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考虑自支撑临界角的3D打印混凝土球壳结构拆分方法与成形实验
1
作者 李胤贤 蒋友宝 +1 位作者 刘艳 高鹏翔 《工程设计学报》 北大核心 2025年第2期151-158,168,共9页
为实现3D打印混凝土球壳结构的无支撑建造,提出了一种基于自支撑临界角的结构拆分方法。该方法将结构拆分问题转化为单目标优化问题,并根据改进遗传算法和动态优化拆分策略,寻求得到较为简便、可行的球壳结构拆分方案。基于所获得的拆... 为实现3D打印混凝土球壳结构的无支撑建造,提出了一种基于自支撑临界角的结构拆分方法。该方法将结构拆分问题转化为单目标优化问题,并根据改进遗传算法和动态优化拆分策略,寻求得到较为简便、可行的球壳结构拆分方案。基于所获得的拆分方案,可将球壳结构拆分成若干个可自支撑打印的单元,对拆分单元逐一打印后完成整体结构的拼接。对于混凝土球壳结构而言,随着材料自支撑临界角的增大,拆分单元数量增加。为降低拆分单元数量过多对球壳结构后续连接及整体性能的不利影响,混凝土材料的自支撑临界角不宜过大。现场成形实验结果表明,基于所提出的方法可实现3D打印混凝土球壳结构的有效拆分,在打印过程中能够避免结构支模工作,提高了建造效率。 展开更多
关键词 3D打印混凝土 球壳结构 自支撑临界角 遗传算法 结构拆分
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基于Ritz-Legendre谱方法的锥柱球组合结构水下振动分析方法
2
作者 张帅 周福昌 +1 位作者 李佩 王志朋 《船舶力学》 北大核心 2025年第8期1319-1329,共11页
针对组合壳结构的振动问题不易获得解析解,同时求解其强耦合声振控制方程难度较大的现状,本文提出一种Ritz-Legendre谱方法研究水下锥-柱-球组合壳的振动特性。基于Reissner壳体理论、虚拟弹簧技术以及相邻子壳的位移与转角协调关系,建... 针对组合壳结构的振动问题不易获得解析解,同时求解其强耦合声振控制方程难度较大的现状,本文提出一种Ritz-Legendre谱方法研究水下锥-柱-球组合壳的振动特性。基于Reissner壳体理论、虚拟弹簧技术以及相邻子壳的位移与转角协调关系,建立锥-柱-球组合壳的理论模型。引入Legendre-Gauss谱单元避免法向导数不连续的问题,离散Kirchhoff-Helmholtz边界积分方程,构建水下外声场理论模型。由傅里叶转换和耦合表面欧拉方程,得到水下组合壳的耦合振动控制方程。与FEM仿真结果的对比分析,验证了本文方法的收敛性、可靠性和正确性。该方法可为工程应用设计阶段提供理论参考。 展开更多
关键词 锥-柱-球壳 Ritz-Legendre谱方法 自由振动 受迫振动 半解析法
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核乏燃料转运容器非连续介质缓冲器设计及验证
3
作者 肖望强 刘启斌 +3 位作者 蔡志钦 刘兆阳 王胜博 戴宇 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第8期1742-1756,共15页
针对现有缓冲器填充的连续体材料受制于单一耗能机制而难以提升缓冲性能的问题,提出了一种核乏燃料转运容器非连续体介质缓冲器设计方法。基于连续-非连续耦合计算方法建立耦合模型,对不同缓冲材料、薄壁球壳壁厚、薄壁球壳粒径等方案... 针对现有缓冲器填充的连续体材料受制于单一耗能机制而难以提升缓冲性能的问题,提出了一种核乏燃料转运容器非连续体介质缓冲器设计方法。基于连续-非连续耦合计算方法建立耦合模型,对不同缓冲材料、薄壁球壳壁厚、薄壁球壳粒径等方案进行了跌落仿真计算,探究了不同特征参数对缓冲性能的影响,并搭建跌落试验平台对各方案进行试验,验证了耦合模型的准确性;最后对缓冲性能最佳的壁厚0.3 mm、粒径32 mm薄壁球壳介质方案进行了9 m跌落试验验证,并通过相似理论推算出原型样机在该工况下的加速度为56.1g,包容边界剪切应力为215 MPa,轴向应力为867 MPa,均满足了相关标准要求。本文研究可为核乏燃料转运容器缓冲器设计提供新的思路。 展开更多
关键词 核乏燃料 转运容器 颗粒阻尼 薄壁球壳介质 连续-非连续耦合 缓冲设计
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水下串联多球组合壳结构低噪声优化设计
4
作者 李贺帆 张冠军 柯昱照 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期118-124,共7页
[目的]为充分发挥串联多球组合壳结构的工作性能,针对其声振性能开展优化设计研究。[方法]首先,建立有限元模型,计算分析水下串联多球组合壳的水下声辐射特性;然后,以模型质量为约束条件,以垂向激励作用下辐射噪声为优化目标,建立以连... [目的]为充分发挥串联多球组合壳结构的工作性能,针对其声振性能开展优化设计研究。[方法]首先,建立有限元模型,计算分析水下串联多球组合壳的水下声辐射特性;然后,以模型质量为约束条件,以垂向激励作用下辐射噪声为优化目标,建立以连接结构几何参数为设计变量的均匀试验设计,随后采用径向基函数(RBF)神经网络建立设计变量与优化目标之间的多维映射模型,使用粒子群优化(PSO)算法对模型水下辐射噪声进行优化,并通过有限元方法进行验证;最后,开展水下声辐射实验,并将试验测试值与仿真值进行对比,以证明仿真结果的准确性。[结果]结果显示,经优化,垂向激励下串联多球组合壳的水下辐射声功率总级降低了2.92 dB,质量降低了0.061 t。[结论]所做研究可为结构低噪声优化设计方法提供新的思路。 展开更多
关键词 壳体 球形壳体 组合壳 径向基函数神经网络 粒子群优化 噪声 设计优化 噪声优化
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弹性球壳冲击噪声时频特性仿真及试验
5
作者 陈添宝 彭子龙 +2 位作者 孙瑶 柯慧程 王重凯 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第3期498-505,621,共9页
针对球形薄壳结构碰撞瞬态噪声预报及传播规律的问题,结合时域有限元法和瞬态边界元法,建立了一种弹性壳体碰撞瞬态噪声时域特征的数值模拟方法。首先,通过时域有限元法建立球壳碰撞的瞬态动力学数值模型,得到球壳之间发生弹性碰撞时产... 针对球形薄壳结构碰撞瞬态噪声预报及传播规律的问题,结合时域有限元法和瞬态边界元法,建立了一种弹性壳体碰撞瞬态噪声时域特征的数值模拟方法。首先,通过时域有限元法建立球壳碰撞的瞬态动力学数值模型,得到球壳之间发生弹性碰撞时产生的动力学响应;其次,结合瞬态边界元法,实现了弹性球壳碰撞噪声的辐射声场重现;最后,基于数值模拟和试验,分析了主动球壳冲击速度、球壳厚度和尺寸对碰撞辐射噪声的影响。结果表明,球壳碰撞冲击噪声的主要成分为加速度噪声。仿真结果、试验结果与理论分析结果三者基本吻合,验证了该仿真方法能够精细捕捉弹性壳体的振速分布和噪声特征,弥补了常规频域间接法对短时宽带瞬态噪声模拟部分失真的不足,为冲击噪声的分析、预测和控制提供了参考。 展开更多
关键词 球壳 冲击噪声 弹性碰撞 时域有限元 时域边界元
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弹载磁导航中弹体磁化场建模研究
6
作者 张平安 高敏 +2 位作者 汪伟 王毅 李超旺 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第4期1319-1326,共8页
为实现地磁导航在弹体制导中的高精度应用,提出一种弹体磁化场解算模型。采用四面体单元对弹体模型进行剖分离散,通过求和每个离散单元对测量点的磁感应强度,进而计算弹体周围任何位置的磁感应强度。球壳解析模型计算结果和弹体模型的AN... 为实现地磁导航在弹体制导中的高精度应用,提出一种弹体磁化场解算模型。采用四面体单元对弹体模型进行剖分离散,通过求和每个离散单元对测量点的磁感应强度,进而计算弹体周围任何位置的磁感应强度。球壳解析模型计算结果和弹体模型的ANSYS(analysis systems)仿真实验表明,弹体磁化场解算模型相对误差分别为0.42%和0.55%。弹体缩比模型野外试验结果表明,测量点的测量值和计算值变化趋势的相对误差为1.09%。通过3种方式验证了弹体磁化场解算模型能够高精度测量弹体周围任何位置的磁感应强度,表明解算模型的有效性和可行性,具有较高的工程实际价值。 展开更多
关键词 地磁导航 磁化场模型 ANSYS仿真 球壳数值解析 弹体缩比模型实验
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复合材料双层球壳与环板耦合结构振动特性研究
7
作者 史冬岩 张颖 何东泽 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期258-266,共9页
以一阶剪切变形理论为基础,采用谱几何法对不同边界条件下复合材料双层球壳与环板耦合结构振动特性分析模型进行构建,其中采用人工虚拟弹簧技术模拟耦合结构的边界条件。根据耦合处的连接关系,通过布置耦合弹簧模拟器对子结构之间的耦... 以一阶剪切变形理论为基础,采用谱几何法对不同边界条件下复合材料双层球壳与环板耦合结构振动特性分析模型进行构建,其中采用人工虚拟弹簧技术模拟耦合结构的边界条件。根据耦合处的连接关系,通过布置耦合弹簧模拟器对子结构之间的耦合关系进行模拟。应用哈密顿原理对复合材料双层球壳与环板耦合结构的特征方程进行推导,对耦合结构的固有特性和稳态响应进行求解。将所得结果与有限元结果进行对比,验证了计算的正确性。分析了几何参数、材料参数对复合材料双层球壳与环板耦合结构振动响应的影响。 展开更多
关键词 耦合结构 振动特性 复合材料双层球壳 环板 谱几何法
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内压球壳强度设计方法对比分析
8
作者 李克明 沈涛 +3 位作者 金泽霖 郭晓 元少昀 马圆圆 《压力容器》 北大核心 2024年第12期32-43,共12页
为了探讨国内外压力容器标准中内压球壳强度设计方法的适应性,对GB/T 150.3—2024,JB 4732—1995,GB/T 4732.3—2024,ASME BPVC.Ⅷ.1—2023,ASME BPVC.Ⅷ.2—2023和BS EN 13445-3:2021等标准的设计理论进行分析和比较。研究表明,基于拉... 为了探讨国内外压力容器标准中内压球壳强度设计方法的适应性,对GB/T 150.3—2024,JB 4732—1995,GB/T 4732.3—2024,ASME BPVC.Ⅷ.1—2023,ASME BPVC.Ⅷ.2—2023和BS EN 13445-3:2021等标准的设计理论进行分析和比较。研究表明,基于拉美公式的壁厚计算公式比中径公式确定的计算厚度小,当径比K=1.356时,相对误差为9.5%;而中径公式与基于极限压力的壁厚计算公式确定的厚度差异很小,基于一次总体薄膜应力的方法比基于极限压力的公式确定的计算厚度小,当径比K=1.5时,相对误差为4.0%。在此基础上,采用基于弹塑性分析的抗塑性垮塌分析设计理念,提出了考虑材料应变硬化和大变形效应影响的球壳厚度计算新公式。此新公式对于非合金钢和低合金钢,比现有标准方法得到的结果更保守;对于奥氏体型不锈钢,基于许用应力的公式比现有标准方法得到的结果更保守,而基于抗拉强度的公式可以显著减小球壳壁厚。 展开更多
关键词 内压球壳 规范标准 弹性失效 塑性失效 塑性垮塌
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基于仿真数据库的深潜球壳应力场数字孪生方法
9
作者 曹宇 李杰 +2 位作者 王芳 刘智翔 汪雪良 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1764-1779,共16页
提出一种基于仿真数据库及数字孪生技术的深潜球壳应力场预报方法,通过建立不同尺度及载荷下耐压球壳的应力场分布仿真数据库,在潜水器上实现了通过单个耐压壳有限传感器布点虚拟传感监测其他关键部位的应力状态。基于数字孪生技术构建... 提出一种基于仿真数据库及数字孪生技术的深潜球壳应力场预报方法,通过建立不同尺度及载荷下耐压球壳的应力场分布仿真数据库,在潜水器上实现了通过单个耐压壳有限传感器布点虚拟传感监测其他关键部位的应力状态。基于数字孪生技术构建三级虚拟结构层,Level-1 DT层实现从有限元仿真模型到数字模型的空间映射及云图展示,球壳的极限承载力实验与数值结果对比误差小于9.4%。Level-2 DT层通过创建数据库实现数字模型的数据样本推演,仿真数据库中未获得尺寸及载荷条件下的球壳应力场分布通过局部拉格朗日插值方法获得,插值应力结果相对于仿真结果的相对误差为4.8%。Level-3 DT层开发了深潜球壳数字模型危险区域应力场分布的机器学习预报功能,通过粒子群算法优化后的BP神经网络保证预测结果与仿真结果的误差小于1%。该方法综合考虑材料性能、结构尺寸和环境载荷,可以为耐压壳结构的实时安全评估提供参考,实现对潜水器单个或多个球壳动应力场分布的动态感知、智能诊断和科学预测。 展开更多
关键词 仿真数据库 数字孪生 深潜球壳 应力场分布 优化算法
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数据驱动的载人舱球壳下潜过程推演与异常诊断
10
作者 姚骥 汪雪良 +4 位作者 叶聪 顾学康 陈浩政 王雷 张铮铮 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1710-1720,共11页
针对大深度载人舱球壳下潜过程难以推演等问题,本文提出一种数据驱动的下潜过程推演与异常诊断算法。首先,对大深度载人舱球壳结构及历史下潜数据进行分析。其次,将下潜深度作为输入,关键热点应力作为输出,利用长短时记忆神经网络(long ... 针对大深度载人舱球壳下潜过程难以推演等问题,本文提出一种数据驱动的下潜过程推演与异常诊断算法。首先,对大深度载人舱球壳结构及历史下潜数据进行分析。其次,将下潜深度作为输入,关键热点应力作为输出,利用长短时记忆神经网络(long short-term memory network,LSTM)构建下潜过程推演模型,并对推演结果进行分析。与DNN模型和BP模型进行对比,推演误差分别降低35.89%和68.30%。最后,基于LSTM模型,提出一种数据异常诊断算法,该算法可对传感器出现故障时的异常数据进行及时诊断与修正。 展开更多
关键词 数据驱动 载人舱球壳 长短时记忆神经网络 下潜过程推演 异常诊断
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全海深潜水器载人舱球壳模型疲劳试验研究
11
作者 谢晓忠 黄如旭 +3 位作者 高原 周成 张平平 胡嘉骏 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第10期43-46,共4页
载人舱球壳作为全海深载人潜水器最关键的部件,在潜水器下潜及上浮过程中需承受交变海水压力,对结构长期安全性来说是一个巨大的考验。为考核全海深载人潜水器载人舱球壳疲劳性能,本文首次对内径800mm的载人舱钛合金球壳缩比模型开展疲... 载人舱球壳作为全海深载人潜水器最关键的部件,在潜水器下潜及上浮过程中需承受交变海水压力,对结构长期安全性来说是一个巨大的考验。为考核全海深载人潜水器载人舱球壳疲劳性能,本文首次对内径800mm的载人舱钛合金球壳缩比模型开展疲劳试验研究,分析疲劳载荷对球壳形状、焊缝残余应力、关键部位结构应力、缺陷萌生和扩展的影响,为全海深载人潜水器载人舱球壳的疲劳性能和结构安全性评估提供试验依据。 展开更多
关键词 全海深潜水器 钛合金 球壳 疲劳试验
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超高强度钛合金球壳设计计算方法适用性研究
12
作者 谢晓忠 黄如旭 +3 位作者 高原 周成 刘成 胡嘉骏 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第8期48-51,共4页
为研究现行潜水器耐压结构设计计算方法对超高强度钛合金球壳结构的适用性,本文采用理论和数值方法,以目标结构参数(屈服强度ReH≥1250 MPa,内径Ri≥150 mm,工作深度H=11000 m)的钛合金球壳结构为研究对象,选取最小球壳厚度,计算结构应... 为研究现行潜水器耐压结构设计计算方法对超高强度钛合金球壳结构的适用性,本文采用理论和数值方法,以目标结构参数(屈服强度ReH≥1250 MPa,内径Ri≥150 mm,工作深度H=11000 m)的钛合金球壳结构为研究对象,选取最小球壳厚度,计算结构应力和极限承载能力破坏压力,进而与设计计算方法控制标准进行对比。结果表明,在选取球壳厚度时,应在最小厚度计算结果的基础上小量增加球壳厚度,即可使现行设计规则球壳应力条款适用于新型超高强度钛合金球壳结构。 展开更多
关键词 超高压 钛合金 球壳 适用性
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基于自适应Kriging的耐压球壳可靠性计算方法研究
13
作者 冯士超 万正权 李艳青 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第6期20-25,共6页
为研究耐压球壳的可靠性计算问题,提出基于自适应Kriging的耐压球壳可靠性计算方法。该方法主要包括在开展试验设计的基础上,基于有限元方法获得样本点对应的承载能力,使用自适应Kriging方法结合ERF学习函数构建结构失效方程,并在此基... 为研究耐压球壳的可靠性计算问题,提出基于自适应Kriging的耐压球壳可靠性计算方法。该方法主要包括在开展试验设计的基础上,基于有限元方法获得样本点对应的承载能力,使用自适应Kriging方法结合ERF学习函数构建结构失效方程,并在此基础上开展可靠性计算。耐压球壳计算结果表明,10个验证样本点计算结果偏差均小于0.5‰,该方法具有较高精度和计算效率。基于计算结果提出在开展自适应方法建立Kriging模型过程中,学习函数的收敛指标应随着计算方法的精度进行适当地调整的结论。研究结果可为无失效方程结构的可靠性计算提供参考。 展开更多
关键词 耐压球壳 自适应Kriging 可靠性 学习函数 收敛指标
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空间分布系列球壳声场耦合与辐射特性研究
14
作者 李凯 俞白兮 +1 位作者 俞孟萨 白振国 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期129-143,共15页
针对大深度载人潜器的多球壳组合结构,以水介质中任意空间分布的系列弹性球壳为研究对象,利用球函数平移加法定理,建立计及球壳间声场相互作用的多球壳系统声振耦合模型,计算分析空间分布系列球壳的声场耦合特性及其影响因素。结果表明... 针对大深度载人潜器的多球壳组合结构,以水介质中任意空间分布的系列弹性球壳为研究对象,利用球函数平移加法定理,建立计及球壳间声场相互作用的多球壳系统声振耦合模型,计算分析空间分布系列球壳的声场耦合特性及其影响因素。结果表明:声场相互作用将改变球壳模态间耦合关系,使得单阶模态对球壳振动的贡献不再限于单个峰值,进而影响声辐射频谱特征;双球壳系统受激球壳和非受激球壳都产生声辐射,轴向激励情况下,两球壳间存在强声场耦合效应,激励力偏离轴向时,声场耦合效应逐渐减弱;不同尺度球壳组成的双球壳系统扩展了声场有效耦合的频率范围,辐射声场兼具两个球壳的模态特征;多球壳串列布置时,声场耦合效应具有传递作用,多球壳按不同角度分散布置时,辐射声场空间分布则更趋复杂。 展开更多
关键词 球壳组合结构 空间声场分布 声场相互作用 辐射声功率
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薄壁球壳在平头弹冲击作用下的变形预测模型
15
作者 范升阳 栗建桥 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-11,共11页
为研究薄壁球壳在局部冲击载荷作用下的变形规律,开展了实验研究和数值模拟分析。利用气枪开展弹丸冲击实验,通过stereo-DIC技术获取球壳动态变形过程,得到了扁球壳在不同弹丸初始冲击速度下的全局变形形态以及凹陷变形特征。通过数值... 为研究薄壁球壳在局部冲击载荷作用下的变形规律,开展了实验研究和数值模拟分析。利用气枪开展弹丸冲击实验,通过stereo-DIC技术获取球壳动态变形过程,得到了扁球壳在不同弹丸初始冲击速度下的全局变形形态以及凹陷变形特征。通过数值模拟方法研究了各项弹体尺寸参数和壳体尺寸参数对中心凹陷深度和凹陷半径的影响程度和影响规律,通过量纲分析给出了影响无量纲变形特征的主要无量纲参量,建立起能够描述不同尺寸及不同冲击速度的球壳冲击响应面模型,并提出描述全局凹陷变形与中心凹陷深度、凹陷半径之间的公式,所建立的模型对径厚比在1/250~1/50、无量纲冲击动能在132~1190范围内的全局凹陷变形具有较高的预测精度,可为工程中大尺寸曲面薄壳冲击载荷防护设计提供参考。 展开更多
关键词 薄壁球壳 冲击载荷 三维DIC 量纲分析 预测模型
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通孔球壳胞元结构压缩力学性能
16
作者 牛克心 余为 郝颖 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期220-225,共6页
球壳胞元结构作为一种新型轻质功能材料,在航空航天、交通运输等领域有着广阔的应用前景。本工作通过实验和数值模拟的方法对简单堆积的通孔球壳胞元结构受压缩时的力学性能进行了研究,得出其名义应力-应变曲线,分析了结构的有效弹性模... 球壳胞元结构作为一种新型轻质功能材料,在航空航天、交通运输等领域有着广阔的应用前景。本工作通过实验和数值模拟的方法对简单堆积的通孔球壳胞元结构受压缩时的力学性能进行了研究,得出其名义应力-应变曲线,分析了结构的有效弹性模量、屈服极限、平台应力、比吸能等性能随球壳壁厚和球心距变化的规律。结果表明,部分球壳胞元结构在压缩过程中出现屈曲现象,并翻转形成塑性铰,从而增强结构的承载能力。球壳胞元结构的有效弹性模量、屈服极限随着球心距增大呈先增加后减小的规律,其平台应力和比吸能随着球心距增大而增加。综合各项数据可得,球壳胞元结构的球心距大于等于18.0 mm是更理想的结构形式。 展开更多
关键词 球壳胞元结构 压缩实验 数值模拟 有效弹性模量 比吸能
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阻抗边界附近粘弹性球壳的动态声辐射力
17
作者 臧雨宸 《南京师大学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期21-31,共11页
当入射声波包含多个不同的频率分量时,物体受到的声辐射力会含有随时间变化的动态分量,称为动态声辐射力.动态声辐射力在医学成像、物质参数反演等领域得到了越发广泛的应用.利用镜像原理,从理论上推导了双频率声波作用在阻抗边界附近... 当入射声波包含多个不同的频率分量时,物体受到的声辐射力会含有随时间变化的动态分量,称为动态声辐射力.动态声辐射力在医学成像、物质参数反演等领域得到了越发广泛的应用.利用镜像原理,从理论上推导了双频率声波作用在阻抗边界附近的粘弹性球壳上时产生的动态声辐射力,并以合成树脂球壳为例进行计算.结果显示:与稳态声辐射力相比,动态声辐射力在峰值处会出现劈裂现象,且劈裂后两峰的间距恰好等于两个无量纲频率之差,因而当两频率十分相近时可以将其近似为稳态声辐射力;增加边界声压反射系数可以明显提升动态声辐射力的峰值,而球壳与边界距离的变化则会使动态声辐射力出现周期性变化,且其变化周期刚好为半波长.当球壳相对较薄时,由于空气的声阻抗远小于水,充气球壳的动态声辐射力会远强于充水球壳.本文的计算结果预期可以为边界附近利用动态声辐射力进行声操控提供理论基础. 展开更多
关键词 动态声辐射力 阻抗边界 粘弹性球壳 声操控
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NSSs结构拓扑优化及抑爆性能对比分析
18
作者 于洋洋 刘民杰 +3 位作者 刘云飞 么大锁 王宇欣 王臣豪 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第4期123-130,共8页
阻隔抑爆结构-球形非金属隔片(Nonmetallic Spherical Spacers,NSSs)填充于密闭空间中,能够减缓火焰的冲击,削弱火焰传播能量,防止发展为更为严重的爆炸,用于解决易燃易爆危险化学品的爆炸或“二次爆炸”的工程难题,从而解决了可燃气体... 阻隔抑爆结构-球形非金属隔片(Nonmetallic Spherical Spacers,NSSs)填充于密闭空间中,能够减缓火焰的冲击,削弱火焰传播能量,防止发展为更为严重的爆炸,用于解决易燃易爆危险化学品的爆炸或“二次爆炸”的工程难题,从而解决了可燃气体及液体的生产、存放、运输和使用中的问题。但NSSs的置换率(体积指标)过大,严重制约NSSs的广泛使用。文中以最小化柔度为目标,采用变密度法拓扑优化NSSs结构,降低NSSs的置换率;通过用40 mm破片炸药燃烧弹进行(Fragmentation Explosive Incendiary Shells,FEIS)射流引燃试验,对比分析射流引燃的火焰形态和变化、油桶破坏程度、火球最高温度和高温持续时间,验证优化后的NSSs抑爆性能,为易燃易爆化学品的抑爆技术发展提供重要参考。 展开更多
关键词 球形非金属隔片 拓扑优化 破片炸药燃烧弹 抑爆
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基于局部探测法的外压球壳屈曲载荷设计方法研究
19
作者 王庆 范海贵 +1 位作者 侯怡航 顾文广 《压力容器》 北大核心 2024年第4期22-33,共12页
由于受外压球形容器的缺陷敏感性不可避免,其屈曲设计是值得关注的课题,因此系统地研究了基于局部探测法的外压条件下的缺陷敏感球壳结构屈曲设计。根据探测结果,提出了3种屈曲载荷设计方法:能量势垒法、最大曲率法、等效缺陷法。在考... 由于受外压球形容器的缺陷敏感性不可避免,其屈曲设计是值得关注的课题,因此系统地研究了基于局部探测法的外压条件下的缺陷敏感球壳结构屈曲设计。根据探测结果,提出了3种屈曲载荷设计方法:能量势垒法、最大曲率法、等效缺陷法。在考虑材料属性影响的基础上,详细介绍了3种屈曲载荷设计方法,并通过具有不同几何缺陷的球壳屈曲响应,对提出的设计方法进行对比与验证。研究结果表明,所提出的屈曲载荷设计方法与现行标准相比,能够针对特定的球壳结构,在考虑缺陷敏感性的前提下,给出精细化的屈曲载荷设计结果。利用3种特定结构对该方法进行验证,每种结构最低试验折减因子分别为0.390,0.224,0.290,而通过文中提出的设计方法计算得到的每种结构最高设计折减因子分别为0.315,0.213,0.171,均低于试验值,体现了提出的设计方法的可靠性。 展开更多
关键词 外压球壳 屈曲设计 缺陷敏感性 局部探测
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考虑航速及自由液面影响的声介质中三维结构水弹性力学研究 被引量：26
20
作者 邹明松 吴有生 +1 位作者 沈顺根 吴文伟 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第11期1304-1311,共8页
基于Wu建立的带航速三维水弹性理论,采用考虑自由液面效应的理想可压流体Green函数,提出了带航速和考虑自由液面的声介质中三维水弹性结构声辐射计算方法。对THAFTS三维水弹性计算程序进行修改,得到声介质中三维水弹性计算程序。针对无... 基于Wu建立的带航速三维水弹性理论,采用考虑自由液面效应的理想可压流体Green函数,提出了带航速和考虑自由液面的声介质中三维水弹性结构声辐射计算方法。对THAFTS三维水弹性计算程序进行修改,得到声介质中三维水弹性计算程序。针对无限大流体中的静态弹性球壳结构声辐射模型进行一系列数值计算,通过与解析结果的比较,验证了该计算方法和计算程序的正确性。进一步计算不同潜深、不同航速下弹性球壳的结构声辐射,以此为基础对该计算方法和计算程序进行进一步考核,同时分析了航速和自由液面对水下结构声辐射的影响。 展开更多
关键词 水弹性力学 声介质 自由液面 航速 球壳
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