互支持的关系,指出了现有技术存在的一些问题.战场损伤分析过程为装备损伤分析提供了系统的思路和方法,是获取损伤评估信息的有效途径,并为开发计算机辅助战场损伤快速评估系统打下理论基础.     

毁伤场理论及其应用研究

运用数学、炮兵射击学等学科知识,建立了毁伤场理论模型和有关概念,并编制相应软件计算炮兵射击毁伤概率。计算结果表明,利用毁伤场方法计算的毁伤概率比平均毁伤幅员方法计算结果明显偏大,表明利用该方法可避免传统理论模型中没有考虑三维毁伤问题,从而使得射击效率的评定结果更为准确,符合实际毁伤情况。     

防空导弹武器系统战伤等级评判函数研究

根据防空导弹武器系统的特点，在结合研究其它参考文献中关于其它武器装备战伤等级评判模型的基础上，提出了一种结合防空导弹武器系统综合损伤的等级评判数学模型，可作为防空导弹抢修性设计的理论参考，也可作为其它武器装备系统战伤等级评估的参考．     

导弹装备战斗损伤综合评估模型

根据导弹装备组织结构特点及战斗损伤规律,给出了导弹装备损伤准则,将模糊综合评估与改进的AHP方法相结合,建立了一种适用于导弹装备战斗损伤综合评估的数学模型.阐明了模糊综合评估模型构建的基本思路并给出了具体算例,结果表明该模型方法是可行的,且评估可靠性得到提高.     

近场爆炸作用下舰艇结构毁伤要素分析研究

首先采用量纲分析方法对近场爆炸作用下结构等效的毁伤条件进行分析,然后采用毁伤理论对结构毁伤要素进行分析并与实船测量结果进行比对验证,证明了毁伤理论方法的正确性,综合两种方法提出目标毁伤等效结构设计的基本条件,为结构等效设计提供参考。