典型金属飞机机身下部结构坠撞的吸能特性与吸能设计

1

作者 张欣玥 惠旭龙 +3 位作者 刘小川 白春玉 李肖成 牟让科 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第7期3-18,共16页

为研究飞机机身下部结构的坠撞吸能特性并进行吸能设计,以典型民机金属机身的下部结构为对象,首先开展了典型机身下部结构的坠撞实验,基于实验和仿真结果,对机身下部结构的吸能特性进行了评估;在此基础上,开展了机身下部结构的坠撞吸能... 为研究飞机机身下部结构的坠撞吸能特性并进行吸能设计,以典型民机金属机身的下部结构为对象,首先开展了典型机身下部结构的坠撞实验,基于实验和仿真结果,对机身下部结构的吸能特性进行了评估;在此基础上,开展了机身下部结构的坠撞吸能设计,并采用仿真手段研究了新型机身下部结构的布局参数对结构坠撞响应的影响。结果表明:在坠撞过程中,原构型机身下部结构的立柱均在连接处附近弯折并断裂,而立柱的其他区域几乎未发生塑性变形;在机身结构总质量基本不变的情况下,与原构型相比,新型机身下部结构变形更加充分,可显著降低飞机坠撞前期的载荷和加速度峰值,机身框和下部吸能结构的吸能占比明显增大;相较于原构型,优化后的新型机身结构的平均过载下降了30.8%,客舱地板上2个质量点的平均加速度分别下降了25.0%和37.6%。 展开更多

关键词 机身下部结构 适坠性 坠撞实验 吸能特性 坠撞设计

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轻型消费级无人机软包锂离子电池在机械强冲击载荷下的力学响应特性

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作者 郭亚周 刘小川 +1 位作者 白春玉 王计真 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期63-73,共11页

为研究轻型消费级无人机锂离子电池在高能量冲击下的动响应模式及爆炸着火特性,评估锂离子电池在动态冲击时的安全性能,以某轻型消费级无人机软包锂离子电池为研究对象,采用落锤冲击及气炮冲击实验方法,结合轻型无人机实际应用场景,分... 为研究轻型消费级无人机锂离子电池在高能量冲击下的动响应模式及爆炸着火特性,评估锂离子电池在动态冲击时的安全性能,以某轻型消费级无人机软包锂离子电池为研究对象,采用落锤冲击及气炮冲击实验方法,结合轻型无人机实际应用场景,分别开展了软包电池组落锤冲击及电池高速冲击铝板测试实验,探讨了不同电池电量的软包电池组在受冲击后的变形模式及着火情况,结合电池的机械变形响应及其着火演化特性分析了软包锂离子电池的冲击安全性。研究结果表明,轻型消费级无人机软包锂离子电池在常规电池外壳防护条件下受面外方向载荷冲击后的着火风险高于面内方向载荷冲击后的着火风险;锂离子电池着火风险与电池电量、冲击速度等具有明显相关性,锂离子电池本身的力学响应主要受自身材料及结构的影响,电池电量并不会影响电池的机械力学碰撞响应;本研究中所采用的锂离子电池样品在电池电量为100%时以50 m/s的速度撞击铝板,以及电池电量为50%以下时以85 m/s的速度撞击铝板后的燃烧风险均相对较低。 展开更多

关键词 软包锂离子电池 高速冲击 机械载荷 变形模式 着火风险

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典型航空器结构抗冰雹、仿真鸟弹冲击特性及其对比研究 被引量：5

3

作者 张宇 王彬文 +2 位作者 白春玉 刘小川 郭军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第18期307-314,共8页

为研究典型航空水平安定面和机翼前缘结构抗冰雹和仿真鸟弹冲击特性,通过D80空气炮系统开展相关试验,研究弹体速度和结构类型对抗冰雹、仿真鸟弹冲击特性的影响,并基于经验证的有限元模型,开展机翼前缘结构抗等动能冰雹、仿真鸟弹冲击... 为研究典型航空水平安定面和机翼前缘结构抗冰雹和仿真鸟弹冲击特性,通过D80空气炮系统开展相关试验,研究弹体速度和结构类型对抗冰雹、仿真鸟弹冲击特性的影响,并基于经验证的有限元模型,开展机翼前缘结构抗等动能冰雹、仿真鸟弹冲击对比研究。结果表明:随着弹动能的增加,撞击凹坑深度及塑性变形区域越大,且远远大于弹的直径;撞击后不同规格机翼前缘结构变形趋势一致,但前缘曲率越大,凹坑深度及塑性变形区域越大;在等动能弹冲击下,仿真鸟弹和冰雹在典型航空器结构上形成的凹坑形式及撞击力-时间曲线趋势是一致的,但仿真鸟弹撞击凹坑尺寸及撞击力载荷峰值更大。因此,同等条件下仿真鸟弹的威胁性更大,结构设计中需作为主要考虑因素。 展开更多

关键词 机翼前缘结构 水平安定面结构 冰雹冲击 仿真鸟弹 冲击特性

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极端环境模拟装置在考虑温度影响的起落架落震性能研究中的应用

4

作者 张飞 王彬文 +5 位作者 杨正权 陈熠 杨建波 朱晨辰 王聪 刘成龙 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期373-380,共8页

以某型飞机前起落架为研究对象,进行高低温环境下起落架落震性能试验研究。为了模拟落震试验所需的极端高温和低温环境,设计研制了极端环境模拟装置,利用其对全尺寸起落架进行加热/降温。在不同环境温度下开展了起落架高低温落震试验,... 以某型飞机前起落架为研究对象,进行高低温环境下起落架落震性能试验研究。为了模拟落震试验所需的极端高温和低温环境,设计研制了极端环境模拟装置,利用其对全尺寸起落架进行加热/降温。在不同环境温度下开展了起落架高低温落震试验,对比研究了高温和低温环境对起落架落震性能的影响。结果表明:随着环境温度自-55℃升至70℃,起落架缓冲系统的空气弹簧刚度逐渐变大;低温环境对该型起落架缓冲器内部的油液阻尼力影响较明显,而且极端的低温环境会导致起落架缓冲支柱摩擦力增大,压缩行程缩短;高温环境主要影响缓冲器内部的空气弹簧刚度,温度越高,空气弹簧刚度越大,支柱不易被压缩。 展开更多

关键词 起落架 落震性能 落震试验 环境温度 极端环境模拟装置

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结构冲击畸变问题的直接相似方法研究 被引量：8

5

作者 王帅 徐绯 +4 位作者 代震 刘小川 李肖成 杨磊峰 惠旭龙 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期774-786,共13页

结构受冲击时由不同材料引起比例模型与全尺寸原型的畸变,通常通过修正比例模型的速度或密度进行补偿.然而传统的修正方法,存在需预先测试结构响应、依赖特殊本构方程、不能反映动态过程的缺陷,因而限制了相似理论在比例模型试验中的直... 结构受冲击时由不同材料引起比例模型与全尺寸原型的畸变,通常通过修正比例模型的速度或密度进行补偿.然而传统的修正方法,存在需预先测试结构响应、依赖特殊本构方程、不能反映动态过程的缺陷,因而限制了相似理论在比例模型试验中的直接应用.本文提出了一种不同材料畸变问题的直接相似方法.它通过建立应变率区间上比例模型预测的流动屈服应力与原型流动屈服应力的最佳逼近关系,直接获得了修正速度或修正密度的比例因子,完成了比例模型与原型的动态相似关系.基于Norton-Hoff,Cowper-Symonds,Johnson-Cook三种经典的本构模型,研究了材料应变率敏感性特征参数、参考应变率、屈服应力、密度在动态相似关系中的作用.并通过受质量冲击的折板结构算例,验证了直接相似方法的有效性.分析表明,本文提出的直接相似方法不需要预先测试结构的响应,不依赖特殊的本构方程、强调动态相似特性,具有直接、高效、通用的特点.此外,动态相似关系的最佳逼近效果,受材料应变率敏感性特征参数控制,屈服应力、密度和参考应变率影响不大;当比例模型应变率敏感性特征参数与原型相近,可获得最佳逼近. 展开更多

关键词 相似 缩比 应变率敏感性 不同材料 冲击

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基于旋转内凹六边形的负泊松比结构力学性能研究 被引量：5

6

作者 王振 陈国平 +1 位作者 惠旭龙 何欢 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期124-130,共7页

为提升负泊松比结构的力学性能,基于旋转刚体结构与内凹多边形结构的变形机理,将常规内凹六边形旋转一定角度,得到旋转内凹六边形负泊松比结构。首先,推导了该结构的相对密度、等效弹性模量、等效泊松比等等效性能的理论公式,并通过仿... 为提升负泊松比结构的力学性能,基于旋转刚体结构与内凹多边形结构的变形机理,将常规内凹六边形旋转一定角度,得到旋转内凹六边形负泊松比结构。首先,推导了该结构的相对密度、等效弹性模量、等效泊松比等等效性能的理论公式,并通过仿真计算加以验证。利用有限元软件LS-Dyna进行模拟计算,对比分析了旋转内凹六边形与常规内凹六边形在不同冲击速度下的动力学特性,讨论了旋转内凹六边形负泊松比结构的吸能特性与胞壁厚度、旋转角度、夹角等结构参数之间的关系。结果表明,该结构的名义应力-应变曲线具有多段平台应力特征,与同质量的常规结构相比,该结构平台应力段更长,能量吸收性能更优异。该研究为提升多胞结构的抗冲击动力学性能提供了思路。 展开更多

关键词 负泊松比 质量比吸能 吸能特性 有限元仿真 动态压溃

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充液格栅结构抗射弹冲击特性研究 被引量：2

7

作者 张宇 王彬文 +2 位作者 刘小川 惠旭龙 郭军 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第18期7288-7296,共9页

为研究充液格栅结构抗射弹冲击特性,基于二级空气炮系统开展1×1、3×3和5×5格栅结构抗射弹冲击实验,获得射弹速度变化和壁板应变等物理量,并通过LS-DYNA有限元软件,建立经实验验证的有限元模型,研究射弹速度全场变化、壁... 为研究充液格栅结构抗射弹冲击特性,基于二级空气炮系统开展1×1、3×3和5×5格栅结构抗射弹冲击实验,获得射弹速度变化和壁板应变等物理量,并通过LS-DYNA有限元软件,建立经实验验证的有限元模型,研究射弹速度全场变化、壁板变形等。结果表明:格栅结构后壁板变形最严重,且壁板下半部分变形大于上半部分;在内部壁板变形和流体对前壁板的共同作用下,5×5格栅结构前壁板变形趋势与1×1和3×3格栅结构不同;格栅结构在射弹冲击过程中获得的总能量随格栅数量的增加而增加,但内部壁板变形耗散更多的能量,导致格栅外部壁板变形反而减小,提高了结构的抗毁伤能力。 展开更多

关键词 格栅结构 高速冲击 毁伤效应 实验研究 数值仿真

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充液格栅结构抗射弹冲击数值模拟研究 被引量：3

8

作者 张宇 王彬文 +2 位作者 刘小川 惠旭龙 杨欢 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第19期7689-7695,共7页

为研究充液格栅结构抗射弹冲击性能,基于经验证的充液箱体抗射弹冲击动力学建模方法,建立典型充液格栅结构抗射弹冲击有限元模型,分析射弹初速度、充液比例、流体液面压力以及流体黏性等对冲击过程中射弹速度衰减变化规律、形成的空腔... 为研究充液格栅结构抗射弹冲击性能,基于经验证的充液箱体抗射弹冲击动力学建模方法,建立典型充液格栅结构抗射弹冲击有限元模型,分析射弹初速度、充液比例、流体液面压力以及流体黏性等对冲击过程中射弹速度衰减变化规律、形成的空腔形态以及流固耦合作用下格栅结构前、后壁板变形的影响。结果表明:射弹动能损失与充液比例基本没有关系,但与射弹初速度、液面压力和流体黏性与射弹动能损失正相关;后壁板的变形程度大于前壁板的变形,壁板变形程度与充液比例、射弹速度和液面压力正相关;射弹冲击下,充液比例越高、射弹初始速度越高、液面压力越高、流体黏性越大,充液格栅结构越容易发生失效。 展开更多

关键词 高速冲击 格栅结构 数值模拟 流固耦合 光滑粒子流动力学-有限元模型

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K447A合金的高温动态力学性能及本构关系

9

作者 黄蓉 张欣玥 +5 位作者 惠旭龙 白春玉 刘小川 牟让科 李钢 李奎 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第7期41-54,共14页

K447A是一种广泛用于航空发动机关键热端部件的镍基高温合金,通过在25~1 000℃温度范围内进行准静态和高应变率压缩试验,系统研究了K447A高温合金的动态力学性能,并深入剖析了温度和应变率对其塑性流动行为的影响。研究结果表明:K447A... K447A是一种广泛用于航空发动机关键热端部件的镍基高温合金,通过在25~1 000℃温度范围内进行准静态和高应变率压缩试验,系统研究了K447A高温合金的动态力学性能,并深入剖析了温度和应变率对其塑性流动行为的影响。研究结果表明:K447A合金的塑性变形过程中同时存在应变硬化、热软化和应变率强化现象。随着应变率从准静态增加到5 000 s^(-1),温度敏感指数s逐渐减小,而在800℃时,K447A合金在高应变率范围出现反常应力峰。随着温度的升高,应变率敏感因子p逐渐增大;材料内部的微观组织结构受应变率和温度耦合影响,应变率增加会导致晶粒细化,而温度升高会导致材料内部低角晶界占比减少,从而出现动态再结晶现象。基于流动应力受温度和应变率耦合影响的考虑,建立了修正的Johnson-Cook本构模型,与修正前相比,预测误差从26.36%降低到9.05%。 展开更多

关键词 K447A高温合金 率-温耦合效应 动态力学行为 本构表征

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非漂浮型和漂浮型航空座椅垫动态压缩力学性能研究

10

作者 杨欢 舒挽 +3 位作者 张宇 惠旭龙 王亚锋 刘小川 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第18期7524-7530,共7页

为研究航空座椅垫的动态压缩力学性能,基于非漂浮型和漂浮型两型航空座椅垫,考虑4种非漂浮层材料密度和4种漂浮层材料占比的影响,通过电子万能实验机与高速液压伺服实验机开展准静态和动态压缩特性实验,研究座椅垫的变形过程、率敏感性... 为研究航空座椅垫的动态压缩力学性能,基于非漂浮型和漂浮型两型航空座椅垫,考虑4种非漂浮层材料密度和4种漂浮层材料占比的影响,通过电子万能实验机与高速液压伺服实验机开展准静态和动态压缩特性实验,研究座椅垫的变形过程、率敏感性、能量吸收和能量损耗等变化规律。结果表明:航空座椅垫压缩实验重复性较好;座椅垫材料具有明显的非线性特性、迟滞效应与超弹性特性,且弹性模量较小;座椅垫材料率敏感性较为明显,应变率参数与非漂浮层密度正相关,与漂浮层占比负相关;峰值能量与应变率、漂浮层占比及非漂浮层密度均正相关;能量损耗比与应变率正相关,与漂浮层占比和非漂浮层密度负相关,且漂浮层材料占比起主导作用。 展开更多

关键词 非漂浮型 漂浮型 航空座椅垫 率敏感性 能量吸收/耗损 压缩力学实验

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装甲车座椅抗地雷爆炸冲击模拟试验方法研究 被引量：3

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作者 任佳 刘小川 +1 位作者 杨建波 刘继军 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2535-2543,I0015,I0016,共11页

针对装甲车辆防雷座椅在研发/设计优化和定型量产等阶段的性能测试需求和爆轰波的波形特点,提出了此类座椅的抗爆炸冲击试验模拟方法,并搭建了试验装置和测试系统;解决了座椅抗爆炸冲击试验过程中的爆炸冲击波形模拟、安装连接方式设计... 针对装甲车辆防雷座椅在研发/设计优化和定型量产等阶段的性能测试需求和爆轰波的波形特点,提出了此类座椅的抗爆炸冲击试验模拟方法,并搭建了试验装置和测试系统;解决了座椅抗爆炸冲击试验过程中的爆炸冲击波形模拟、安装连接方式设计、测试验证方案确定等技术问题;通过多型号防雷座椅试验对该方法及试验装置进行验证,并以某型试验的结果为例,对测试结果进行详细分析与说明。结果表明,该试验模拟方法可行,构建的试验系统稳定、可靠,可用于防雷座椅抗爆炸冲击性能的测试,进而通过测试数据分析给出了座椅系统的缓冲性能和乘员的脊柱损伤程度测试方法。 展开更多

关键词 防雷座椅 爆炸冲击 模拟试验 装置设计 波形发生器

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多连杆混联仿生腿式起落架设计与着陆实验研究 被引量：3

12

作者 任佳 刘小川 +1 位作者 王计真 董久祥 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第11期4881-4893,共13页

针对垂直起降飞行器对着陆场地的硬度及平整性要求高、传统起落架智能化程度低的问题,设计了一种基于多连杆混联机构的仿生腿式地形自适应起落架。首先针对单腿的设计构型进行驱动力矩分析与机构优化,在此基础上完成结构设计。其次基于... 针对垂直起降飞行器对着陆场地的硬度及平整性要求高、传统起落架智能化程度低的问题,设计了一种基于多连杆混联机构的仿生腿式地形自适应起落架。首先针对单腿的设计构型进行驱动力矩分析与机构优化,在此基础上完成结构设计。其次基于设计构型提出了相应的驱动与运动控制算法,建立控制系统,并针对四腿机构进行着陆仿真。最后以多旋翼无人机为对象,设计了一套仿生起落架系统,与多旋翼无人机形成了整体的验证平台,实现地形识别-飞控-多腿控制融合设计,完成了搭建结构化地形的自适应着陆实验。研究结果表明,多连杆混联式仿生起落架设计方法可应用于垂直起降飞行器起落架的设计中,完成设计载重的斜坡、台阶、凹凸地面等复杂地形的着陆,具备自适应着陆的能力。 展开更多

关键词 垂直起降飞行器 仿生起落架 多连杆混联 地形自适应 控制算法 复杂地形

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舰载机前起落架缓冲性能参数敏感性研究 被引量：1

13

作者 张飞 白春玉 +2 位作者 陈熠 杨正权 王计真 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期505-511,共7页

为了同时满足缓冲和突伸性能,舰载机前起落架常采用双腔缓冲器设计。以某型机前起落架为研究对象,建立前起落架缓冲性能分析动力学模型,并将仿真计算结果与试验结果进行验证对比,验证理论模型的有效性和正确性。对缓冲器高、低压腔初始... 为了同时满足缓冲和突伸性能,舰载机前起落架常采用双腔缓冲器设计。以某型机前起落架为研究对象,建立前起落架缓冲性能分析动力学模型,并将仿真计算结果与试验结果进行验证对比,验证理论模型的有效性和正确性。对缓冲器高、低压腔初始压力以及体积占比进行参数敏感性分析。结果表明,高、低压腔初始充填压力和体积占比对起落架缓冲性能的影响有别于它们对突伸性能的影响,所以对舰载机前起落架缓冲器的设计需不断优化,同时兼顾缓冲和突伸性能。 展开更多

关键词 舰载机起落架 缓冲性能 双腔缓冲器 落震试验 落震动力学

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航空铆钉动态加载失效实验 被引量：16

14

作者 解江 白春玉 +3 位作者 舒挽 惠旭龙 刘小川 牟浩蕾 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期879-886,共8页

为研究航空铆钉连接元件在动态加载下的失效模式,依托高速液压伺服材料试验机,通过特殊设计的实验夹具,进行了6类航空铆钉在不同加载速度和不同加载模式下的动态失效实验,获得了铆钉元件在纯拉伸加载、纯剪切加载、30°拉-剪耦合加... 为研究航空铆钉连接元件在动态加载下的失效模式,依托高速液压伺服材料试验机,通过特殊设计的实验夹具,进行了6类航空铆钉在不同加载速度和不同加载模式下的动态失效实验,获得了铆钉元件在纯拉伸加载、纯剪切加载、30°拉-剪耦合加载和60°拉-剪耦合加载状态下的失效实验数据。实验结果表明,铆钉元件的失效模式和失效载荷与加载速度、载荷的作用形式密切相关,并基于实验结果拟合得到铆钉元件的失效本构参数,获得了可表征铆钉在一般情形下失效的本构方程。 展开更多

关键词 动态失效 高速液压伺服试验机 铆钉 本构方程

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2A16铝合金中应变率力学性能研究 被引量：12

15

作者 惠旭龙 白春玉 +1 位作者 葛宇静 舒挽 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第19期66-70,共5页

为研究2A16铝合金的中应变率力学性能及热处理状态对其应变率敏感性的影响,利用电子万能试验机和高速液压伺服试验机对其(O状态和T4状态)进行常温下准静态和中应变率力学性能试验,得到不同应变率下的应力应变曲线,并基于修正的Johnson-C... 为研究2A16铝合金的中应变率力学性能及热处理状态对其应变率敏感性的影响,利用电子万能试验机和高速液压伺服试验机对其(O状态和T4状态)进行常温下准静态和中应变率力学性能试验,得到不同应变率下的应力应变曲线,并基于修正的Johnson-Cook本构模型对其进行拟合。结果表明:在应变率10^(-4)~10~2s^(-1)内,热处理状态对2A16铝合金的应变率敏感性有较大影响,其中2A16-O状态铝合金的应变率敏感性较强,而2A16-T4状态铝合金的应变率敏感性较弱,但两种材料均具有较强的应变硬化效应;此外,修正Johnson-Cook本构模型的拟合结果与试验结果吻合很好,能够很好表征材料的动态力学行为。 展开更多

关键词 2A16铝合金 热处理状态 中应变率 应变率效应 Johnson-Cook模型

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闭孔泡沫铝在动态加载下的压缩力学行为研究 被引量：4

16

作者 郭亚周 杨海 +2 位作者 刘小川 郑志军 王计真 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期338-346,共9页

为研究闭孔泡沫铝的动态压缩力学响应过程,基于典型泡沫铝试样的孔型和分布情况构建了Voronoi模型,根据实验结果验证了模型的准确性。基于LS-DYNA分析了目前泡沫铝常用的Kelvin模型和Voronoi模型之间的差异性,研究了加载速度、基体应变... 为研究闭孔泡沫铝的动态压缩力学响应过程,基于典型泡沫铝试样的孔型和分布情况构建了Voronoi模型,根据实验结果验证了模型的准确性。基于LS-DYNA分析了目前泡沫铝常用的Kelvin模型和Voronoi模型之间的差异性,研究了加载速度、基体应变率效应和压缩惯性效应对闭孔泡沫铝变形模式和应力水平的影响规律。研究结果表明:Voronoi模型应力-应变水平和变形模式与实验结果拟合较好,内部结构比单胞阵列的Kelvin模型更趋真实合理;在低速压缩下,泡沫铝惯性效应基本上可以被忽略,而高速压缩下,受压缩惯性效应影响,泡沫铝平台应力随着加载速度的增大而增大;当考虑泡沫铝基体应变率效应时,泡沫铝平台应力水平会得到有效的改善,且泡沫铝整体呈现应变率效应。 展开更多

关键词 闭孔泡沫铝 Voronoi模型 加载速度 基体特性 惯性效应 应力增强

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薄板在冲击载荷下线弹性理想塑性响应的相似性研究 被引量：5

17

作者 李肖成 徐绯 +4 位作者 杨磊峰 王帅 刘小川 惠旭龙 刘继军 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期67-78,共12页

对于比例模型和原型使用不同弹塑性材料的冲击相似性问题,由于弹性和塑性阶段材料特性的差别及其在不同变形阶段的弹性塑性共存现象,将导致原有的结构冲击相似性理论失效。基于薄板冲击问题的理论模型,采用方程分析方法重新推导了材料... 对于比例模型和原型使用不同弹塑性材料的冲击相似性问题,由于弹性和塑性阶段材料特性的差别及其在不同变形阶段的弹性塑性共存现象,将导致原有的结构冲击相似性理论失效。基于薄板冲击问题的理论模型,采用方程分析方法重新推导了材料线弹性以及理想刚塑性共存时的冲击响应的相似律。提出了一种能够同时考虑弹性变形和塑性变形的结构缩放响应相似性分析的厚度补偿方法,并利用数值分析验证了提出方法的适用性。分析结果表明,使用厚度补偿方法得到的比例模型结构响应能够准确地预测原型结构的冲击响应。 展开更多

关键词 薄板结构 弹塑性耦合 不同材料 相似性分析

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受轴向冲击薄壁圆管的几何畸变相似律研究 被引量：1

18

作者 杨磊峰 常新哲 +4 位作者 徐绯 王帅 刘小川 惠旭龙 李肖成 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期100-111,共12页

对于受轴向冲击载荷作用的薄壁圆管动态响应的相似律问题,由于圆管的薄壁特性导致厚度无法与高度和半径按相同的比例进行结构缩放,从而产生模型的几何畸变,此时传统的相似律已无法描述原型与畸变模型之间的动态响应规律。基于薄壁圆管... 对于受轴向冲击载荷作用的薄壁圆管动态响应的相似律问题,由于圆管的薄壁特性导致厚度无法与高度和半径按相同的比例进行结构缩放,从而产生模型的几何畸变,此时传统的相似律已无法描述原型与畸变模型之间的动态响应规律。基于薄壁圆管轴向冲击问题的控制方程,通过能量守恒和量纲分析,推导了考虑几何畸变条件下轴向冲击载荷作用的理想弹塑性薄壁圆管动态响应的相似律。通过在给定应变与应变率区间上建立比例模型预测的流动屈服应力与原型流动屈服应力的最佳逼近关系,将几何畸变相似律进一步推广至包含应变率和应变硬化的材料。通过数值方法验证了提出的几何畸变模型相似律的适用性。分析结果表明,提出的考虑厚度畸变的受轴向冲击薄壁圆管的相似律可用于预测原型结构的冲击动态响应,并显著降低比例模型与原型结构平均载荷和能量的偏差。 展开更多

关键词 薄壁圆管 应变率效应 应变硬化 几何畸变 相似律

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水陆两栖飞机尾翼抗鸟撞设计与验证方法研究 被引量：1

19

作者 倪磊 杨荣 +4 位作者 白春玉 惠旭龙 陈国平 周立胜 张欣玥 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期452-461,共10页

为确保水陆两栖飞机尾翼结构的抗鸟撞性能,针对其不同结构部位提出不同的抗鸟撞设计思路。耦合SPH方法建立了尾翼结构的鸟撞数值模型,采用实验方法获得了结构铝合金材料的准静态和中低应变率拉伸实验数据以及不同冲击速度下带母材铆钉... 为确保水陆两栖飞机尾翼结构的抗鸟撞性能,针对其不同结构部位提出不同的抗鸟撞设计思路。耦合SPH方法建立了尾翼结构的鸟撞数值模型,采用实验方法获得了结构铝合金材料的准静态和中低应变率拉伸实验数据以及不同冲击速度下带母材铆钉的极限拉伸载荷和极限剪切载荷数据。进一步开展了尾翼结构抗鸟撞分析,并通过鸟撞实验对数值分析结果进行验证。结果表明,针对水陆两栖飞机尾翼前缘结构提出的两种抗鸟撞设计思路合理,且具有较好的抗鸟撞性能;结构采用的3种铝合金存在较为明显的应变硬化效应,但应变率敏感性较弱;随着加载速度的增大,结构采用的4种铆钉拉伸载荷呈下降趋势,但总体幅度并不大,而剪切载荷变动较小;建立的尾翼结构鸟撞数值分析模型准确,较好预测了结构的破坏模式和鸟体冲击分散过程。 展开更多

关键词 水陆两栖 尾翼 应变率 鸟撞 紧固件

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非对称变后掠柔性后缘飞机滚转控制分配研究

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作者 马航 宋笔锋 +1 位作者 裴扬 白春玉 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1094-1102,共9页

以往研究已经证明机翼后掠角和后缘弯度的单独改变均可增强飞行器的机动性,探究将后掠角作为冗余控制器后飞机滚转运动收敛特性问题。首先利用计算流体力学方法,探讨了后掠角非对称变化对气动特性的影响规律,建立了不同工况下研究对象... 以往研究已经证明机翼后掠角和后缘弯度的单独改变均可增强飞行器的机动性,探究将后掠角作为冗余控制器后飞机滚转运动收敛特性问题。首先利用计算流体力学方法,探讨了后掠角非对称变化对气动特性的影响规律,建立了不同工况下研究对象飞机后掠角、柔性后缘两种广义操纵面的操纵效能函数。其次综合Kane方法建立的稳定滚转子系统动力学模型,在考虑飞机阻尼力矩影响下,确定了监督控制器-主控制器控制架构下系统主、从控制器控制律。最后将后掠角非对称偏转作为系统冗余控制输入,以操纵面偏转速率为特征量,分析了不同工况下后掠角非对称变化对飞行器稳定滚转运动收敛特性的影响。通过分析可知,采用冗余操纵面设计,可有效增大滚转控制力矩,避免操纵面进入饱和状态,提升飞机整体控制效能。通过两种工况下的仿真结果可知,后掠角操纵面可增强系统容错能力、提升高升力下飞机操纵性能,但会增大系统达到稳定所需的时间。 展开更多

关键词 非对称后掠角 柔性后缘 滚转效能 控制分配

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