基于统一强度理论考虑拉压模量不同散体材料桩承载力计算

考虑岩土类材料拉压模量不同和应变软化特性,运用空间轴对称的统一强度理论分析了柱形孔扩张问题,推导出了圆孔扩张问题的应力场、位移场及最终扩张压力的统一解表达式,并在此基础上推导出了散体材料桩极限承载力计算公式。将该公式应用于某高速公路碎石桩复合地基中碎石桩极限承载力的计算,计算值与试验值吻合良好。最后,分析了不同拉压模量比、软化特性参数及其他计算参数对计算结果的影响。分析结果表明:采用传统弹性理论,不考虑拉压模量不同及应变软化的计算方法,会带来较大的误差。     

考虑材料的拉压模量不同及应变软化特性的柱形孔扩张问题

建立了拉压模量不同及应变软化特性材料的柱形孔扩张理论。对于岩土类材料,提出用a及b分别作为拉压模量不同和软化特征的控制参数,运用不同模量弹性理论及应力跌落软化模型推导了Tresca和Mohr-Coulomb材料柱形圆孔扩张问题的应力及位移解。分析了不同模量及软化特性材料对柱形孔扩张的影响,结果表明:圆孔极限扩张压力,塑性区的发展规律,应力场,位移场等均随着模量参数a和软化系数b的变化而变化,因此若采用经典的弹性理论及传统的不考虑应变软化来对岩土类的工程材料进行设计计算,必会带来较大的误差。     

不同拉压模量及软化特性材料的柱形孔扩张问题的统一解

对于具有不同的拉压模量及软化特性的岩土类材料,提出了不同拉压模量及软化特性的控制参数,采用双剪统一强度理论推导了柱形孔扩张问题的应力及位移的统一解。分析了模量、模型和软化等控制参数对柱形孔扩张时的扩张压力、塑性区开展规律及应力场的影响。结果表明:圆孔极限扩张压力、塑性区的发展规律、应力场、位移场等均随着模量控制参数、模型参数及软化参数的变化而变化,因此若采用经典的弹性理论、单一的模型参数及传统的不考虑应变软化来对岩土类的工程材料进行设计计算,必会带来较大的误差。     

不同拉压模量及软化特性材料的球形孔扩张问题的统一解

对于具有不同的拉压模量及软化特性的岩土类材料,提出了不同拉压模量及软化特性的控制参数,采用双剪统一强度理论推导了球形孔扩张问题的应力及位移的统一解。分析了模量、模型和软化等控制参数对球形孔扩张时的扩张压力、塑性区开展规律及应力场的影响。结果表明:圆孔极限扩张压力,塑性区的发展规律,应力场,位移场等均随着模量控制参数、模型参数及软化参数的变化而变化,因此若采用经典的弹性理论、单一的模型参数及传统的不考虑应变软化来对岩土类的工程材料进行设计计算,必会带来较大的误差。     

用DMA研究环氧预浸料的等温固化过程

采用动态力学分析法(DMA)对648环氧预浸料的等温固化过程进行了表征分析。以储能模量E′的相对增长率作为动态力学性能增长的指标,研究了不同恒温温度下E′的增长规律,并用Hsich非平衡热力学涨落理论、Avrami方程和等转变率 3种方法研究了预浸料的等温固化动力学。结果表明：648环氧预浸料等温固化过程中E′的增长分为高温和低温2种增长模式,低温下包含一个高温下没有的模量增长的过渡阶段,该阶段与测试频率具有明显的相关性。Hsich非平衡热力学涨落理论、Avrami方程可以对648环氧预浸料等温固化过程储能模量的相对变化进行分段描述。对活化能的计算结果表明,不同温度范围内恒温储能模量增长过程中活化能的数值及其变化趋势不同。     

原位复合高分子材料的成纤过程与增强机制

在流变、形貌和力学分析的基础上、采用将一系列经典模型经适当处理后与实验值相结合的方法，了质变臻液晶高分子分散相的原位成纤行为，并以几个物理参数表征分散相的成纤过程；推导了微纤模量与宏观模量的关系，定时计算出微纤的模量及其层分布，研究结果表明，理论计算与实测值吻合良好，由此提出了一个材料设计的思路。     

速度相关型耗能减振体系参数影响的复模量分析

利用复模量阻尼理论研究粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器与斜撑串联的复合阻尼元件对结构减振效果的参数影响及耗能减振体系反应分析的简化计算方法。首先,采用复模量方法对两类阻尼器与斜撑串联的复合元件阻尼特性进行了分析;然后确定了影响阻尼器减振效果的复模量参数,得到了耗能减振系统中阻尼器实际发挥作用的参数影响量化关系式;第三,建立了阻尼器与斜撑串联的复合元件等效模型,提出了速度相关型耗能减振体系反应分析的简化方法;最后,通过对单自由度耗能减振体系的地震反应进行数值计算,验证了简化分析方法具有良好的计算精度。     

基于EBSD方法测定单晶Cu纳米压痕的各向异性实验

为研究单晶Cu材料的各向异性力学特性,针对单晶连铸技术制备的单晶Cu,采用电子背散射衍射(EBSD)法对其3个不同晶粒的晶面进行定向,利用原位纳米压痕仪在不同晶面进行不同压入载荷的纳米压痕实验.通过EBSD分析,发现用单晶连铸技术制备的单晶Cu在拉拔方向上具有较强的择优取向,单个晶粒较大,且晶粒内部没有(亚)晶界存在.纳米压痕实验结果表明单晶Cu样件在各种压痕载荷下的约化模量为50 GPa～120GPa,材料的晶体取向对纳米压痕载荷-位移曲线和约化模量有很大影响,面(032)比面(119)和面(041)有更大的约化模量.不同载荷下,硬度值在0.8 GPa左右变动,晶体取向对硬度的影响较小.实验所得单晶Cu各晶面约化模量与采用金属弹性力学理论计算所得数值吻合较好.     

基于Kriging代理模型的拉压不同模量平面问题的近似求解

该文建议采用Kriging代理模型数值求解拉压不同模量平面问题。通过本构方程光滑化、有限元法及拉丁超立方采样技术,对拉压不同模量桁架与二维平面问题,给出了基于Kriging模型的近似数值解,以代理基于有限元的数值解,并探讨了样本点数目和问题规模对所建Kriging近似模型求解精度/效率的影响。数值算例表明:所提方法可为求解拉压不同模量平面问题提供精度合理的近似数值解。当问题规模较大且正问题需要多次求解时,该方法有望显著减少计算时间,这对于降低拉压不同模量反问题与优化问题的计算开销十分重要。     

聚酯玻纤布防裂性能影响因素的灰熵分析

通过分析聚酯玻纤布变形能力、拉应力等参数的特点,结合工程实际采用Abaqus理论构建了防裂道路模型,分析了沥青层底剪应力与聚酯玻纤布模量、厚度、黏弹性之间的相互关系以及与面层模量、基层模量之间的变化规律。进而采用灰关联熵法分析沥青层底剪应力与聚酯玻纤布的厚度、模量、层间黏结系数、面层模量及基层模量的灰熵关联度,发现基层模量和层间黏结系数是影响防裂效果的重要因素,为沥青道路裂缝病害的防治提出了新的思路。     

聚苯乙炔的电性能研究

用四种掺杂剂,I_2、Br_2、BF_3·乙醚和发烟H_2SO_4,作了聚苯乙炔(PPA)的掺杂。对掺杂及未掺杂的PPA做了电导率测定。实验表明,发烟H_2SO_4掺杂效果较好(电导率提高10~7倍),I_2较差。对不同分子量和不同密度的PPA的电导率测定表明;PPA分子量越高,电导率越高;PPA密度越大,电导率越高,并且PPA分子量越大,掺杂后电导率提高的幅度也越大。本文还讨论了掺杂机理和无水AlCl_3在苯乙炔聚合过程中的同步掺杂作用。     

一种低旁瓣圆形活塞高频换能器研究

文章主要研究了一种低旁瓣圆形活塞高频换能器,采用去环非均匀分布方法实现低旁瓣,推导了去环非均匀圆形活塞换能器的指向性函数表达式,建立了指向性仿真模型,并采用Matlab软件进行仿真优化,对不同去环位置和不同去环宽度的圆形活塞换能器旁瓣级变化规律进行了分析,并通过添加匹配层拓展带宽。制作了一款低旁瓣圆形活塞宽带高频换能器,并进行测量。实测结果与仿真基本一致,换能器实测最大旁瓣级为-22.4 dB,较均匀圆形活塞换能器旁瓣级降低了4.8 dB,中心频率为325 kHz,-3 dB带宽为150 kHz。     

MAHSBS和纳米CaCO3复合改性PCABS共混材料

研究苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（MAH-SBS）、纳米CaCO₃单独填加与复配填加对聚碳酸酯与丙烯腈-丁二烯-苯二烯三元共聚物（ABS）共混物（PC-ABS）性能的影响,采用电子扫描电镜观察其微观结构。结果发现,质量比PC：ABS=1：1时,共混材料综合性能最好;单独添加4wt%的纳米CaCO₃,PC-ABS的拉伸强度明显上升,冲击强度略有上升;单独添加SBS无法起到改良效果;单独添加MAH-SBS,MAH-SBS/PC-ABS的冲击强度上升,但拉伸强度严重下降;MAH-SBS与纳米CaCO₃复配时,可以起到协同作用,PC-ABS的冲击强度由80 kJ/m²上升至约108 kJ/m²,拉伸强度由57.0 MPa上升至约61.5 MPa。     

阵列式静电传感器的频率特性分析

研究了应用于气固两相流流动参数检测的阵列式静电传感器频率特性,建立了阵列式静电传感器的数学模型,定义了动态灵敏度,应用数值模拟结合实验的方法得到了阵列式静电传感器的轴向灵敏区域和频率响应特性。结果表明:传感器近极片的轴向灵敏区域最小,中心轴向处的灵敏区域最大;空间频率分布为距极片越近,频带越宽,峰值频率越大;速度越大频带越宽,峰值频率越大;极片越长,信号的频带越窄;得到了粒子速度、灵敏区域长度和峰值频率3者之间的关系。     

淡水珍珠的生物矿化机理研究进展

碳酸钙广泛存在于生物矿物中, 是地球上最普遍的生物矿物之一。贝壳和珍珠的主要组成部分为碳酸钙无机相。我国淡水养殖珍珠多数品质优异, 具有良好的珍珠光泽。该种珍珠以文石晶型碳酸钙为无机相, 称为文石珍珠。近年来, 在我国淡水养殖珍珠中发现了球文石的存在, 球文石的出现是导致珍珠失去光泽、降低质量的主要原因。本文对比阐述了淡水文石珍珠和球文石珍珠的微观结构与性能, 总结了与珍珠层有关的体外模拟碳酸钙生物矿化的实验结果, 提出了珍珠层生物矿化机理未来的研究方向。     

非线性振冲隔离器油阻尼特性模型及参数识别

为研究油阻尼特性从而实现非线性油阻尼振冲隔离器的自主设计及优化,运用理论建模与实验建模相结合的方法,通过大量科学实验和合理的数据处理,根据数据处理所得数据及显示的图形结果进行油阻尼特性的非线性分析与建模,提出了用于小型电子设备的振冲隔离器的油阻尼特性模型,并进行了部分参数识别。由于体积小,在忽略位移影响的情况下,油阻尼特性模型是按频率分区的,按速度分段的。实验证明,所建模型计算结果比传统线性理论模型计算结果更接近实验数据。     

盘管复合填料型闭式冷却塔性能分析

本文介绍了闭式冷却塔的原理与分类,并归纳总结出简要数学模型。提供了一种测试方法,并用该方法测试分析填料冷却性能以及填料对闭式冷却塔性能的影响,用最小二乘法得到填料特性数N′=0.8λ0.9,并绘制出相关曲线,得出在闭式冷却塔中增加填料可以强化冷却性能。针对放置在不同位置的填料对闭式冷却塔性能影响进行了理论分析,得出闭式冷却塔中填料放置在盘管的上方比放置在盘管下方冷却性能更好。     

Quarter-plane problem of a floating elastic plate

An investigation is made into the hydro-elastic behavior of a floating elastic plate, which occupies a quarter plane to infinity and is excited by water waves. A boundary-integral equation based on the Green function for this problem is shown for the case of finite water depth, as well as for the case of shallow water. The solution of the quarter-plane problem is composed of the corner effect and the solution of the half-plane problem. The corner effect is divided into two parts. The first part is the end effect of the forcing term of the integral equation, which is analytically estimated and its asymptotic form is derived. The second part is the local contribution whose asymptotic form is also obtained. The asymptotic form of the corner effect is confirmed by a numerical evaluation.     

一种简化的R.C框架结构地震位移反应分析方法

采用单自由度体系等效多自由度体系,只考虑第一振型影响,确定结构最大位移反应。该文假定R.C框架结构屈服前刚度与强度相关,屈服位移由结构几何尺寸近似确定。结合我国建筑抗震设计规范,研究不同设计条件下R.C框架结构的超强系数,然后乘以设计地震作用确定结构的实际强度。根据结构屈服位移以及实际强度确定等效结构的有效周期。当有效周期大于特征周期时,结构最大非线性位移反应采用等位移原理确定,当有效周期小于特征周期时,结构最大非线性位移反应采用等能量原理确定。该方法与其它方法相比,避免了复杂的弹塑性动力或静力分析,不需要进行迭代计算,且与我国规范结合紧密,特别适合对既有结构快速评估。     

Efficient time stepping for the multiplicative Maxwell fluid including the Mooney‐Rivlin hyperelasticity

A popular version of the finite‐strain Maxwell fluid is considered, which is based on the multiplicative decomposition of the deformation gradient tensor. The model combines Newtonian viscosity with hyperelasticity of the Mooney‐Rivlin type; it is a special case of the viscoplasticity model proposed by Simo and Miehe in 1992. A simple, efficient, and robust implicit time‐stepping procedure is suggested. Lagrangian and Eulerian versions of the algorithm are available, with equivalent properties. The numerical scheme is iteration free, unconditionally stable, and first order accurate. It exactly preserves the inelastic incompressibility, symmetry, and positive definiteness of the internal variables and w‐invariance. The accuracy of the stress computations is tested using a series of numerical simulations involving a nonproportional loading and large strain increments. In terms of accuracy, the proposed algorithm is equivalent to the modified Euler backward method with exact inelastic incompressibility; the proposed method is also equivalent to the classical integration method based on exponential mapping. Since the new method is iteration free, it is more robust and computationally efficient. The algorithm is implemented into MSC.MARC, and a series of initial boundary value problems is solved to demonstrate the usability of the numerical procedures.