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国家自然科学基金(11132012): 作品数：19 被引量：72H指数：7; 相关作者：卢芳云雷勇军申志彬李翔宇张大鹏更多>>; 相关机构：国防科学技术大学国防科技大学北京宇航系统工程研究所更多>>; 发文基金：国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家教育部博士点基金更多>>; 相关领域：理学航空宇航科学技术机械工程建筑科学更多>>

Finite element method for viscoelastic medium with damage and the application to structural analysis of solid rocket motor grain被引量：2: 2014年; This paper studies the damage-viscoelastic behavior of composite solid propellants of solid rocket motors(SRM).Based on viscoelastic theories and strain equivalent hypothesis in damage mechanics,a three-dimensional(3-D)nonlinear viscoelastic constitutive model incorporating with damage is developed.The resulting viscoelastic constitutive equations are numerically discretized by integration algorithm,and a stress-updating method is presented by solving nonlinear equations according to the Newton-Raphson method.A material subroutine of stress-updating is made up and embedded into commercial code of Abaqus.The material subroutine is validated through typical examples.Our results indicate that the finite element results are in good agreement with the analytical ones and have high accuracy,and the suggested method and designed subroutine are efficient and can be further applied to damage-coupling structural analysis of practical SRM grain.; DENG BinSHEN ZhiBinDUAN JingBoTANG GuoJin; 关键词：粘弹性介质发动机药柱非线性方程组复合固体推进剂

固体推进剂黏弹性本构模型及其有限元应用研究被引量：2: 2018年; 基于时温等效原理和WLF方程建立推进剂黏弹性泊松比主曲线方程,进而建立考虑时间温度相关泊松比的推进剂本构模型。基于增量有限元方法,采用完全显式积分算法推导增量形式的黏弹性本构方程。根据MSC. Marc用户子程序编程规则,确定本构模型对应的一致切线刚度矩阵从而实现本构模型的有限元应用。先后通过固化降温以及点火增压工况,分别采用黏弹性泊松比以及弹性泊松比对药柱结构进行应力应变力学响应分析,并对比不同类型泊松比对应力应变场的影响。研究方法和结果可为发动机药柱的精细结构完整性分析提供参考。; 崔辉如申志彬李海阳; 关键词：固体推进剂二次开发本构模型有限元法

基于LS-DYNA的包带式星箭连接装置分离过程和冲击响应分析被引量：9: 2013年; 采用显式非线性动力学分析方法来研究包带式星箭连接装置的分离过程和冲击响应,给出了有限元建模和预紧力施加方法,采用LS-DYNA软件计算得到某包带式星箭连接装置的包带动态包络和冲击响应;分析了对接框刚度、抗剪凸台、分离弹簧和拉伸弹簧刚度系数等参数对分离冲击的影响,并采用单自由度"弹簧-质量"系统模拟缓释过程,讨论了缓释过程对分离冲击的影响。结果表明:①采用显式非线性动力学分析方法能够同时解决星箭分离过程仿真和冲击响应分析问题;②增加对接框刚度,合理设计抗剪凸台高度,适当减小分离弹簧推力和拉伸弹簧拉力均可降低分离冲击响应;③延长解锁装置释放时间能够同时降低最大冲击响应峰值及其对应频率。; 武新峰刘观日雷勇军宋保永王帅于兵

线粘弹性材料中三维裂纹问题的加料有限元法被引量：7: 2012年; 将加料有限元法扩展应用于线粘弹性材料三维断裂问题。为了反映裂纹尖端的奇异性,在裂尖附近的奇异区采用若干八节点六面体加料单元和过渡单元,非奇异区采用常规八节点六面体单元。三种单元分区混合使用形成求解域网格划分。基于Boltzmann叠加原理,推导了粘弹性材料的增量型本构关系,进而获得了增量加料有限元列式,并通过附加自由度计算粘弹性介质中裂纹应变能量释放率。数值算例验证了方法的正确性和有效性。; 段静波雷勇军

爆轰波斜冲击作用下破片飞散特性研究被引量：7: 2013年; 为研究非对称结构战斗部的破片飞散特性,利用斜激波理论对爆轰波作用于壳体表面的过程进行研究,并利用自由面速度倍增定律对波在自由面反射后质点速度的计算进行简化,得到了破片飞散角的计算模型。利用D型战斗部试验数据对计算模型进行验证,结果表明,斜激波理论计算得到的破片飞散与试验结果吻合很好;当入射角较小时,壳体飞散角与入射角成线性关系。; 王马法卢芳云李翔宇

在分离式Hopkinson拉杆实验中确定临界实验条件的经验方法: 2015年; 在分离式Hopkinson拉杆实验中,常常需要获得试样在经历一个拉力脉冲拉断情况下的最低应变率,而在分离式Hopkinson拉杆装置中确定对应最低应变率的发射压力需要进行多次尝试性实验。为了更好地解决这一问题,提出一种简单的经验方法,可以通过一次拉断的实验结果计算出一个拉力脉冲拉断试样需要的最小发射压力及相应的应变率,进一步可以预测不同发射压力下的应变率。对4种铝合金试样进行拉伸实验,结果表明,利用提出的经验方法得到的应变率结果与实验结果吻合较好,可以有效地对发射压力和实验应变率进行预估。; 曹雷文学军卢芳云覃金贵陈荣; 关键词：动态加载

小药量内爆情况下双壳体碎片飞散速度的理论分析: 2018年; 柔爆索是航天运载器爆炸分离装置的能量来源,分离过程涉及小装药比情况下爆炸驱动外围壳体的飞散问题。一般认为,Gurney公式不适用于计算小装药比情况下壳体的飞散速度。为了分析分离碎片的飞散特性,基于柔爆索爆炸做功的三阶段分析,提出了计算壳体碎片飞散速度的理论方法,并通过与实验结果和数值模拟结果的对比,分析讨论了理论方法的适用性。结果表明,装药质量比是影响柔爆索爆炸驱动壳体碎片飞散速度的主要因素,装药质量比越大,最终碎片飞散速度越大;同时,双层壳体的存在使得碎片驱动初期的两段效应凸显出来,说明提出的分析模型与实际结果比较接近。Gurney公式不适用计算装药比小于0.01的碎片飞散速度。; 卢芳云李翔城文学军陈荣曹雷; 关键词：动量守恒

含损伤粘弹性本构及其在有限元分析中的实现被引量：9: 2013年; 为研究固体发动机药柱的损伤粘弹性行为,针对一种耦合损伤的三维非线性粘弹性本构模型,采用积分算法对其进行了数值离散,导出了本构方程的增量有限元形式。针对该增量型本构方程对应的非线性方程组,建立了采用Newton-Raphson迭代法求解的应力更新方法,并基于Abaqus软件和Fortran语言开发了相应材料本构子程序,最后应用算例对所设计数值方法及程序进行了验证与分析。结果表明,本文有限元解与对应解析解吻合良好,保持了很高的精度,所设计方法及程序有效,可应用于实际型号发动机药柱损伤结构分析。; 邓斌申志彬谢燕唐国金; 关键词：复合固体推进剂

止脱弹簧的蠕变行为与贮存寿命预测被引量：1: 2017年; 根据止脱弹簧的受力模式和失效机理,设计了止脱弹簧的蠕变老化试验装置,对止脱弹簧进行了蠕变加速老化试验,利用图像测量技术研究了载荷和温度对止脱弹簧自由端蠕变行为的影响规律。进一步,基于Arrhenius方程建立了止脱弹簧在力-热联合载荷下的蠕变动力学方程,预测了止脱弹簧的使用寿命。研究表明:止脱弹簧的蠕变位移是一个随时间变化的单调非减函数;环境温度和载荷水平的提高都会加速止脱弹簧的蠕变。所提方法和相关结论可为蠕变型止脱弹簧的设计和寿命预测提供参考。; 孔繁杰崔辉如刘夏杨闫路季宝锋; 关键词：蠕变

爆炸载荷下双层泡沫铝动态响应和能量吸收被引量：1: 2016年; 对爆炸载荷下双层泡沫铝动态响应和能量吸收进行了试验和仿真研究。通过试验研究了正梯度和负梯度泡沫层组合条件下试样的压实变形特性。采用随机Voronoi技术对双层泡沫压实过程进行了数值模拟。研究结果表明:对正梯度泡沫试样依次压实,压实过程中吸收的能量和传递到背板的冲量最多;负梯度泡沫试样的两层泡沫前端均出现压实波,压实过程中吸收的能量和传递到背板的冲量最小;泡沫试样能量吸收能力随着梯度程度和爆炸载荷的增加而增加。本研究为层状泡沫在爆炸防护方面的应用提供参考。; 梁民族卢芳云李翔宇李志斌姚术健; 关键词：泡沫铝压实

国家自然科学基金(11132012)

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