不同密度比球体入水空泡流体动力特性研究

基于实验与数值计算相结合的方法,针对不同密度比的疏水性球体开展了垂直入水空泡形态及水下流体动力特性研究。建立了基于高速摄像法的小型航行体入水实验系统,并进行了入水空泡高速录像观察。基于VOF方法和动网格技术建立了考虑表面润湿性的回转体入水数值模拟方法。通过与实验结果对比,验证了数值方法的准确性和有效性。基于对实验与数值结果的分析,总结了疏水性球体的入水空泡及水冠发展随密度比与入水冲击速度的变化规律,对比了不同密度比球体在水下空泡夹断前后的流体动力系数。结果表明:随着入水冲击速度的增加,球体动能加大,入水空泡和水冠尺度增大,并从准静态闭合空泡逐渐发展为深闭合及面闭合空泡,临界速度随着密度比的增加而减小。此外,空泡夹断后会形成上下两股高速射流,射流的进一步运动加速了水面及球体附近空泡的溃灭。在流体动力特性方面,球体带空泡航行阶段的时均流体动力系数随密度比的增加而减小,而随入水冲击速度的变化较小,同时空泡夹断会造成流体动力较大波动。     

芳纶纤维对EPDM绝热层力学行为的影响

研究了芳纶纤维长度和用量变化对三元乙丙绝热层力学行为的影响。结果表明,随着芳纶短纤维用量增加和长度增大,绝热层的抗拉强度和伸长率均呈下降趋势,初始模量呈上升趋势,而且平行压延方向的变化程度明显大于垂直压延方向。此外,芳纶纤维明显改变了绝热层平行压延方向的拉伸应力-应变曲线形态,而且随着纤维用量增加和长度增大,绝热层的应力屈服点和初始模量逐渐提高,但最大拉伸应力和应变逐渐降低。     

壁挂式矩形截面水箱应力分析

矩形截面水箱的受力状态比圆形截面复杂,但其制造方便、成本低、且平稳性好。为了解决其应力计算问题,针对某一尺寸矩形截面容器,根据结构力学中超静定结构和弹性力学中矩形薄板小挠度弯曲理论,进行了应力分析计算,得出了侧板、底板最大应力值;在此基础上,采用ANSYS有限元理论进行了分析计算,并与前述分析结果进行了分析对比。结果表明:理论解析值与ANSYS数值解吻合较好,从而为工程设计提供了可参照方法。     

基于近场测量的阵列天线校准

阵列天线校准是精确控制阵列波束方向和辐射方向图的前提。本文依据测量距离将阵列天线校准方法分为远场校准法和近场校准法两类。随着阵列天线大型化的发展趋势,微波暗室的尺寸越来越难达到阵列天线远场的要求,远场校准法的适用性逐渐减弱,对近场校准法的需求逐渐增加。本文梳理了过往的经典近场校准方法,并对近场校准方法的最新进展进行论述,对不同校准方法的原理做了详细分析和对比,最后给出未来校准研究的发展方向。     

弹体孔缝耦合特性研究

针对弹体上孔缝在微波脉冲作用下的耦合特性,利用电磁仿真软件CST进行分析,并研究不同孔缝形状、大小以及分布方式对耦合强度和共振频率的影响。研究结果表明,对于单个孔缝,正方形和圆形孔缝的耦合系数较为接近,且随着频率增高而增大;当入射电磁波电场方向与矩形孔缝的长边垂直时,耦合系数最大,此时将发生共振,共振频率对应的二分之一波长约等于矩形孔缝的长边长度;当入射电磁波电场方向与矩形孔缝的长边平行时,耦合系数最小。文中还进一步研究耦合系数与矩形长宽比例的关系。最后,研究组成孔缝阵列时的情况,发现各种形状的孔缝耦合系数均有明显下降,且孔缝形状差异的影响不再明显。     

纤维缠绕壳体的应力平衡系数和圆筒缠绕角

讨论了纤维缠绕壳体应力平衡系数的定义.在封头与圆筒等强的条件下,给出了应力平衡系数的确定方法.得到了应力平衡系数k_s与圆筒缠绕角α的关系式.结果表明,应力平衡系数随圆筒缠绕角的减小而减小.只要k_s<1,则应力平衡系数的引入,将增加圆筒的质量.为此,适当增大圆筒缠绕角,既能使封头得以加强,又能减小圆筒质量的增加.     

金属材料表面涂层损伤的非线性超声评价

提出了一种金属材料表面涂层损伤的非线性超声评价方法。表面涂层的损伤以及涂层与基体材料间的界面粘接状况与超声信号的非线性效应密切相关。将存在表面涂层的AZ31镁铝合金试件加载到不同的拉伸载荷后,利用RitecSNAP-0.25-7-G2非线性超声测试系统激发和接收Rayleigh表面波,通过实验测试在不同载荷作用后涂层试件的声学非线性系数。研究结果表明,在应力不超过某一极限值的情况下,虽然不能观察到试件表面涂层外观的明显变化,但通过非线性超声实验测试得到的声学非线性系数随着加载应力的增加而不断增加。因此,对具有表面涂层的结构来说,可利用声学非线性系数对其表面涂层的损伤进行非线性超声无损评价。     

圆形洞室双对称岩爆坑的断裂破坏理论分析

对圆形洞室双对称岩爆坑的断裂破坏进行了理论分析。岩爆坑应力计算采用复变函数理论,根据边界配点的方法计算岩爆坑结构的映射函数,两个应力复变函数计算采用通过对边界离散点的拟合,求解线性方程组的方法。计算出岩爆坑尖端的应力分布,分析了岩爆坑几何形状对应力集中的影响。采用Mohr-Coulomb准则作为岩爆坑断裂破坏准则,考虑岩爆坑尖端高的应力集中,在岩爆坑尖端引入一特征长度,对岩爆坑的临界承载力进行计算。     

功能梯度压电材料层状结构中的SH波

基于线性压电弹性理论,利用传递矩阵法,分析了功能梯度压电材料层状结构中的SH波传播特性,研究了压电梯度覆盖层中初始应力对SH波传播的影响。压电覆盖层的材料性能如弹性、压电、介电系数和密度沿厚度方向呈梯度变化。数值分析结果表明,适当的材料梯度分布,可使SH波倾向于沿覆盖层表面传播,由此能够获得更好的机电耦合性能;同时,初始应力使得波传播的相速度减小,但增大了机电耦合系数。文中的分析方法和结论,对固体火箭发动机超声探伤及其压电类传感器的研制和选择有一定的参考意义。     

大规格螺栓螺母拧紧力矩与预紧力关系研究

研究大规格螺栓螺母在飞行器型号实际安装环境下,润滑条件、基体材料、安装次数对拧紧力矩与预紧力的影响,以及扭拉系数随安装次数的变化规律。研究结果表明:使螺栓产生相同的预紧力,有润滑比无润滑条件下对螺母施加的拧紧力矩要小,采用钢实用垫圈(30Cr Mn Si A)比铝实用垫圈(LC9)拧紧力矩要小;随着反复拧入次数的增加,达到相同的预紧力时,所需的拧紧力矩呈现递增的变化规律,其扭拉系数也明显呈递增变化趋势。