鲍鱼壳体纳米力学特性及有限元分析

通过纳米压痕技术对鲍鱼壳横切面及纵切面的弹性模量及硬度进行了测试,并建立有限元模型,通过施加载荷进行了模拟分析。结果表明:鲍鱼壳体横切及纵切方向内层到外层弹性模量及硬度值呈上升趋势。     

尼龙材料的纳米硬度及纳米动态力学性能

采用原位纳米力学测试系统TriboIndenter对尼龙1010进行了纳米硬度测试和纳米动态力学性能测试．研究了载荷和频率对储存模量和损耗模量的影响．研究结果表明，尼龙1010的纳米硬度和弹性模量呈现出明显的尺寸效应，尼龙1010的纳米动态力学性能具有明显的黏弹性．动态储存模量随着载荷和频率的增加而呈线性增长，但动态储存模量对频率更加敏感；而损耗模量则随着载荷的增加呈正弦规律波动，随着频率的增加呈抛物线变化，且损耗模量对频率更加敏感．     

基于薄板理论的六维力传感器E型膜横向扭转振动分析

六维力传感器动态解耦的关键是对解耦矩阵C的求解,常见的方法是基于弹性力学理论对传感器的弹性结构建立力学模型,通过对弹性体动态力学行为的研究,揭示动态耦合特征,求解解耦矩阵.本文以My方向动载荷作用下传感器的上、下E型膜研究对象,基于弹性力学薄板振动理论,对非对称动载荷作用下的圆环形薄板的横向强迫振动问题提出了一种新颖的解决方法,求解出动态输出,并对结果进行数据处理,揭示了My主方向弹性体的动态力学特性,为动态解耦提供了理论和数据基础.     

岩石材料动态断裂韧性的实验研究

为了研究岩石类材料的动态力学性能及动态破坏机理,防止出现岩石爆裂造成灾难性破坏,根据中心裂纹圆盘试件断裂韧性测试方法和分离式霍普金森压杆的基本原理,在SHPB装置上测试了花岗岩的动态断裂韧性。对测试结果按照SHPB基本原理进行处理,以试件两端平均载荷带入准静态公式得到动态断裂韧性。处理结果表明,用试件两端平均载荷获得岩石动态断裂韧性的实验方法有效的;花岗岩的动态断裂韧性具有加载速率相关性,随着加载速率的增加断裂韧性增大。     

硝基胍发射药老化过程中力学性能的研究

本文对硝基胍发射药在老化过程中的抗拉性能、断裂性能和动态粘弹性能进行了研究。结果表明:老化以后,由于硝化纤维素的降解、增塑剂的挥发和体系的后固化反应,使得硝基胍发射药的拉伸模量和动态贮能模量上升,抗拉强度、断裂伸长率、断裂韧性、冲击断裂能和损耗角正切下降,尤其是表征韧性的断裂伸长率和表征低温韧性的β松弛时的损耗角正切下降幅度最大,在75℃老化400h以后,各种力学性能参数的变化趋于平缓。     

盘锦地区软土变形参数的试验

通过螺旋板载荷试验确定地基土的变形模量,并使之与压缩模量建立一定的关系;通过进行深度对地基土压缩模量、变形模量的影响分析,得出:压缩模量和变形模量随深度加深而增大;通过进行载荷板面积对变形模量的影响分析,得出:变形模量随着载荷板宽度和载荷大小而变化.同时对等效变形模量进行非线性分析,得到4个参数,从而为盘锦地区的勘察工作提供可靠的依据.     

海上浮式风机运动对风机结构载荷影响研究

为了研究风机的叶片及塔柱的结构载荷问题,本文应用空气动力-水动力耦合动态分析模型,模拟风机系统在非定常风场和规则波作用下的单自由度运动响应,并对比和分析风机系统的三种纵向运动对叶片和塔柱结构载荷的影响。研究结果显示:运动响应幅度很大程度上增加了风机的结构载荷,因此降低风机的叶片及塔柱的结构载荷应成为海上风机设计中的重要环节。本文揭示了海上浮式风机的运动对结构载荷的影响特征,为更大兆瓦级浮式风机系统的设计提供优化方向。     

盘锦地区软土变形参数的试验

通过螺旋板载荷试验确定地基土的变形模量,并使之与压缩模量建立一定的关系;通过进行深度对地基土压缩模量、变形模量的影响分析,得出：压缩模量和变形模量随深度加深而增大;通过进行载荷板面积对变形模量的影响分析,得出：变形模量随着载荷板宽度和载荷大小而变化．同时对等效变形模量进行非线性分析,得到4个参数,从而为盘锦地区的勘察工作提供可靠的依据．     

钢筋混凝土材料有限元分析中的等效模量方法

目的为了解决目前在研究复杂的大体积钢筋混凝土结构的整体性质时，计算精度和计算效率问的矛盾，简化结构的计算机模拟方法．方法应用复合材料力学理论和细观力学的等效模量方法对钢筋混凝土材料进行模量等效．结果在Y．H．Zhao和G．J．Weng建立的纤维增强复合材料的等效模量理论基础上。针对钢筋混凝土材料的力学特征。提出了钢筋单方向分布、三方向分布情况下钢筋混凝土材料的平均等效模量的简化公式．结论并通过有限元模型计算和模型试验的对比，验证了笔者提出的等效模量公式的适用性．为钢筋混凝土结构性质的研究提供了一种新的有限元模型创建方法．     

大型复杂舰船设备抗冲击动态特性研究

舰船设备的抗冲击能力,对提高舰船生命力和战斗力具有十分重要的影响.采用实体建模技术,建立某舰用主汽轮机组有限元模型,并在时域上分别从垂向和横向对其进行冲击加载.冲击载荷采用将冲击输入谱转换为i角形变化历程的加速度载荷.通过对计算结果的对比分析,总结了主汽轮机组结构对加速度冲击载荷的动态响应特性,并发现主汽轮机组结构对加速度冲击载荷的动态响应特性与冲击载荷的峰值、脉宽以及加载方向由密切关系.所得结论对开展舰船设备抗冲击方面的研究提供了一定参考.     

Influences of interphase on dynamic effective properties of composites reinforced by dispersed spherical particles

The influences of interphase on dynamic effective properties of composites reinforced by randomly dispersed spherical particles were studied. A thin homogeneous elastic interphase with different shear and bulk moduli, located between the reinforced particle and the host matrix, was introduced to model the interfacial bonding state. The effects of such an interphase on the coherent plane waves were studied numerically. Numerical simulations were carried out for SiC-Al composites with four typical cases of interphase. It was found that the property of interphase has significant influences on the effective propagation constants of coherent waves and the dynamic effective elastic moduli of the composites. The influences on the coherent longitudinal wave and the coherent shear waves were different and dependent upon the frequency range. Moreover, several imperfect interface models, i.e., the spring model, mass model, and spring-mass model, were studied numerically and compared with the interphase model. It was found that the spring model is a more suitable model than the mass model for the light and weak interphase whereas the mass model is a more suitable model than the spring model for the heavy and strong interphase.     

土动模量的退化和阻尼比变化

针对双曲线关系不能很好地拟合土动模量随动力作用水平的退化,及Hard in和D rnevich的确定阻尼比的公式低估了动力作用水平低于一定值时的阻尼比的问题,基于3种黏性土动模量的试验结果,提出了一个能很好拟合动模量退化的数学关系,式中所包括的参数少且容易确定.研究了固结压力对动模量退化的不可忽视的影响,提出了一个确定阻尼比的改进公式.上述成果可以合理地确定动力分析中土的动模量和阻尼比,提高分析结果的可信性.     

初始应力状态对侧限条件黏土动态压缩过程和力学性能的影响

黏土的初始应力状态对其动力学性质有显著的影响。本文采用长时、分级、高压固结方式模拟了黏土的原始应力赋存环境,采用SHPB实验装置对侧限条件下的高压固结黏土进行应变率范围为200~800 s_^-1的冲击压缩实验,分析了黏土应力记忆效应、应变率效应和动态压缩过程。实验结果表明,黏土的应力历史影响了其动态压缩过程,试样依次经历压实段—线弹性加载段—线性卸载段,在动载下黏土压实段与线弹性加载段应力拐点的均值为3.8 MPa,与先期固结应力4.2 MPa具有相关性,并且压实段应变均值约为试样破坏应变的33%；采用200 mm和300 mm的短子弹进行冲击加载时,黏土试样未发生稳定的塑性变形,分析应力-应变率曲线发现,黏土的压实过程吸收了一部分动载能量,使其无法持续进行动态压缩行为,但进入动态压缩阶段后黏土受子弹长度影响较小；黏土试样动态加卸载段模量随应变率同步增加,但加卸载模量的比值稳定在0.45左右,表明更高的冲击速度没有造成试样进一步的损伤,这与冲击后的宏观破坏现象及塑性变形分析相互印证。实验结果也说明,针对软弱、松散颗粒体材料,高压固结方式为研究其动力学性质提供了一种思路。     

无限长条功能梯度材料的反平面裂纹问题

研究了无限长条正交各向异性功能梯度材料在平面剪切作用下的Yoffe裂纹的动力学问题，材料的两上方向的剪切模量假定为指数模型，通过采用积分变换-积分方程方法，求得了裂纹尖端的动态应力场和动态应力强度因子，并研究了裂纹运动速度、几何尺寸、梯度参数和不均匀系数对动态应力强度因子的影响，结果表明，裂纹尖端应力具有的奇异性，裂纹的运动速度越大，应力强度因子越大；材料的模量梯度越大，应力强度因子越低；不均匀系数越大，应力强度因子越小。     

钢梁与钢骨混凝土墙高强螺栓节点域内力分析

在试验研究的基础上,对钢梁与钢骨混凝土墙高强螺栓连接节点在低周反复荷载作用下节点域的内力进行分析。研究结果表明:在扭矩和剪力共同作用下,高强螺栓连接节点产生滑移破坏的主要原因是扭矩;通过连接板传递到混凝土墙内部的弯矩由内埋钢牛腿变形产生的抵抗弯矩和对偶粘结力共同承担。随着钢牛腿截面进入墙体深度的增加,在截面处的累积对偶粘结力会增大,而钢牛腿截面的弯矩会减小。     

一种余数系统基扩展算法及VLSI实现

基扩展是余数系统(RNS)在数字信号处理(DSP)系统中应用的关键问题之一。该文提出了一种新型基扩展算法,实现基为{2n-1,2n,2n+1}的余数系统到基为{22n-1,22n,22n+1}的余数系统的动态范围扩展。给出其VLSI实现结构,并基于{2n-1,2n,2n+1}的特性对该结构进行了优化,使该实现结构仅由普通二进制加法器和模加法器构成。基于单位门模型和ASIC的性能对比分析结果表明,在实现相同动态范围扩展时,该算法具有良好的VLSI实现性能。     

层合复合材料簧片单元弯曲力学性能

为提高空间可展铰链的运行稳定性和可靠性,减轻结构质量,研究了碳纤维增强层合复合材料簧片单元的弯曲性能.以衡量簧片驱动能力的应变能、稳态弯矩以及簧片自锁能力的屈曲临界弯矩为力学性能指标.分析了可折叠自展开的簧片单元在弯曲折叠过程中,复合材料铺层角度、铺层厚度和簧片截面半径对各性能指标的影响.研究结果表明:随着复合材料铺层角度的增加,簧片驱动能力增强,但其自锁能力基本不变;随着复合材料铺层厚度和截面半径的增加,簧片的驱动能力和自锁能力均增强;随着材料铺层角度、截面半径的增加,簧片的横截面出现截面变形现象且伴随微小回弹.研究结果对于空间簧片式铰链驱动性能的改进具有一定的参考价值.     

矿质混合料性能对沥青混合料动态模量的影响

为了解决沥青混合料高温性能不足的问题,研究了矿质混合料性能对沥青混合料动态模量的影响.以AC-20C型沥青混合料为背景,根据贝雷法3个参数进行了矿质混合料配合比正交试验设计,得到9种不同的矿质混合料级配,并以加州承载比(California bearing ratio,CBR)和振实间隙率为指标,对矿质混合料性能进行了评价,从中选出矿质混合料性能差异明显的3种级配,进行了沥青混合料的配合比设计.进而在不同温度和加载频率条件下,开展了3种级配沥青混合料的动态模量试验.依据试验结果,分析了矿质混合料性能对沥青混合料动态模量的影响.研究表明:高温条件下矿质混合料性能对沥青混合料的动态模量有较大影响,低温时矿质混合料性能对动态模量的影响不明显.通过优化矿质混合料性能,可以显著改善沥青混合料的高温性能.具有较高CBR值和较低振实间隙率的矿质混合料,对应的沥青混合料具有较好的高温性能.     

基于模型补偿与切换的锅炉过热汽温控制

为了减小锅炉过热汽温惰性区对象和锅炉负荷变化对汽温调节过程的影响,采用在惰性区对象上并联某-负荷的惰性区对象模型和模型静态增益环节的方法,并根据汽温实际值与模型输出值的偏差大小在汽温实际值和模型输出值之间进行切换,当偏差大于限值时切向汽温实际值,偏差小于限值时切向模型输出值,以此构成单回路固定参数PI控制系统.仿真结果表明,此控制系统可以适应不同负荷的汽温控制,控制品质要优于常规的固定参数PID串级控制系统.