摘要：手性点阵结构具有轻质化、高比刚度、高比强度等优点,同时具有较好的抗冲击性能。首先,在Kelvin单胞结构基础上基于旋转杆件手性结构的变形机理设计了手性Kelvin单胞结构;其次,通过冲击试验对比分析了手性对结构抗冲击性能的影响并对结构抗冲击性能提升的原理进行了揭示;最后,研究了拓扑结构参数对结构抗冲击特性的影响。结果表明:引入手性后结构的冲击应力峰值和平台应力指标有较大幅度提升,冲击应变能小幅度下降;手性Kelvin结构通过减小结构刚度和提高结构变形整体性的方式提升结构抗冲击性能;中心结构直径是影响结构抗冲击性能的主要因素,中等水平的中心结构直径和连接杆角度可以使手性Kelvin结构具有最好的抗冲击性能。研究拓展了三维手性点阵结构的构型范围,为手性Kelvin结构的参数化设计、力学分析以及在抗冲击方向的应用提供了参考。

摘要：提出了一种基于元模型建模和聚类算法的设计空间减缩策略,能直接将设计空间减小到相对小的子空间。建议的方法分为三步:首先,进行低精度元模型建模,其次重新设计样本点并基于元模型求解样本点函数值和导数,应用最短距离层次聚类算法确定样本点聚类数与聚类中心,采用模糊c均值算法完成设计空间划分,生成设计空间子空间;最后,求解子空间目标函数的均值,确定保留子空间,并在保留子空间中对函数进行优化,达到目标函数全局最优解。测试函数和工程算例表明,该方法能够有效减小设计空间。

摘要：为研究月壤参数对气囊缓冲性能的影响,根据“嫦娥三号”的着陆工况设计了月面着陆气囊,并基于可压溃泡沫模型建立了考虑月壤特性的气囊缓冲动力学模型。对不同月壤下气囊的缓冲过程进行分析,发现月壤越软有效载荷冲击加速度越小,但气囊会陷入月壤中,不利于对外排气,影响其缓冲效果。因此,采用气囊峰值压力、有效载荷最大加速度和最大下落高度3个指标对气囊缓冲性能进行综合评价,定量研究了月壤参数的影响规律。结果表明:月壤密度、剪切模量及屈服参数a_(0)和a_(1)对缓冲性能的影响较大,且对前两个指标为正影响,对后一个指标为负影响。进一步研究发现,这4个月壤参数与3个缓冲性能指标之间均为指数函数关系。

摘要：为了解决贵州赤水地区官渡构造钻探中超高压气层或盐水层固井的技术难题,通过加重材料优选和颗粒设计研制超高密度水泥浆,并将其用于官深1井尾管固井。针对超高密度水泥浆配制需求,选择颗粒呈球形的加重剂MicroMAX并优选了加重剂组合(还原铁粉、铁矿粉、MicroMAX);基于紧密堆积理论设计了水泥颗粒粒度分布,实际粒度分布接近紧密堆积的理想状态。设计了密度为2.70～3.00 g/cm3的超高密度水泥浆,其基本性能、流动性和稳定性良好。在地面模拟混配试验中,采用常规一次固井流程配制了平均密度为2.71 g/cm3的水泥浆。在官深1井的尾管固井中,采用设计密度为2.80 g/cm3的水泥浆成功封隔超高压盐水层:水泥浆入井平均密度为2.78 g/cm3,最高密度为2.82g/cm3,声幅测井显示固井质量合格,后续作业钻井液密度由2.77 g/cm3降至2.00 g/cm3,井内稳定。

摘要：低压易漏地区的油气勘探开发对固井水泥浆密度提出了更高的要求 ,而常用的低密度水泥浆体系在更低的密度条件下已不能满足固井施工的基本要求。通过采用颗粒级配原理 ,优化低密度混合物中颗粒的粒度分布 ,提高体系的密实程度 ,使低密度水泥浆体系的强度和其它性能大幅度提高。依此原理设计的漂珠微硅低密度水泥浆体系性能如下 :①密度范围为 1.2 4～ 1.32g/cm3 ;②密度为 1.2 4g/cm3 时 ,5 0℃、2 4h抗压强度达到 14MPa ,75℃强度超过 16MPa ;密度为 1.2 9g/cm3 时 ,5 0℃、2 4h强度达到 14MPa,75℃强度超过 17MPa ;③具有良好的流变性 ,较短的稠化过渡时间 ;④静胶凝强度发展形态较好 ,从 4 8Pa到 2 4 0Pa的过渡时间均小于 2 0min ;⑤API失水量小 ;⑥超低密度水泥体系的强度已达到常规密度水泥体系的标准 ,其强度以及综合指标已远远超过普通低密度水泥浆体系。现场应用 2 0多井次 ,取得了良好的效果。

摘要：为提高井下冷发射导弹的生存能力,对其开展了抗爆减震设计研究,建立了弹-筒系统在不同减震方式下的有限元仿真模型,计算了弹-筒系统在爆炸地冲击作用下的动态响应,比较了悬吊式、下支承式、斜吊式等多种减震系统的减震效果,并分析了减震器刚度和阻尼对减震效果的影响。结果表明:悬吊式减震系统的减震效果略好于下支承式,斜吊式最差,合理减小减震器刚度和阻尼可以明显提升悬吊式减震系统的减震效果。

摘要：着陆缓冲气囊发生反弹将造成系统姿态不可控、二次冲击等危害,针对排气型着陆缓冲气囊系统易发生反弹的问题,提出了一种着陆缓冲气囊的无反弹设计方法。首先给出了6种不同形状气囊的缓冲过程变形假设,并基于牛顿第二定律和热力学方程建立了气囊系统的动力学解析模型;然后采用该模型以无反弹为约束条件对着陆缓冲气囊进行优化,实现了气囊的无反弹设计。运用此方法对圆柱形气囊进行无反弹多目标优化,得到了有效载荷最大冲击加速度更小、触地速度更小,且缓冲过程无反弹的气囊模型;优化前后气囊模型的解析计算结果与有限元仿真结果一致性好,表明所建解析模型合理,精度较高,验证了所提方法的有效性。

摘要：药柱结构完整性评估对于固体火箭发动机的设计和使用维护至关重要。文章第一部分以二十年为一个阶段,回顾了美国从20世纪50年代到本世纪初药柱结构完整性评技术的发展历史。每个阶段按发展重点,从黏弹性理论分析、强度失效、试验测试方法、药柱状态监测及老化性能研究等角度进行了概述,分析了技术演变过程和相互关系。第二部分,分析了美国药柱结构完整性评估技术发展历程对固体推进剂性能试验技术、固体推进剂数值方法、失效评估及寿命预估四个关键问题研究带来的启示,讨论了固体推进剂及粘接界面性能表征方法、多尺度本构与仿真技术、高精度失效评估与寿命预测、药柱结构验证性试验技术以及跨学科方法的发展趋势。

摘要：为实现在航天服设计阶段对关节阻力矩的快速预测和评估,提出了小样本条件下的航天服软关节阻力矩预测方法。分析了Preisach模型用于关节阻力矩预测时误差产生的原因,并利用其积分平面性质对模型进行了修正,降低了预测误差;推导了修正后的Preisach模型在小样本条件下的预测误差,得到了输入数据对模型积分平面表征的贡献度,据此提出了小样本阻力矩预测方法。运用该方法进行了复杂运动的阻力矩预测,预测结果的最大误差显著降低,表明小样本阻力矩预测方法能够在满足预测精度要求的前提下降低对样本数据的需求。

摘要：针对川东北地区高温、高压、高含硫气井主要固井技术难题,提出利用新型非渗透和胶乳防气窜水泥浆凝固后水泥石低渗透的特点,降低CO2和H2S对水泥石的腐蚀;固井前强化钻井液堵漏,提高地层承压能力;在固井时,采用纤维堵漏水泥浆;在固井前采用分段压稳设计模型,考虑固井后水泥浆失重的影响,分析固井后环空压力分布,保证压稳气层;固井水泥浆采用双凝或多凝设计,确保主力气层快速形成早期强度,实现"以快制气",有效控制气层气体。采用旋转尾管固井新技术,在洗井和注水泥过程中旋转尾管,提高洗井质量和水泥浆顶替效率。上述技术措施的实施,为解决川东北地区高温、高压、高含硫气井固井技术难题做出了有益的尝试,取得了较好的现场应用效果。