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2023 年 3 期封面

2023, 43(3).

摘要(84) PDF(21)

摘要:

2023 年 3 期目录

2023, 43(3): 1-2.

摘要(52) HTML(38) PDF(13)

摘要:

冠状动脉植入支架的动态特征分析

陈亚楠, 尚新春

2023, 43(3): 221-229. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.067

摘要(104) HTML(55) PDF(27)

摘要:
采用有限元分析方法，研究了镁合金冠状动脉支架在植入过程中由膨胀产生的弹塑性大变形行为，得到了支架内等效应力随膨胀加载位移的变化规律. 考虑了支架回弹后残余变形、残余应力以及血管约束对其动态特征的影响，计算了支架前5阶的固有频率、相应的振动模态以及在简谐激励下的位移响应. 分析结果指出，植入支架经过膨胀和回弹变形后，前5阶固有频率均会显著降低，并且残余应力对支架固有频率和振动模态影响较小. 考虑血管约束时，支架的前4阶固有频率有所改变，但是不影响振动模态特征. 并且指出支架较之扭转和呼吸变形更易产生弯曲变形. 这些结果可为支架强度和刚度的优化设计提供参考.

水下爆炸载荷下多层金字塔夹芯板动态响应研究

白若阳, 李富荣, 荣吉利, 陈子超, 韦振乾, 赵自通

2023, 43(3): 230-239. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.070

摘要(115) HTML(48) PDF(23)

摘要:
研究金属夹芯板在水下爆炸冲击下的动态响应规律和抗冲击性能，对提升舰船防护能力有重要意义. 利用等效水下爆炸冲击加载实验装置对双层金字塔点阵夹芯板进行实验，得到了其动态响应规律；结合ABAQUS流固耦合仿真对实验进行模拟，结果与实验误差较小，验证了仿真的有效性. 针对不同参数的多层夹芯板，利用仿真分析了其不同的响应规律，结果表明：多层夹芯板比单层夹芯板有更强的抗冲击性能；夹芯板面板总厚度一定时，拥有较薄前面板和较厚后面板的夹芯板抗冲击性能更强；对于三层夹芯板，其密度排列顺序为BAC和ABC时后面板变形更小，CBA排列的夹芯板抗冲击性能最弱.

凸型加筋锥柱结合壳深水爆炸失稳特性研究

龙仁荣, 廖晨, 张庆明, 汪海洋, 刘博文

2023, 43(3): 240-251. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.069

摘要(111) HTML(46) PDF(17)

摘要:
为研究凸型加筋锥柱结合壳结构在深水爆炸载荷作用下的动力学响应以及在此过程中伴随的失稳特性，采用ABAQUS有限元软件中的声固耦合算法开展了300 ~500 m水深条件下深水爆炸数值模拟研究，基于结构挠度变化的失稳判据，分析总结了加筋锥柱结合壳的失稳模式，获得了加筋锥柱结合壳临界失稳载荷和临界失稳挠度随水深和壳体结构参数的变化规律. 结果表明，水深条件、壳体半径、壳体厚度以及结构锥角对结构稳定性有较大影响，而腹板厚度对结构的稳定性影响不大. 在此基础上，运用量纲分析的方法结合模拟得到的临界失稳数据建立了结构在常见失稳模式下结构临界失稳判据的计算公式.

DNP/HMX熔铸炸药成型工艺研究

张向荣, 温永昕, 蒙君煚, 周霖, 陈世煜, 倪磊

2023, 43(3): 252-258. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.065

摘要(88) HTML(37) PDF(11)

摘要:
3，4-二硝基吡唑（DNP）在能量密度、安定性等方面性能优异，是具有广阔应用前景的新型熔铸炸药载体. 为研究DNP基熔铸炸药装药工艺和成型规律，以DNP/HMX（40/60）熔铸炸药为实验配方，采用数值模拟与实验验证相结合的方法，研究冒口预热工艺对DNP/HMX熔铸炸药装药冷却凝固时间与装药缺陷的影响规律，并在此基础上通过数值模拟方法研究大尺寸DNP/HMX熔铸炸药成型工艺. 结果表明：冒口预热工艺能够改变装药内部凝固顺序，保证补缩通道持续畅通，从而有效减少药柱内缩松产生；装药尺寸对炸药成型过程影响显著：随着装药尺寸增加，相同工艺条件下药柱冷却耗时大幅延长，缩松占比明显上升，需要更高冒口预热温度消除药柱内缩松；尺寸超过临界值后，仅靠冒口预热工艺已无法消除药柱内部缩松.

破片侵彻混凝土毁伤效应研究

余庆波, 钟世威, 葛超

2023, 43(3): 259-266. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.076

摘要(137) HTML(49) PDF(22)

摘要:
采用Autodyn动力学软件对大尺寸破片侵彻混凝土毁伤效应影响因素进行数值模拟研究，获得了侵彻速度、侵彻姿态、破片形状、破片材料等因素对混凝土毁伤效应影响特性. 研究结果表明，破片侵彻速度增大，侵深和侵孔直径逐渐增大，且直径趋于一定值；斜侵彻时，压缩–剪切耦合作用和边界效应可造成侵孔增大；当破片侵彻动能、形状相同时，钨破片综合毁伤效果优于4340钢、45#钢；圆柱体破片破孔能力最强，正方形破片侵深能力最强.

空间重复锥杆卡爪式连接分离机构设计与分析

简彬, 赵冲, 王珂, 赵海峰, 陈炳兴, 荣吉利

2023, 43(3): 267-273. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.063

摘要(108) HTML(40) PDF(11)

摘要:
为满足航空宇航领域中对可重复连接分离技术的需求，提出了一种小型轻量化、有容差、高承载和高刚度的空间重复锥杆卡爪式连接分离机构. 采用ANSYS Workbench软件对空间重复连接分离机构进行静力学仿真校核其高承载能力，采用ADAMS软件建立该机构的运动学模型并验证其运动可行性. 基于等效弹簧接触模型建立了空间重复锥杆卡爪式连接分离机构的连接刚度显示表达式，利用ANSYS Workbench软件分析在无预紧力条件下和仅有预紧力条件下的刚度，并进行线性函数拟合. 结合线性规划方法，优化了预紧力使刚度和承载能力同时最大化. 最后，研制原理样机，开展10次以上重复连接与分离实验，证明了该设计的有效性. 通过研制重复锥杆卡爪式连接分离机构，为其在飞行器交会对接、卫星在轨服务、天线重复展开和大型宇航结构在轨构造等工程应用领域提供技术支撑.

冲焊型液力变矩器叶片回弹规律及抑制技术

刘城, 陈勃含, 穆洪斌, 闫清东, 魏巍

2023, 43(3): 274-282. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.055

摘要(72) HTML(35) PDF(5)

摘要:
冲压焊接型液力变矩器由于便于量产而被广泛应用于汽车，其是自动变速箱的核心部件. 液力变矩器性能直接由叶片形状决定，由于叶片在冲压过程中存在回弹变形，因此针对叶片冲压回弹规律及其对性能的影响开展研究. 首先利用有限元方法对冲压过程及回弹变形进行仿真，并采用流场数值模拟研究了不同回弹程度对变矩器外特性的影响规律，然后通过在叶片中间流线处开设拉延筋抑制叶片冲压起皱和回弹现象，最后制造叶片样件验证回弹抑制有效性，并通过液力变矩器样机试验验证流场数值模型计算精度. 研究结果表明涡轮出口回弹对变矩器性能影响显著，最高效率和起动泵轮能容分别增大了0.067%、8.18%，起动变矩比减小了1.41%. 样机实验验证表明冲压回弹仿真模型与计算流体动力学模型准确度高，其计算结果与实际结果吻合度较好，拉延筋结构可以较好的抑制叶片最大回弹偏差并改善回弹分布.

柴油机钛合金活塞裙部失效分析研究

张卫正, 刘雯钦, 陈国争, 丁博强, 梅冰昂, 高晓波

2023, 43(3): 283-288. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2021.309

摘要(83) HTML(45) PDF(11)

摘要:
针对某适度隔热柴油机在标定工况下，TC4钛合金活塞裙部两侧发生磨损失效的问题，采用金相组织分析、电镜扫描等方法对活塞裙部磨损区域进行微观分析，再结合有限元分析软件ABAQUS对活塞裙部进行变形量的宏观分析，共同探究柴油机活塞裙部的磨损失效机理. 分析结果表明，活塞裙部变形量最大区域与磨损区域相吻合，失效的主要原因是活塞裙部刚度不足，在高温高压作用下产生变形与缸套发生黏着磨损. 通过改进活塞主要结构参数，使得裙部变形小于二次修正值，从而避免活塞裙部四点磨损失效问题.

基于液冷的锂离子电池组热均衡性研究

杜巍, 顾磊, 张震

2023, 43(3): 289-296. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.074

摘要(111) HTML(53) PDF(9)

摘要:
为了改善车用锂电池模组在高温高倍率工况下的热均衡性，根据圆柱形锂电池的传热特性，建立了18650锂电池单体的三维热模型，并完成40 °C环境自然对流下的热特性仿真，并通过温升试验验证了生热模型的可靠性. 在此基础之上，针对某型纯电动汽车的动力电池组，提出了一种夹套式电池模组冷却系统，利用Fluent研究了40 °C环境下冷却液流量、冷却液温度和放电倍率对电池组散热均衡性的影响. 结果表明：增加冷却液流量可以有效降低电池组最高温度、最大温差及电池自身温差，改善电池间的温度均匀性；但当入口流量增至0.03 kg/s后，对电池组散热性能的改善效果十分有限；降低冷却液温度后，电池组最高温度下降，但电池组最大温差与单体电池间温差不断上升，单体电池自身最大温差略有降低；当放电倍率增大时，电池组最高温度与最大温差均不断上升，单体电池间温差以及电池自身温差显著增大，电池组热均衡性变差.

基于MIMO控制的直达声场噪声试验技术

范博超, 齐江龙, 呙道军, 荣吉利, 程修妍, 张博涵

2023, 43(3): 297-302. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.087

摘要(90) HTML(43) PDF(17)

摘要:
提出一种基于MIMO控制策略的直达声场噪声试验技术，比较了不同扬声器阵列形状内的声场均匀性，与混响场激励下的加速度响应差异进行了分析对比. 研究表明，椭圆形扬声器阵列更适用于直达声场噪声试验，基于该阵列的直达声场与混响场相比在中低频段存在驻波，对于不同区域经受不同噪声环境的试验件，可以通过基于MIMO控制的直达声场噪声试验技术实现分布式加载.

GNSS空频自适应处理观测量偏差抑制算法

刘鹏, 王盾, 任奇, 刘盛典

2023, 43(3): 303-310. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.068

摘要(93) HTML(44) PDF(8)

摘要:
空频自适应处理具有良好的抗干扰能力，在卫星导航接收处理过程中得到广泛应用. 但是常规的空频自适应处理会使导航信号的伪距和载波相位产生测量偏差，无法满足高精度差分定位需求. 针对该问题，提出了一种基于阵列响应的空频自适应处理观测量偏差抑制算法，通过计算各个频格中心频点的阵列响应，对各中心频点阵列响应的相位进行校正，同时使校正频点阵列响应的幅度保持不变，既减小了空频自适应处理对观测量精度的影响，又不改变阵列合成方向图的零陷位置和深度. 该算法能够对伪距偏差和载波相位偏差同时进行抑制，同时具有不影响算法自由度，对抗干扰性能无影响的特点，可满足高抗干扰条件下的高精度定位需求. 理论分析和仿真结果均验证了该算法的有效性.

基于机器学习的梯度点阵材料优化设计

王扬卫, 姜炳岳, 程兴旺, 靳楠, 程焕武, 张洪梅

2023, 43(3): 311-319. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.062

摘要(133) HTML(50) PDF(15)

摘要:
点阵材料具有轻质、抗冲击、高能量吸收等特性，因而在航天飞行器承载部件设计等领域有广阔应用前景. 通过对点阵材料内部杆径进行合理的梯度设计，可以提高点阵材料在高速冲击载荷作用下的动态力学性能. 利用仿真模拟数据，基于随机森林模型实现了梯度点阵材料的动态力学响应预测和结构参数优化. 以面心立方（face center cubic，FCC）结构梯度点阵材料为研究对象，通过对杆径参数的调整实现点阵材料密度的梯度化设计. 通过LS-DYNA软件计算了密度分布不同的梯度点阵材料受到冲击载荷作用时的动态力学响应，包括冲击端面与支撑端面接触应力随时间的变化曲线. 基于随机森林模型，以各层胞元的相对密度为输入，实现对点阵材料端面峰值应力的预测，并基于Gini指数分析出对不同端面处峰值应力影响最大的胞元层. 将网格搜索算法与训练好的随机森林对接，分别以两个端面上的峰值应力最高作为优化目标，获得点阵材料各层胞元相对密度的最优值. 模型对梯度点阵材料端面峰值应力的预测误差在5%以内. 数值模拟验证结果表明，优化后所得梯度点阵材料相应端面上的峰值应力高于仿真数据集内任何结构.

配位聚合物材料中的稳定自由基

许颜清, 李雨浓

2023, 43(3): 320-328. doi:10.15918/j.tbit1001-0645.2022.057

摘要(138) HTML(63) PDF(13)

摘要:
有机小分子自由基作为新型功能材料可能的构筑基元，与配位聚合物结合可以制备多种具有特殊功能的晶态材料. 利用配位聚合物的理性设计和构筑来调控自由基的活性及性质，有着重要的理论意义和应用价值. 文章首先介绍了多种在配位聚合物中能稳定存在的具有长寿命的自由基物种，包括紫精及类紫精衍生物、芳香酰亚胺类衍生物、氮氧类小分子自由基等. 这些自由基物种以配位聚合物主链骨架、配体侧基或客体的形式稳定在配位聚合物基质中，然后重点讨论了它们在配位聚合物中稳定存在的可能原因，并简要介绍了其在智能窗口、传感器、光热治疗和催化等方面的潜在应用. 最后总结了目前该领域发展的难点和不足，并提出未来的研究方向.

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2023年第43卷第3期

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