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运输类飞机典型货舱地板下部结构冲击吸能特性 被引量：19
1
作者 冯振宇 程坤 +5 位作者 赵一帆 李恒晖 解江 牟浩蕾 王亚锋 葛宇静 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期202-214,共13页
为了研究运输类飞机货舱地板下部结构在冲击载荷作用下的吸能特性,选取三框两段典型货舱地板下部结构试验件开展落重冲击试验,即质量为478.5kg的落重以3.95m/s的速度垂直冲击倒置并固定在测力平台上的试验件,分析试验件失效模式及动态响... 为了研究运输类飞机货舱地板下部结构在冲击载荷作用下的吸能特性,选取三框两段典型货舱地板下部结构试验件开展落重冲击试验,即质量为478.5kg的落重以3.95m/s的速度垂直冲击倒置并固定在测力平台上的试验件,分析试验件失效模式及动态响应,同时建立有限元模型进行仿真与试验结果相关性分析及吸能特性研究。结果显示,在此种工况的冲击载荷作用下,中间支撑件发生由32框面向34框面方向的弯曲,并带动机身框发生同向弯曲和扭转,从而导致C型支撑件发生与中间支撑件相反方向的弯曲变形,并最终在机身框与C型支撑件的连接处形成两处塑性铰;紧固件失效以位于中间支撑件附近区域的长桁和剪切角片连接处的22个扁圆头铆钉发生剪切失效为主;试验初始加速度峰值和初始撞击力峰值分别为25.1g和173kN。仿真与试验获得的结构变形模式吻合较好,仿真获得的最大压缩量与试验结果24.3mm相差3.7%,仿真获得的压板上初始加速度峰值与试验结果25.1g相差4%。通过仿真分析发现机身框和中间支撑件是主要的吸能部件,吸能贡献分别占总吸能的32.1%和30.4%。 展开更多
关键词 货舱地板下部结构 冲击试验 变形模式 加速度响应 吸能特性
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TC4钛合金平板高速撞击损伤及弹道极限特性 被引量：16
2
作者 惠旭龙 刘小川 +1 位作者 王计真 白春玉 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第11期1-8,共8页
为研究高速撞击下TC4钛合金平板的损伤行为和弹道极限特性,首先利用空气炮和LS-DYNA软件对直径25.4 mm钢弹高速正撞击3 mm厚TC4钛合金平板的过程进行了实验和仿真分析研究,得到TC4钛合金平板的损伤结果和弹道极限速度;并基于实验结果验... 为研究高速撞击下TC4钛合金平板的损伤行为和弹道极限特性,首先利用空气炮和LS-DYNA软件对直径25.4 mm钢弹高速正撞击3 mm厚TC4钛合金平板的过程进行了实验和仿真分析研究,得到TC4钛合金平板的损伤结果和弹道极限速度;并基于实验结果验证了有限元模型的准确性。然后利用有限元方法进一步分析了平板厚度、撞击角度和弹头形状对TC4钛合金平板撞击损伤及弹道极限特性的影响。研究结果表明:平板厚度越大,弹丸撞击角度越小,平板的弹道极限速度越大;而弹丸直径相同时,弹头形状对薄板的弹道极限速度有一定影响;此外,平板厚度、撞击角度及弹头形状对平板的撞击损伤形式有较大影响。 展开更多
关键词 爆炸力学 TC4 钛合金 高速撞击 弹道极限速度 损伤形式 有限元分析
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中低应变率下7075-T7351铝合金本构与失效模型对比 被引量：15
3
作者 冯振宇 李恒晖 +4 位作者 刘义 解江 牟浩蕾 惠旭龙 舒挽 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期12088-12093,共6页
为了标定航空铝合金材料本构并对比分析不同失效模型,以7075-T7351铝合金平板试样为研究对象,分别进行准静态拉伸试验和动态拉伸试验,获得其在100 s^-1以内中低应变率下的力学性能。采用Johnson-Cook本构模型、Swift本构模型、Hartley和... 为了标定航空铝合金材料本构并对比分析不同失效模型,以7075-T7351铝合金平板试样为研究对象,分别进行准静态拉伸试验和动态拉伸试验,获得其在100 s^-1以内中低应变率下的力学性能。采用Johnson-Cook本构模型、Swift本构模型、Hartley和Srinivasan本构模型对材料塑性应变强化力学行为进行表征,并采用最大塑性应变失效准则、Johnson-Cook失效模型与表格式Johnson-Cook失效模型进行动态拉伸仿真,对比分析不同失效模型的仿真精度。结果表明,在100 s^-1内的中低应变率下,7075-T7351铝合金的流动应力存在较弱的应变率效应,失效应变最大增量为16.8%;三种本构模型均可准确表征铝合金塑性应变强化力学行为;表格式Johnson-Cook模型的动态拉伸仿真结果与试验吻合最好,其塑性失效应变误差均小于4%。 展开更多
关键词 中低应变率 动态力学性能 本构关系 失效模型 应变率效应
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航空铆钉动态加载失效实验 被引量：14
4
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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航空材料的冲击疲劳问题研究进展与展望 被引量：13
5
作者 郭玉佩 王彬文 +2 位作者 杨强 白春玉 刘小川 《航空工程进展》 CSCD 2020年第5期609-617,共9页
材料的冲击疲劳问题在航空工程中大量存在,舰载机的弹射起飞、拦阻着舰都是典型的冲击疲劳问题。本文梳理了冲击疲劳概念的早期发展历程,综述了自2000年以来冲击疲劳领域的主要研究进展,包括材料冲击疲劳性能的主要影响因素、材料冲击... 材料的冲击疲劳问题在航空工程中大量存在,舰载机的弹射起飞、拦阻着舰都是典型的冲击疲劳问题。本文梳理了冲击疲劳概念的早期发展历程,综述了自2000年以来冲击疲劳领域的主要研究进展,包括材料冲击疲劳性能的主要影响因素、材料冲击疲劳试验方法、冲击疲劳的损伤表征和寿命预计以及冲击疲劳问题的数值计算方法等,指出材料的微观结构、边界条件、使用环境、冲击载荷类型等对冲击疲劳性能有显著影响。总结了航空工程中冲击疲劳问题面临的主要挑战,并结合未来工程结构设计的需求,展望了航空领域冲击疲劳技术的未来发展方向。 展开更多
关键词 冲击疲劳 航空材料 裂纹 微观机制 试验 数值仿真
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金属材料与结构冲击疲劳问题研究综述 被引量：12
6
作者 杨素淞 白春玉 +2 位作者 杨强 胡伟平 詹志新 《航空科学技术》 2021年第2期1-13,共13页
航空、航海、枪械及石油开采等领域的一些金属结构件,常常会承受多次冲击载荷,形成冲击疲劳失效。材料与结构在冲击疲劳载荷下的失效特性往往不同于常规疲劳失效,不能沿用常规疲劳试验测试与寿命分析方法进行冲击疲劳性能测试与寿命预... 航空、航海、枪械及石油开采等领域的一些金属结构件,常常会承受多次冲击载荷,形成冲击疲劳失效。材料与结构在冲击疲劳载荷下的失效特性往往不同于常规疲劳失效,不能沿用常规疲劳试验测试与寿命分析方法进行冲击疲劳性能测试与寿命预估。为了充分认识和了解目前关于金属材料的冲击疲劳特性,以及冲击疲劳试验测试方法和理论分析方法,本文综述了国内外关于金属材料冲击疲劳的研究进展,概述了冲击疲劳试验测试设备及方法、影响材料冲击疲劳性能的主要因素,以及金属材料冲击疲劳寿命的预估方法。 展开更多
关键词 冲击疲劳 金属材料 疲劳寿命 试验测试 寿命预估
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2A16铝合金中应变率力学性能研究 被引量：12
7
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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基于新型粒子群算法的结构动力学热振模型修正 被引量：5
8
作者 王震宇 王计真 +5 位作者 杨婧艺 何鹏远 潘成浩 周凌波 何成 何欢 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期103-115,共13页
提出一种基于新型粒子群算法的结构动力学热振模型修正方法,并成功应用于高温环境下典型复杂多组件结构的模型修正问题。为了克服粒子群算法解决模型修正等非线性优化问题时早熟收敛的缺点,联合莱维飞行策略和正交学习方法提出莱维正交... 提出一种基于新型粒子群算法的结构动力学热振模型修正方法,并成功应用于高温环境下典型复杂多组件结构的模型修正问题。为了克服粒子群算法解决模型修正等非线性优化问题时早熟收敛的缺点,联合莱维飞行策略和正交学习方法提出莱维正交学习粒子群优化算法;将该新型方法和其他优化算法应用于修正轴系轴承-轴承座的等效刚度和阻尼参数进行对比分析,结果证明该新型算法具有更高的精度;针对典型复杂多组件结构在高温环境下的振动实验进行模型修正,修正后不同温度环境下各阶模态频率误差均下降到7%以内,有限元模型精度得到极大提高,表明该新型算法可以有效应用于工程实际。 展开更多
关键词 粒子群算法 莱维飞行 正交学习 高温环境 有限元 模型修正
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2024-T42铝合金低中应变率力学性能及本构关系 被引量：10
9
作者 张宇 王彬文 +2 位作者 刘小川 惠旭龙 白春玉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期249-254,共6页
为研究2024-T42铝合金的低中应变率力学性能和本构关系,采用电子万能实验机和高速液压伺服材料实验机,进行常温下2024-T42铝合金准静态、低中应变率拉伸实验,得到材料在不同应变率下的应力-应变曲线。考虑颈缩对真实应力-真实应变的影响... 为研究2024-T42铝合金的低中应变率力学性能和本构关系,采用电子万能实验机和高速液压伺服材料实验机,进行常温下2024-T42铝合金准静态、低中应变率拉伸实验,得到材料在不同应变率下的应力-应变曲线。考虑颈缩对真实应力-真实应变的影响,采用仿真反演方法对颈缩后的真实应力-真实应变曲线进行修正,并基于Johnson-Cook本构模型进行拟合。结果表明:2024-T42铝合金在低中应变率范围的率敏感性较弱;但具有较强的应变硬化效应;基于仿真分析的反演修正方法能较好重构材料颈缩点后的真实应力-真实应变曲线;并通过铝管压溃实验和仿真分析,验证了反演修正方法的合理性和所获本构模型参数的准确性。 展开更多
关键词 2024-T42铝合金 Johnson-Cook本构 低中应变率 颈缩 反演修正
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宽应变率范围下2A16-T4铝合金动态力学性能 被引量：10
10
作者 惠旭龙 白春玉 +2 位作者 刘小川 牟让科 王计真 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期871-878,共8页
为了研究2A16-T4铝合金的动态力学性能,利用电子万能试验机、高速液压伺服试验机及霍普金森压杆(SHPB)装置进行常温下准静态、中应变率和高应变率的动态力学性能实验,得到不同应变率下的应力应变曲线,基于修正的Johnson-Cook本构模型对... 为了研究2A16-T4铝合金的动态力学性能,利用电子万能试验机、高速液压伺服试验机及霍普金森压杆(SHPB)装置进行常温下准静态、中应变率和高应变率的动态力学性能实验,得到不同应变率下的应力应变曲线,基于修正的Johnson-Cook本构模型对它进行拟合,并分析材料中应变率力学特性对模型应变率敏感参量的影响。结果表明:2A16-T4铝合金在应变率10-4~102 s-1范围内应变率敏感性较弱,而在102~103 s-1范围内应变率敏感性较强,且应变率强化效应随塑性应变的增大而减小;同时,在10-4~103 s-1范围内具有较强的应变硬化效应,且应变硬化效应随应变率的增大而减小;此外,修正Johnson-Cook本构模型的拟合结果与实验结果吻合很好,能够很好表征材料的动态力学行为,且考虑材料中应变率力学特性可提高本构模型参量的准确性。 展开更多
关键词 Johnson-Cook模型 高速液压伺服试验机 中应变率 2A16-T4铝合金 应变率效应
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民机适坠性研究中的垂向坠撞速度问题探讨 被引量：10
11
作者 白春玉 刘小川 +2 位作者 惠旭龙 胡锐 张欣玥 《航空科学技术》 2020年第9期11-17,共7页
垂向应急坠撞速度是评价民机抗坠撞水平的关键输入参数,如何确定飞机的垂直坠撞速度是型号耐撞性设计和验证的关键问题。本文梳理了国内外飞机结构坠撞试验的垂向坠撞速度选择情况,并从飞机的坠撞事故统计、乘员耐受极限与客舱完整性,... 垂向应急坠撞速度是评价民机抗坠撞水平的关键输入参数,如何确定飞机的垂直坠撞速度是型号耐撞性设计和验证的关键问题。本文梳理了国内外飞机结构坠撞试验的垂向坠撞速度选择情况,并从飞机的坠撞事故统计、乘员耐受极限与客舱完整性,以及应急坠撞典型工况分析等方面出发,对民机适坠性研究中的垂向坠撞速度确定方法进行了讨论。 展开更多
关键词 航空安全 适坠性 应急坠撞试验 坠撞速度 乘员耐受性
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温度对油——气式起落架缓冲性能的影响研究 被引量：8
12
作者 胡锐 牟让科 +1 位作者 宋得军 陈熠 《航空工程进展》 CSCD 2022年第3期150-156,共7页
油—气式缓冲器内部的油液特性及充气压力会随环境温度而变化,进而影响起落架的缓冲性能。为了探究温度对油—气式起落架缓冲性能的影响,在起落架落震试验的基础上,提出一种缓冲器环境温度模拟方法,并分析油—气式起落架缓冲器在20~80... 油—气式缓冲器内部的油液特性及充气压力会随环境温度而变化,进而影响起落架的缓冲性能。为了探究温度对油—气式起落架缓冲性能的影响,在起落架落震试验的基础上,提出一种缓冲器环境温度模拟方法,并分析油—气式起落架缓冲器在20~80℃环境温度下的缓冲性能。结果表明:在所研究的温度范围内,缓冲器初始充气压力对温度变化敏感,随着温度的升高,缓冲器内部空气弹簧刚度增大而油液阻尼力减小,起落架系统的地面垂直载荷变大而缓冲系统效率系数降低,温度对油—气式起落架缓冲器性能影响显著。 展开更多
关键词 起落架 落震试验 缓冲性能 温度
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复合材料薄壁方管准静态轴向压缩失效机理及吸能特性 被引量：9
13
作者 冯振宇 周坤 +4 位作者 裴惠 解江 牟浩蕾 詹绍正 杨鹏飞 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期94-104,共11页
以[±45]3s铺层的碳纤维增强复合材料薄壁方管为对象,进行准静态轴向压缩试验,研究其轴向压缩失效模式及破坏吸能特性。试验结果表明,[±45]3s方管在准静态轴向压缩载荷作用下的破坏模式为局部屈曲失效模式;在局部屈曲区,失效... 以[±45]3s铺层的碳纤维增强复合材料薄壁方管为对象,进行准静态轴向压缩试验,研究其轴向压缩失效模式及破坏吸能特性。试验结果表明,[±45]3s方管在准静态轴向压缩载荷作用下的破坏模式为局部屈曲失效模式;在局部屈曲区,失效主要表现为纤维与基体断裂、分层以及轴向与纵向裂纹扩展,并耗散大量能量;在弹性区,能量耗散大部分由于层间分层,少部分来自于纤维与基体弹性变形。基于Puck2000基体失效准则与Yamada Sun纤维失效准则,研究建立单层壳、多层壳、层合壳3种有限元模型,对方管轴向压缩失效模式和吸能特性进行模拟。仿真结果表明,3种有限元模型能够在一定程度上复现[±45]3s方管轴向压缩失效模式及吸能特性,但层合壳模型能够更好地模拟[±45]3s方管局部屈曲的失效模式,且比吸能误差最小,仿真结果与试验结果最接近。 展开更多
关键词 复合材料薄壁结构 失效机理 吸能特性 单层壳模型 多层壳模型 层合壳模型
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复合材料蜂窝夹芯板冰雹冲击及多次冲击数值研究 被引量：9
14
作者 张笑宇 徐绯 +1 位作者 张玉林 李肖成 《航空科学技术》 2021年第12期74-83,共10页
复合材料夹芯结构在受到冰雹冲击后会产生损伤,降低结构的承载能力。目前,针对冰雹冲击则主要针对层合板结构,而对复合材料夹芯结构的冰雹冲击,尤其是多次冲击问题则研究较少。针对碳纤维复合材料蜂窝夹芯板,进行了冰雹冲击及多次冲击... 复合材料夹芯结构在受到冰雹冲击后会产生损伤,降低结构的承载能力。目前,针对冰雹冲击则主要针对层合板结构,而对复合材料夹芯结构的冰雹冲击,尤其是多次冲击问题则研究较少。针对碳纤维复合材料蜂窝夹芯板,进行了冰雹冲击及多次冲击数值研究。基于连续介质损伤力学,建立了三维精细有限元模型。考虑了碳纤维复合材料面板的层内和层间损伤、蜂窝芯材胞壁六边形结构以及冰雹的应变率效应和损伤。模拟计算了夹芯板在冰雹冲击下的力学响应和材料破坏,分析了面板和芯材在冲击过程中的损伤演化和相应的损伤机理。在此基础上,针对多次冲击工况,分析了不同冲击能量、冲击角度以及冲击位置的多次冲击损伤,以及在冰雹多次冲击下的损伤累积和叠加。研究发现,在多次冲击下,冲击能量、角度和位置对损伤累积存在明显影响。 展开更多
关键词 复合材料夹芯板 冰雹多次冲击 冲击损伤 有限元模型
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大飞机典型货舱下部结构冲击试验及数值模拟 被引量：7
15
作者 解江 牟浩蕾 +5 位作者 冯振宇 程坤 刘义 刘小川 白春玉 惠旭龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期254-265,共12页
针对大飞机全尺寸三框两段货舱地板下部结构,分别进行3.95 m/s和5.53 m/s的落重冲击试验,对比分析其变形模式和冲击响应特性。建立货舱地板下部结构有限元模型,通过仿真结果与试验结果的相关性分析来验证有限元模型,并进一步分析不同冲... 针对大飞机全尺寸三框两段货舱地板下部结构,分别进行3.95 m/s和5.53 m/s的落重冲击试验,对比分析其变形模式和冲击响应特性。建立货舱地板下部结构有限元模型,通过仿真结果与试验结果的相关性分析来验证有限元模型,并进一步分析不同冲击速度对货舱地板下部结构变形模式和冲击响应特性的影响。结果表明:在3.95 m/s冲击下,中间支撑件与机身框连接区域铆钉未发生失效,在5.53 m/s冲击下,中间支撑件与机身框连接区域铆钉发生失效,且最终压缩位移量增大221.0%,最大加速度峰值降低19.9%,最大冲击力峰值降低2.9%。有限元模型能够很好地复现冲击试验过程,准确模拟机身框、中间支撑件及C型支撑件等变形情况,捕捉到中间支撑件与机身框连接区域的铆钉失效情况,在3.95 m/s和5.53 m/s冲击下,仿真与试验获得的最大加速度峰值偏差分别为4%和11.4%。中间支撑件与机身框连接铆钉在4.0~4.5 m/s的速度区间内发生失效,导致货舱地板下部结构整体压缩量迅速增大,中间支撑件吸能占比下降,机身框吸能占比上升。撞击区域铆钉失效对货舱地板下部结构变形模式、冲击响应和吸能特性有显著影响,研究成果可为运输类飞机机身结构适坠性设计、分析及验证提供支持。 展开更多
关键词 货舱地板下部结构 冲击试验 冲击速度 变形模式 冲击响应特性
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闭孔泡沫金属几种不同建模方法的对比性研究 被引量：7
16
作者 郭亚周 刘小川 +2 位作者 白春玉 郑志军 王计真 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期85-91,共7页
为研究闭孔泡沫金属的单轴压缩性能,通过三种不同的建模方法,分别建立二维随机胞元、三维Kelvin和三维Voronoi泡沫金属细观模型。基于LS-DYNA软件分析三种不同建模方法表征下闭孔泡沫金属压缩力学性能的差异性,研究三种建模方法下泡沫... 为研究闭孔泡沫金属的单轴压缩性能,通过三种不同的建模方法,分别建立二维随机胞元、三维Kelvin和三维Voronoi泡沫金属细观模型。基于LS-DYNA软件分析三种不同建模方法表征下闭孔泡沫金属压缩力学性能的差异性,研究三种建模方法下泡沫金属的变形模式、应力应变响应变化规律。结果表明:二维随机模型更适合泡沫金属的压缩规律性研究,而三维模型则更适合泡沫金属压缩响应的预测与优化研究;二维随机胞元模型受其平面几何和网格的限制大多数情况下只能模拟孔隙率较低的闭孔泡沫金属,而Kelvin模型和Voronoi模型则能够较好地模拟孔隙率高的闭孔泡沫金属;相比于Kelvin模型和二维随机胞元模型,Voronoi模型内部结构更趋真实合理,能够更好地表征闭孔泡沫金属的压缩力学性能。 展开更多
关键词 闭孔泡沫金属 二维随机胞元模型 KELVIN模型 Voronoi模型 压缩力学性能
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无人直升机六足式起落架设计与控制算法 被引量：3
17
作者 刘昊林 刘小川 +3 位作者 任佳 王计真 董久祥 方正 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期421-430,439,共11页
无人直升机在作战、巡逻、反潜、救援、运输中发挥极其重要的作用,但是传统起落架形式对起降环境要求较高。针对复杂地形自适应起落、恶劣海况舰面起降和停放以及应急坠撞高生存力等问题,提出了一种基于多连杆机构设计的无人直升机仿生... 无人直升机在作战、巡逻、反潜、救援、运输中发挥极其重要的作用,但是传统起落架形式对起降环境要求较高。针对复杂地形自适应起落、恶劣海况舰面起降和停放以及应急坠撞高生存力等问题,提出了一种基于多连杆机构设计的无人直升机仿生腿式起落架系统,并完成了控制算法研究和建模仿真。首先从仿生腿数量、分布形式、腿部自由度配置和需要完成的功能等方面对仿生腿式起落架机械构型进行分析,并完成了六足式起落架运动学和动力学分析。然后针对仿生腿式起落架自适应着陆过程,完成着陆缓冲和地形建模算法的研究。最后,基于控制算法搭建虚拟样机仿真模型,完成了多种地形的仿真分析和样机测试。研究结果表明,所设计的仿生腿式起落架结构和控制算法可完成动态自适应着陆,实现着陆过程的平稳缓冲。 展开更多
关键词 仿生腿 起落装置 构型设计 运动学 动力学 缓冲着陆
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微型无人机和鸟体撞击飞机风挡玻璃对比实验 被引量：7
18
作者 郭亚周 刘小川 +2 位作者 郭军 王亚锋 王计真 《实验力学》 CSCD 北大核心 2020年第1期167-173,共7页
微型无人机呈现爆炸式增长,对民航飞机造成了极大的安全威胁。为探索微型无人机与鸟体对飞机结构碰撞损伤的差异性,本文开展市场上常见的消费级微小型无人机和等重鸟体对飞机风挡撞击的对比性实验。实验采用空气炮法,利用高速摄像观察... 微型无人机呈现爆炸式增长,对民航飞机造成了极大的安全威胁。为探索微型无人机与鸟体对飞机结构碰撞损伤的差异性,本文开展市场上常见的消费级微小型无人机和等重鸟体对飞机风挡撞击的对比性实验。实验采用空气炮法,利用高速摄像观察两者撞击过程并测算撞击速度,对比实验后风挡损伤面积。研究结果表明,等质量鸟体和微型无人机在同等冲击速度下,由于无人机和鸟体组织构成不同,微型无人机的穿透力大于鸟体穿透力,速度衰减小于鸟体速度衰减,对风挡造成的损伤面积小于鸟体的损伤面积。所以微型无人机更容易穿透风挡对舱内人员和内部设施造成损伤,具备更大的破坏力。 展开更多
关键词 微型无人机 鸟体 飞机风挡 撞击实验 剩余速度 损伤面积
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碳纤维增强复合材料的中低应变率力学性能试验研究 被引量：7
19
作者 惠旭龙 刘小川 +2 位作者 白春玉 舒挽 葛宇静 《装备环境工程》 CAS 2018年第9期81-84,共4页
目的研究碳纤维增强复合材料的中低应变率力学性能。方法利用电子万能试验机和高速液压伺服材料试验机对[(±45°)]4s和[(±45°)]8两种铺层碳纤维增强复合材料进行常温下准静态和中低应变率力学性能试验,得到不同应变... 目的研究碳纤维增强复合材料的中低应变率力学性能。方法利用电子万能试验机和高速液压伺服材料试验机对[(±45°)]4s和[(±45°)]8两种铺层碳纤维增强复合材料进行常温下准静态和中低应变率力学性能试验,得到不同应变率下的应力应变曲线和失效参数。结果在应变率6.7×10-4~500 s-1范围内,两种铺层材料均具有明显的应变率强化效应,材料失效应力随应变率的提高而增大。两种铺层材料均发生纤维断裂失效和局部的分层失效,但[(±45°)]4s铺层发生燕尾形失效,[(±45°)]8铺层发生剪切失效。结论获得了碳纤维增强复合材料在不同应变率下的力学性能参数,可为复合材料飞机结构的抗冲击设计和仿真分析提供准确的材料参数。 展开更多
关键词 固体力学 碳纤维增强复合材料 中应变率 应变率效应 失效特性
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球形弹丸对不同构型充液油箱的毁伤效应 被引量：7
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作者 张宇 王彬文 +2 位作者 刘小川 惠旭龙 葛宇静 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第35期26-32,共7页
为研究球形高速弹丸对不同构型充液油箱的毁伤效应,基于LS-DYNA有限元分析软件和光滑粒子流体动力学理论,建立经实验验证的充液油箱模型;其中将油箱模型沿弹丸速度方向的长度作为不变量,分析不同冲击速度、不同构型(球形、方形和柱形油... 为研究球形高速弹丸对不同构型充液油箱的毁伤效应,基于LS-DYNA有限元分析软件和光滑粒子流体动力学理论,建立经实验验证的充液油箱模型;其中将油箱模型沿弹丸速度方向的长度作为不变量,分析不同冲击速度、不同构型(球形、方形和柱形油箱)对弹丸速度衰减、液体压力变化及箱体前后壁板变形的影响。结果表明:油箱构型基本不影响弹丸速度衰减变化和液体压力变化。油箱构型对冲击波阵面的压力分布影响较小;而弹丸速度对冲击波阵面的压力分布影响较大。弹丸速度与冲击波压力峰值正相关。弹丸冲击速度较小时,球形油箱的抗毁伤能力更强;随着弹丸冲击速度的增大;不同构型油箱的抗毁伤能力趋于一致。 展开更多
关键词 高速冲击 毁伤效应 油箱构型 光滑粒子流体动力学 易损性
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