针对敷设于舰船壳体具有抗冲击能力的超弹性橡胶覆盖层,利用显示动力学有限元ABAQUS/Explicit建立四韧带反手性蜂窝覆盖层面内冲击计算模型。选择合适本构模型对非线性材料试验数据拟合确定参数,分析了不同加载速度下的覆盖层变形特征、动力学响应和比吸能。结果表明在中、低速冲击下,反手性蜂窝橡胶材料表现出旋转变形机制的负泊松比特性,且随冲击速度增大,惯性效应显著。随冲击速度增大和壁厚增加,冲击端压力和支反力增大,同时能量吸收能力提高。相关结果可对反手性蜂窝覆盖层的设计提供参考。

利用有限元软件COMSOL建立了有限长周期性局域共振结构的仿真模型,并分析了结构和材料参数变化对于其声学性能的影响。首先,通过与已有文献中基于集中质量法的结果对比,验证了基于有限元法的周期性局域共振单元带隙图的准确性;然后,分析了在不同厚度,空腔存在,损耗因子等参数变化对于有限长二维三组元局域共振结构声学性能的影响。结果表明(1)对于在带隙频率范围内的平面波,有限长局域共振结构仍能反射绝大部分声能量;(2)随着晶胞个数的增加,有限长局域共振结构的反射系数峰值范围会越来越接近无限大周期结构带隙频率范围;(3)空腔的存在和损耗因子的变化会改变原有结构的共振特性,从而影响了结构的声学性能。

目前在铁路噪声领域的研究中,采用阻尼材料对车轮进行表面处理的方法是一种较为合理的降噪措施,但是阻尼装置往往因为体积、稳定性和安装难度等问题难以应用于实际工作。采用在车轮表面进行阻尼材料贴附的方式相对安装阻尼装置具有更实际的研究意义。这里针对城市列车915mmS型辐板标准车轮,在其辐板表面执行一种轻型的阻尼表面处理方式,并设计全敷设和环形敷设阻尼材料两种敷设方案。通过有限元软件仿真计算,分析在中低频率段,阻尼处理前后车轮的固有频率及声辐射数值特性,对比分析这两种处理方式对于车轮各模态处声辐射特性的影响,提出可靠性更佳的敷设方案。

为讨论工程塑料蜂窝层板与蜂窝间声学介质的不同耦合方式对隔声量的影响,在VirtualLab中建立三种耦合方式的塑料蜂窝层板模型,计算得到不同蜂窝结构和声学介质的隔声频率特性曲线。结果表明工程塑料中增加层板面板及蜂窝层厚度,可以使阻尼控制区向低频移动,蜂窝与声学介质的不同耦合方式,在结构特性阻抗与流体介质的声学特性阻抗比较接近时,耦合方式的不同会对工程蜂窝层板隔声量引起较大差异。充分考虑流体域介质和蜂窝层板的耦合关系,在工程预测塑料蜂窝层板隔声量时能起到一定的参考作用。

为探究工程塑料加筋板与声学介质的不同耦合方式对隔声量的影响,在Virtual Lab中建立四种耦合方式的塑料加筋双层板模型,计算得到不同工程塑料和流体声学介质的隔声频率特性曲线。结果表明工程塑料中增加双层板面板及筋板层厚度,可以使阻尼控制区向低频移动;筋板与声学介质的不同耦合方式,在结构特性阻抗与流体介质的声学特性阻抗比较接近时,耦合方式的不同会对工程塑料双层板隔声量引起较大差异。充分考虑流体域介质和板层介质的特性阻抗匹配关系,在工程预测加筋双层板隔声量时能起到一定的参考作用。

为提高舰船的生命力及安全性,在舰船湿表面敷设某种材料的防护覆盖层,能起到一定的抗冲击作用。提出了一种负泊松比蜂窝结构,建立了该结构的力学分析模型,利用有限元软件建模及仿真,研究周期分布空腔结构覆盖层的动态压缩行为,分析其在动态压缩过程中,单元节点位移、加速度以及能量等物理参数随时间的变化特性。研究结果表明,在相同的载荷,不同的初速度作用下覆盖层结构响应不同;随着初速度的增加,覆盖层结构的动态压缩行为表现愈加明显。该研究结果对此类覆盖层结构的动力学特性具有一定的指导作用,同时可对潜艇湿表面抗冲覆盖层结构的进一步优化设计提供参考。

为解决工程车辆液压系统结构复杂,不易拆卸,故障原因不易辨识等问题,提出了一种基于ZigBee无线传感器网络和GPRS网络的远程故障诊断系统。系统基于软件仿真和硬件搭建的方案,由ZigBee无线传感器网络采集液压系统工作数据,经GPRS网络传输到远程故障诊断中心。该系统具有结构简单、功耗低、易于实现等优点,并具有较强的可扩展性。