基于因子分析的地震动特征提取及潜在破坏势评估

基于多种地震动强度指标,采用因子分析提取地震动强度指标的特征因子,将提取的主因子进行线性组合,构造地震动多元强度主因子。以不同恢复力模型的单自由度以及多自由度体系为研究对象,基于2766条地震动记录,选取9个基本强度指标并采用因子分析提取其特征,同时对构造的地震动多元强度主因子与不同结构损伤指标进行相关性分析。研究结果表明:不同场地类别下各地震动强度指标所属的主因子趋于稳定;通过因子分析提取的两个主因子具备较好的可解释性;场地类别、强度折减系数和恢复力模型对构造的地震动多元强度主因子与结构损伤指标的相关性影响较小;构造的地震动多元强度主因子考虑了更多地震动信息,保持了其与不同结构损伤指标稳定且良好的相关性。     

地震动强度指标与结构地震响应的相关性研究

目前结构抗震分析时使用的地震动强度指标较多,各种地震动强度指标的适用性尚未有统一的定论,缺乏系统的分析。采用考察结构最大地震响应与地震动强度指标之间的线性相关性的方法,选取具有代表性的100条原始地震动记录作为输入,基于不同周期的SDOF系统和实际减隔震桥梁,研究各地震动强度指标与结构地震响应的相关性。根据研究结果,将地震动强度指标划分为4类,其中以Sa(T1)为代表的第Ⅰ类强度指标与不同周期结构的相关程度都较高,而以PGA为代表的第Ⅱ类和以PGD为代表的第Ⅲ类强度指标分别对短周期和长周期结构的相关程度较高,以PGV为代表的第Ⅳ类强度指标相对较稳定,建议采用第Ⅰ类强度指标作为衡量地震动强度的指标参数。并通过工程实例进一步论证了对于自振周期已知的结构,地震动的不同强度指标与结构地震响应的相关性不同。     

颗粒增强复合材料中界面破裂过程数值模拟研究

运用材料真实破裂过程分析RFPA系统,模拟研究了颗粒增强复合材料中的界面破裂过程及其对材料宏观力学性能的影响。所研究的复合材料由基体、颗粒和界面等三相材料单元组成。单元的破裂同时采用拉伸和剪切强度准则进行判断。分别研究了单颗粒和复杂多颗粒分布的情形。模拟结果不仅在应力场分布方面与MARC和ABAQUS等软件的分析结果一致,对于帮助理解颗粒增强复合材料的破坏机理具有重要意义。     

全非平稳地震动过程的概率模型及反应谱拟合

在强度调制函数基础上,发展了一类全非平稳地震动过程的时-频调制函数。结合平稳地震动过程的功率谱密度函数,建立了全非平稳地震动过程的演变功率谱模型,并根据建筑抗震设计规范确定了模型参数的取值。应用非平稳过程模拟的谱表示-随机函数方法,生成具有完备概率的非平稳地震动加速度过程的代表性时程集合,进而计算代表性时程的平均反应谱。为保证计算平均反应谱与建筑抗震设计规范反应谱的一致性,建议了反应谱容许误差的双重控制准则,即平均相对误差和最大相对误差。研究表明,通过对演变功率谱的3次迭代修正,即可实现计算平均反应谱与规范反应谱拟合的目的,为应用结构随机动力学进行实际工程结构抗震设计提供了依据。     

关于电梯导轨对轿厢振动影响的研究

首先用在线测量仪对电梯导轨进行角度测量，得出电梯导轨的直线角度的基本数据，然后根据所测结果建立模拟仿真电梯模型，再通过对导轨的直线解角度进行调整，来观察轿厢震动的幅度。实验结果显示，通过调整导轨，在线测量仪测量结果与模拟仿真模型测量的结果基本一致。实验结果证明，导轨的直线角度是可以控制轿厢振动幅度的，电梯在提速的过程中，震动的强度会加剧，而且会出现一个比中心频率还要高的振动幅度。     

地震动过程的时域降维建模

地震动建模是工程结构随机地震反应和动力可靠度分析的基础。为此,提出了一类新的地震动过程的时域降维模型,并建议了模型中确定性参数的取值及随机参数的概率分布。首先,从平稳过程时域表达的基本理论出发,导出了平稳和非平稳地震动过程的时域表达形式,通过引入随机函数的降维思想,实现了地震动过程的时域降维表达。同时,基于实测强震记录,给出了地震动时域降维模型的参数识别方法,进而获得模型中基本参数的确定性取值或概率分布。最后,通过地震动过程的降维模拟分析,并与实测强震记录的反应谱和傅里叶幅值谱对比分析。结果表明,地震动过程的时域降维模型具有良好的精度、收敛性和工程适用性,生成的代表性地震动时程能够反映地震动的自然变异性。     

高层建筑物爆破拆除中震动的测试及分析

在十八层楼房爆破拆除中 ,利用GDQJ-1A地震强度计测定了爆破震动和塌落震动。通过滤波和积分将各测点记录的加速度值换算成速度值。测试数据的分析表明 ,高层建筑物爆破拆除过程中爆破震动引起的质点振动速度随距离的增加衰减较快 ,但塌落震动衰减较慢 ;震动持续时间随距离增加而延长 ;采用半秒延期雷管可以有效避免爆破震动的叠加。因此 ,在较近距离处 ,爆破震动是引起危害效应的主要原因 ,而在较远处 ,塌落震动则起主要作用。     

高层建筑物爆破拆除中震动的测试及分析

在十八层楼房爆破拆除中 ,利用GDQJ-1A地震强度计测定了爆破震动和塌落震动。通过滤波和积分将各测点记录的加速度值换算成速度值。测试数据的分析表明 ,高层建筑物爆破拆除过程中爆破震动引起的质点振动速度随距离的增加衰减较快 ,但塌落震动衰减较慢 ;震动持续时间随距离增加而延长 ;采用半秒延期雷管可以有效避免爆破震动的叠加。因此 ,在较近距离处 ,爆破震动是引起危害效应的主要原因 ,而在较远处 ,塌落震动则起主要作用。     

人工模拟爆破震动信号及其频谱特性检验

对人工模拟爆破震动信号的合成进行了研究 ,并采用了功率谱和反应谱分析方法对合成信号的模拟程度进行相关性检验。在合成模拟信号时 ,首先采用某一已知爆破振动加速度信号的反应谱来初步计算出将要模拟的爆破震动信号的功率谱并将其作为目标谱 ,然后在所需研究的谱率范围内产生一定数量的均匀分布随机数来作为模拟爆破震动信号的频率。在假设爆破震动信号由不同频率的谐波函数组成的基础上 ,通过将不同频率的谐波函数叠加来初步合成模拟爆破震动波 ,同时用振幅窗函数对它进行振幅校正 ,然后对合成信号与原信号进行功率谱值与反应谱值的相关性检验。编程计算证明 ,由本文提出的合成信号方法及检验方式来模拟爆破震动信号是可行的。     

与反应谱相容的多点完全非平稳地震动随机过程的快速模拟

为了精确评估结构地震响应的概率特性,地震动随机过程的模拟需要考虑时间变异性(频率和强度非平稳)、空间变异性以及与反应谱的相容性。在经典的多点完全非平稳随机过程的模拟方法中,由于频率与时间变量不可分离,演化功率谱矩阵分解效率较低。为了加快谱矩阵的分解,提出了新Cholesky分解方法。该方法的核心是将演化谱矩阵分离为相位和模矩阵,而模矩阵进一步被转化为与时间不相关的延迟相干矩阵。通过与时间相关的演化谱矩阵相比,延迟相干矩阵仅与频率相关,这样就显著提高了矩阵分解的效率;此外,延迟相干矩阵更适合采用插值技术。最后,将新Cholesky分解方法和插值技术应用到生成与反应谱相容的随机方法中。结果表明:新Cholesky分解与插值能够高效地模拟多点完全非平稳并且与反应谱相容的地震动样本;线性插值与三次样条插值均可达到良好的分辨率,少量的插值点即可满足精度的要求。     

纳米TiO2和SiO2填充EVA复合材料的结构与性能

采用一步法制备出EVA/纳米T iO2及EVA/纳米S iO2复合材料,研究纳米微粒在EVA基体中的分散性、结构变化及对力学性能、流变性能的影响。结果表明,加入的纳米微粒粒径越小,纳米粉体在基体中的分散就会更加均匀,分散微粒的粒径也会更小;纳米微粒和硅烷偶联剂之间,硅烷偶联剂和EVA之间会形成一定的键合结构。适量的纳米微粒能够改变断裂机理,有效地提高材料的力学性能,降低熔体的表观黏度,从而改善加工流动性。     

纳米TiO2电泳粒子表面电荷的可控制备

分别以阴、阳离子表面活性剂和聚合物作为表面修饰剂,以四氯乙烯、十二烷基苯和Isopar H作为分散介质,研究纳米TiO2电泳粒子表面荷电性质及其荷电量的可控制备.研究结果表明,阳离子表面活性剂修饰的TiO2粒子的ξ电位在四氯乙烯中呈负性,在十二烷基苯和Isopar H中呈正性;阴离子表面活性剂的修饰产物则相反.进一步研究了十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和苯乙烯/二乙烯苯修饰的TiO2粒子体系中电荷控制剂的浓度对TiO2粒子荷电量的影响.结果表明TiO2电泳粒子的ξ电位在电荷控制剂的临界胶束浓度附近存在极小值,并随着浓度的增加而有规律地变化,但荷电性质不改变.根据这一规律可实现对粒子表面电荷的可控制备.     

纳米涂料应用研究进展

对纳米微粒的光学、电磁学、力学、流体力学性能及其在涂料应用中的研究现状、存在的实际问题和进展进行了综述,指出现有纳米涂料中存在的团聚、表征、标准等方面的不足,指出纳米涂料性能改进及其大规模工业化应用将成为涂料工业的发展方向。     

纳米填料对环氧树脂基底部填充胶性能的影响

以纳米SiO2,TiO2,Al2O3,ZnO做为填料制备环氧树脂基的底部填充胶,研究了纳米填料对底部填充胶的吸水性、耐热性以及剪切强度的影响。研究表明,添加少量纳米SiO2,Al2O3,ZnO颗粒可以改善填充胶的吸水性能,其中加入3%ZnO纳米颗粒填充胶的吸水率最低。纳米填料的加入可以提高填充胶的剪切强度和耐热性能。综合考虑吸水性、耐热性和剪切强度指标,添加3%的ZnO颗粒可以制备出综合性能良好的底部填充胶。     

Production of SnO2 nano-particles by hydrogel thermal decomposition method

SnO₂ is an important functional material having a wide range of applications in gas sensors and optoelectronic devices. There is a great interest for finding new cost-effective and straight-forward methods for production of these particles. In this research, hydrogel thermal decomposition method (HTDM) is used for production of high purity SnO₂ nano-particles. Cost effective reactants and green routs of production are the advantages of polysaccharide based hydrogel as starting material for this method. Visual observations indicated that there is very little tendency for agglomeration in the SnO₂ nano-particles produced by this method which can be considered as an advantage for this method over other methods for production of SnO₂ nano-particles. SnO₂ nano-particles are also characterized by X-ray diffraction (XRD) in terms of purity and the sizes. It is found that high purity SnO₂ nano-particles in the size range of 25-36 nm can be produced by HTDM.     

高分子纳米粒子研究进展

综述了高分子纳米粒子最新的研究进展,介绍了高分子纳米粒子的研究概况、制备方法、研究方法及应用。其制备方法包括:辐射乳液聚合、种子乳液聚合、无皂乳液聚合、微乳液聚合、分子自组装、模板聚合、分散聚合。高分子纳米粒子在功能电路的设计、高档涂料、医用等方面得以广泛应用,如将高固含量纳米级胶乳应用于水性涂料,可得到较好的涂膜性能。     

纳米SiO_2在水性介质中的分散稳定性研究

纳米SiO2特殊的性能使其在很多领域都得到了广泛的应用,而纳米SiO2能否在水性介质中稳定分散将会影响产品的最终质量。本实验选择了九水合硅酸钠和聚丙烯酰胺作为分散剂,并通过激光粒度分析仪和沉降实验对纳米颗粒的分散稳定性进行评价。发现高速研磨能够使聚丙烯酰胺充分地吸附到纳米颗粒表面,聚丙烯酰胺能使纳米SiO2颗粒在水溶液中保持良好的分散稳定性,但是,聚丙烯酰胺的加入量过饱和反而会引起纳米SiO2颗粒的团聚,九水合硅酸钠和聚丙烯酰胺结合起来使用可以发挥协同效应,从而显著改善纳米SiO2颗粒在水溶液中的分散稳定性。     

Experimental study on enhancement of ammonia-water falling film absorption by adding nano-particles

Based on the preparation of Al₂O₃, Fe₂O₃ and ZnFe₂O₄ nanofluid, the comparative experiments on the falling film absorption between ammonia-water and ammonia-water with various kinds of nano-particles are carried out. Experimental results show that the sorts and mass fraction of nano-particles, the viscosity and stability of nanofluid, as well as the mass fraction of ammonia in the basefluid are considered as the key parameters. The absorption of ammonia is weakened by only adding surfactants or adding poorly dispersed nano-particles. The increase of mass fraction of nano-particles with matched surfactants can improve the absorption rate of ammonia under the condition that the viscosity of nanofluid does not increase remarkably, and there is an optimal mass fraction for each kind of nano-particles and surfactant. With the increase in ammonia mass fraction of initial nanofluid, the absorption potential capacity decline, but the enhancing effect induced by the nanofluid is more obvious compared to that without nano-particles. The effective absorption ratio can be increased by 70% and 50% with Fe₂O₃ and ZnFe₂O₄ nanofluid respectively when the initial ammonia mass fraction is 15%. The absorption enhancement by the nanofluid is attributable to the heat transfer enhancement and the decrease in viscosity of nanofluid, which are strongly proved by the temperature differences in cooling water and nanofluids as well as the falling film flowing time.     

纳米颗粒吸附排除病毒的理论探讨及应用研究

纳米技术可制备出与病毒同样大小的纳米颗粒。纳米颗粒可穿透血管壁进入血液,利用高比表面积产生的吸附力吸附大量病毒成微米级别的团聚颗粒,进而可被巨噬细胞捕捉吞噬,最后被整体代谢排除。据此以上,提出纳米颗粒吸附代谢排除病毒法的假说,并以微纳米尺寸的甘草、茶叶颗粒为吸附体,通过安全实验和临床试验等多方面的研究,取得了大量支持此假说的数据和结果。     

Preparation and Characterization of Fe3O4 Magnetic Nano-particles by 60Co γ-ray Irradiation

By using a new method, ^60Co γ-ray irradiation, Fe3O4 magnetic nano-particles were successfully synthesized at room temperature under ambient pressure. The structure, morphology and magnetic properties of these nanoparticles were characterized by X-ray diffraction （XRD）, transmission electron microscope （TEM） and vibrating sample magnetometer （VSM）, respectively. The radiation formation mechanism was also discussed. The results show that the absorbed dose can greatly influence the structure, morphology and magnetic properties of the products. XRD and TEM studies show that the product prepared by γ-ray irradiation （10 kGy） is pure FesO4 phase and the mean diameter of these nano-particles is about 21 nm. The Fe3O4 nano-particles synthesized by γ-ray irradiation （10 kGy） are mainly in small cubic shape and the size uniformity of these particles is good.