探究了不同碳纤维/玄武岩纤维(carbon fiber/basalt fiber,CF/BF)配比的混杂层合板在弹道冲击及冲击后压缩(compression after impact,CAI)性能方面的表现,结果表明,玄武岩纤维显著提升了混杂层合板的能量吸收能力。采用C扫描、电子显...探究了不同碳纤维/玄武岩纤维(carbon fiber/basalt fiber,CF/BF)配比的混杂层合板在弹道冲击及冲击后压缩(compression after impact,CAI)性能方面的表现,结果表明,玄武岩纤维显著提升了混杂层合板的能量吸收能力。采用C扫描、电子显微镜和扫描电镜分析了材料的损伤机制,揭示了材料性能提升的内在机理。另一方面,混杂层合板的初始压缩强度随玄武岩纤维含量的增加而下降。在混杂层合板的能量吸收能力增强与初始压缩强度下降的共同作用下,CAI测试中受损层合板的残余压缩强度呈局部波动趋势。研究结果可为轻量化、高抗冲击复合材料的结构设计提供指导。展开更多
具身智能机器人防护(embodied intelligent protection in robotics,EIPR)是一种将机器人结构防护与智能决策深度融合的新型防护范式,旨在赋予机器人在复杂与不确定环境中自主感知、学习与交互的能力,从而实现对外部风险的快速响应与自...具身智能机器人防护(embodied intelligent protection in robotics,EIPR)是一种将机器人结构防护与智能决策深度融合的新型防护范式,旨在赋予机器人在复杂与不确定环境中自主感知、学习与交互的能力,从而实现对外部风险的快速响应与自我保护。与依赖预设规则的传统“定义式防护”相比,EIPR强调“本体—环境—智能”的协同演化,使防护机制由单纯的被动抵御向主动感知、自主优化与自适应防护转变。本研究系统梳理了机器人主动防护与被动防护两部分的研究进展:在主动防护方面,重点介绍基于避障与路径规划、碰撞检测、防跌倒控制、故障预测以及多机器人协作安全通信的智能防护策略;在被动防护方面,总结防护材料与结构设计在缓冲吸能、热防护及水下防护中的应用。最后,探讨EIPR在物理结构设计、环境感知以及智能决策与学习算法等方面的未来趋势。展开更多
为研究碳‑玻纤维混杂层合板在弹击作用下的损伤特征及其剩余承载性能,本文结合实验测试、无损检测与有限元模拟方法,对典型直升机桨叶混杂层合板在不同入射角条件下的弹击损伤形貌及剩余强度进行了系统研究。首先,通过90°与22.5...为研究碳‑玻纤维混杂层合板在弹击作用下的损伤特征及其剩余承载性能,本文结合实验测试、无损检测与有限元模拟方法,对典型直升机桨叶混杂层合板在不同入射角条件下的弹击损伤形貌及剩余强度进行了系统研究。首先,通过90°与22.5°两种入射角的弹击试验,结合(Computed tomography,CT)扫描技术分析了弹孔形貌及内部损伤分布规律。结果表明,入射角对弹击损伤形态及剩余拉伸承载能力具有显著影响,斜向入射条件下的真实内部损伤范围明显大于表面可视弹孔区域,试件的剩余拉伸强度整体降低且离散性增大。进一步建立了考虑弹孔几何与损伤分布特征的有限元模型,并通过用户子程序引入损伤因子(User‑defined material subroutine,UMAT)描述材料强度退化,实现了弹击后拉伸失效过程的数值模拟。有限元预测结果与实验结果总体误差控制在±15%以内,验证了模型在预测弹击后层合板剩余拉伸强度方面的有效性。相关研究可为直升机桨叶等关键复合材料结构在受弹击后的损伤评估与损伤容限设计提供参考。展开更多
In this paper,a theoretical model is established for locally resonant plates with general resonators,and the corresponding governing equation is derived.The model provides a mathematical demonstration of the locally r...In this paper,a theoretical model is established for locally resonant plates with general resonators,and the corresponding governing equation is derived.The model provides a mathematical demonstration of the locally resonant effect,which contains two parts:the first part is induced by translation coupling,and the second part is induced by rotation coupling.The second part cannot be reflected by most existing theoretical models.The analytical solutions of the dynamic response are compared with the direct numerical simulation(DNS)results for two locally resonant plates with different resonator types,thereby validating the general applicability of the present model.The rotation coupling effect leads to the frequency-dependent effective rotational inertia density and anisotropic dispersion relation of the locally resonant plate,as well as the enhancement of the structural vibration suppression ability.展开更多
文摘探究了不同碳纤维/玄武岩纤维(carbon fiber/basalt fiber,CF/BF)配比的混杂层合板在弹道冲击及冲击后压缩(compression after impact,CAI)性能方面的表现,结果表明,玄武岩纤维显著提升了混杂层合板的能量吸收能力。采用C扫描、电子显微镜和扫描电镜分析了材料的损伤机制,揭示了材料性能提升的内在机理。另一方面,混杂层合板的初始压缩强度随玄武岩纤维含量的增加而下降。在混杂层合板的能量吸收能力增强与初始压缩强度下降的共同作用下,CAI测试中受损层合板的残余压缩强度呈局部波动趋势。研究结果可为轻量化、高抗冲击复合材料的结构设计提供指导。
文摘具身智能机器人防护(embodied intelligent protection in robotics,EIPR)是一种将机器人结构防护与智能决策深度融合的新型防护范式,旨在赋予机器人在复杂与不确定环境中自主感知、学习与交互的能力,从而实现对外部风险的快速响应与自我保护。与依赖预设规则的传统“定义式防护”相比,EIPR强调“本体—环境—智能”的协同演化,使防护机制由单纯的被动抵御向主动感知、自主优化与自适应防护转变。本研究系统梳理了机器人主动防护与被动防护两部分的研究进展:在主动防护方面,重点介绍基于避障与路径规划、碰撞检测、防跌倒控制、故障预测以及多机器人协作安全通信的智能防护策略;在被动防护方面,总结防护材料与结构设计在缓冲吸能、热防护及水下防护中的应用。最后,探讨EIPR在物理结构设计、环境感知以及智能决策与学习算法等方面的未来趋势。
文摘为研究碳‑玻纤维混杂层合板在弹击作用下的损伤特征及其剩余承载性能,本文结合实验测试、无损检测与有限元模拟方法,对典型直升机桨叶混杂层合板在不同入射角条件下的弹击损伤形貌及剩余强度进行了系统研究。首先,通过90°与22.5°两种入射角的弹击试验,结合(Computed tomography,CT)扫描技术分析了弹孔形貌及内部损伤分布规律。结果表明,入射角对弹击损伤形态及剩余拉伸承载能力具有显著影响,斜向入射条件下的真实内部损伤范围明显大于表面可视弹孔区域,试件的剩余拉伸强度整体降低且离散性增大。进一步建立了考虑弹孔几何与损伤分布特征的有限元模型,并通过用户子程序引入损伤因子(User‑defined material subroutine,UMAT)描述材料强度退化,实现了弹击后拉伸失效过程的数值模拟。有限元预测结果与实验结果总体误差控制在±15%以内,验证了模型在预测弹击后层合板剩余拉伸强度方面的有效性。相关研究可为直升机桨叶等关键复合材料结构在受弹击后的损伤评估与损伤容限设计提供参考。
基金Project supported by the National Natural Science Foundation of China(No.12472062)。
文摘In this paper,a theoretical model is established for locally resonant plates with general resonators,and the corresponding governing equation is derived.The model provides a mathematical demonstration of the locally resonant effect,which contains two parts:the first part is induced by translation coupling,and the second part is induced by rotation coupling.The second part cannot be reflected by most existing theoretical models.The analytical solutions of the dynamic response are compared with the direct numerical simulation(DNS)results for two locally resonant plates with different resonator types,thereby validating the general applicability of the present model.The rotation coupling effect leads to the frequency-dependent effective rotational inertia density and anisotropic dispersion relation of the locally resonant plate,as well as the enhancement of the structural vibration suppression ability.
