为研究破片撞击充液容器引起的液体喷溅特性,开展了液压水锤及液体瞬态喷溅试验,并利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对该过程进行数值模拟。验证仿真模型的正确性后,研究了液体喷溅特性及破片撞击速度对其的影响。结果表明:主喷溅阶段空泡溃灭所产生的压力远大于低频脉动阶段,而在低频脉动阶段,空泡会反复膨胀与收缩,故低频脉动阶段的压力脉冲持续时间长于主喷溅阶段;空泡溃灭是液体射流产生的直接原因。喷溅流量与侵彻孔处液体压力、侵彻孔附近的液体质量有关;液体射流初始喷溅速度不仅与侵彻孔处液体压力有关,还与侵彻孔附近液体的运动速度有关。

针对舰艇管路系统抗冲击的特殊要求，提出了新型阻尼器的设计思想。数值模拟跌落台与阻尼器构成的单自由度系统，根据阶跃速度冲击下矩形的理想缓冲特性曲线确定了圆形阻尼器容腔母线的曲线形状，用跌落试验进行了验证。试验表明新型阻尼器具有明显的非线性、动态特性曲线接近矩形，从而验证了数值计算的可行性。并与Pro225阻尼器进行跌落试验比较。结果表明当受到相同的外界冲击时，新型阻尼器的非线性明显，缓冲比较平稳，缓冲特性曲线比较理想。

提出一种基于多项式修正片条气动力的跨音速颤振分析方法,以片条内升力和力矩随攻角变化斜率为修正目标,采用多项式方程模拟片条力矩分布,使整个翼面的气动力大小和分布都与目标相符,进而使用修正后的气动力进行跨音速区的颤振分析。计算结果经跨音速颤振风洞试验验证,该方法对翼吊发动机构型的机翼颤振型、带操纵面的尾翼颤振型都有较高的计算精度,计算获得的跨音速压缩性“凹坑”特性与试验结果吻合较好。

景观桥在设计时往往追求结构新颖、造型独特。由于体型复杂,不宜采用节段模型风洞试验对其气动力特性进行研究。以国内一座拟建的异形景观桥为工程背景,通过全桥刚性模型测压风洞试验测试并研究了带遮阳篷的变截面曲线主梁和带观景平台的变截面倾斜桥塔的气动力特性。结果表明,遮阳蓬和箱梁受到的气动力在大多数风向角下方向一致,并在正交风向附近达到最大值。裸塔柱在α=0°(顺塔柱倾斜方向来流)时阻力系数最大,裸塔柱上部和下部的最大升力系数分别发生在α=90°(横桥向来流)附近和α=140°附近。主梁和观景平台的气动干扰使塔柱局部的气动力系数减小。观景平台的顺桥向力系数和横桥向力系数分别在α=180°附近(逆塔柱倾斜方向来流)和α=110°附近取得最大值。

为分析多参数耦合对非线性齿轮系统分岔/冲击特性的影响,在时变刚度幅值系数与量纲一转速的双参平面内,采用PNF（Poincaré-Newton-Floquet）法和延续算法获得单级齿轮传动系统的分岔/冲击图,确定了周期、拟周期、混沌运动与啮合冲击类型的区域,找出了擦切、倍化、激变、幅值跳跃、Hopf等分岔行为及其分岔的转迁规律,用Rung-Kutta数值法仿真的三维/二维分岔图、Poincaré映射图和相图验证了其方法的有效性。在双参平面内找出了参数耦合匹配的单周期无冲击稳定运动区域,为齿轮系统结构设计优化提供了一定的数据参考。

依据深孔钻削刀具系统的实际布局形式,构建了包含有变刚度/阻尼辅助支撑的深孔加工刀具系统模型,模型中考虑了引发陀螺效应及切厚再生效应的因素。以Euler-Bernoulli梁单元模型为基础,运用矩阵传递函数方法,使得更多至关重要的局部设计信息融入进深孔刀具系统动力学方程,例如变刚度/阻尼辅助支撑、授油器及刀具结构形式等。通过理论计算与实验结果的对比,证实了该模型的准确性与可行性。以此为基础,结合频域特征向量的稳定性判据,研究了综合陀螺效应及切厚再生效应影响因素条件下深孔钻削刀具系统的稳定性与加工转速、钻削深度及施加的励磁电流之间的关联关系,验证了新型变刚度/阻尼钻削系统对提升刀具系统稳定性的有效性,这些将为实现深孔切削刀具振动行为带有目标性地主动式调控奠定基础。

针对中缅管道工程中面临的风机倒塌砸管的安全性问题,在总结风机倒塌的四种常见失效模式的基础上归纳三种工况,利用侵彻力计算公式,对风机倒塌的冲击力和冲击深度进行估算,并结合管道应变设计理论分析了冲击载荷作用下管道的应力应变等参数的变化规律,给出了安全性评价的结果。结果表明仅风机倒塌冲击时,管道椭圆度变化较大,管道不被破坏,但难以保证管道正常运行;当风机和叶片或者叶片单独破坏时,下侵力较大,管道直接剪断。因此,建议适当加强管道上方叶片的连接强度,以防管道叶片破坏剪断中缅天然气管道事件发生。

悬浮隧道是悬浮在水中的一种新型的跨江、海结构。为分析移动荷载作用下悬浮隧道的动力响应，将悬浮隧道简化为等间距弹性支撑梁，基于Morison方程在考虑流体附加惯性效应和阻尼效应的基础上，通过振型叠加法和Galerkin法得到悬浮隧道在移动荷载作用下的振动微分控制方程，并采用四阶龙格-库塔法进行数值求解。结果表明：移动荷载作用下，悬浮隧道的冲击系数和加速度响应与流体作用效应相关，而流体作用效应受结构跨径和振动模态阶数的影响；其次，锚索刚度对移动荷载冲击效应和振动加速度具有一定的抑制作用；再者，高速移动的荷载会引发悬浮隧道结构强烈的波动激荡。

薄壁零件在整个铣削加工过程中由于材料去除壁厚发生变化而导致其振动频率发生迁移,具有明显时变振动的特点。为了对整个铣削加工过程中振动的有效控制,提出了一种新型的宽频带分布式多重动力吸振器。在零件每个模态阵型敏感点位置处布置多组动力吸振器贴紧排布,令各动力吸振器固有频率不相等,以实现时变切削振动的最优控制。此外,各动力吸振器的设计参数采用全局优化方法进行设计,以壁厚连续变化过程中各敏感点频率响应函数幅值最小化为优化目标函数,通过有限元软件中的目标驱动优化模块得到各吸振器的最佳参数。最后对装有多组吸振器的薄壁零件不同壁厚不同位置点的频响幅值进行分析,验证该方法的有效性。结果表明,该动力吸振器一次安装调整即可实现零件铣削加工全过程中时变切削振动的有效控制,零件的频响函数幅值整体降...

对特征系统实现算法(ERA)进行了改进,采用对构建的新对称矩阵进行特征值分解来替代Hrnkel矩阵的奇异值分解,提出了计算速度更快、数据储存更少的快速特征系统实现算法(FERA)。利用已知的四层框架进行数值模拟,对其施加缩尺的ElCentro地震作为未知激励,采用FERA和ERA算法对仿真所得的位移、速度和加速度分别进行模态参数识别,与理论值进行对比结果显示FERA算法适用于任何动力响应对结构进行模态参数识别,并且其运算速度可较ERA算法有较大提高。此外,FERA算法还被运用到了一座运营中的人行桥环境激励试验中,结果表明该算法同样适用于实际结构的模态参数识别。