声表面波器件的反射特性及性能

为了准确分析反射型声表面波器件参数对其性能的影响,基于耦合模理论和P矩阵方法建立了器件的耦合模模型,分析得到器件的电反射特性即反射系数S11曲线,并在128°Y-X LiNbO3压电基片试制了频率为90 MHz的多种参数的器件,分析与测试结果表明:单个叉指换能器器件的S11中心频率为91.26 MHz,幅值为-20.58 dB,与理论分析结果91.44 MHz和-19.21 dB相近;带有反射栅的器件比单个叉指换能器件在中心频率处S11幅值增大约8.5 dB,谐振峰增多,时域曲线有明显的反射峰信号,验证了反射栅的反射特性;叉指换能器叉指对数减小使器件中心频率处的S11幅值减小,时域中的回波信号更尖锐,信噪比明显增大,表明对数较多的IDT具有较强的反射特性,对回波信号干扰较大,过小的叉指对数对器件声电转换效率影响很大,会使器件性能下降;较大的反射栅指条数对回波信号影响不大,但过小的指条数会降低反射栅反射系数,使得回波信号信噪比减小,纹波增多.     

中低应变率下砂岩动力特性试验研究

为研究岩石在中低速冲击下的动力特性,利用MTS和落锤冲击试验系统进行了红砂岩准静态和动态单轴压缩试验,获得了10-2-101.7 s-1应变率范围砂岩全应力-应变曲线。结果表明,中低应变率加载条件下,砂岩经历典型压密、弹性变形、非稳定裂纹发展至脆性破裂后阶段。随着加载应变率的提高,砂岩峰值应力及其对应应变、残余应变均逐步增加,破坏模式则由X状共轭剪切破坏转变为劈裂破坏;动态强度增长遵循热活化和宏观黏性机制联合作用规律;中低应变率下岩石的吸收总能量和弹性应变能随变形演化规律基本一致,且弹性应变能和较耗散应变能的应变率效应更为显著。     

钢板夹钢管组合板弯曲变形与最大承载力

对3块钢板夹钢管组合板进行了抗弯试验,绘制了荷载–位移(P-δ)曲线,记录了加载失效过程图。基于假设的失效模型和能量原理,推导建立了组合板最大承载力公式,并将最大承载力理论值与试验值进行比较。对试验结果进行了模拟与验证,讨论了钢板厚度和钢管壁厚对最大承载力的影响,并将最大承载力理论值与模拟值进行对比分析。结果表明:钢管数量越多,承载力越大。变形失效时,主要有焊缝开裂、上钢板局部屈曲和芯层钢管局部压扁等现象。数值模拟可以较好地预测试验最大承载力和变形情况。推导的最大承载力公式可以较好地预测试验结果和模拟结果,具有较高的精度。当用钢量增加较少时,仅增加上钢板厚度对提升组合板最大承载力最为有效。当用钢量增加较多时,同时增加上下钢板厚度对提升组合板最大承载力最为有效。     

近距离爆炸荷载作用下H型钢柱毁伤数值分析

鉴于现代武器弹药的高命中精度,H型钢柱作为多数钢结构厂房的重要承重构件,研究其在近距离爆炸荷载作用下的毁伤具有重要意义.根据相似法则,对某典型钢结构厂房H型钢柱作缩尺变换,利用LS-DYNA有限元软件,采用流固耦合方法,对不同比例距离下9组装药近距离爆炸冲击H型钢柱相似模型作数值模拟.通过对比H性钢柱遭受到爆炸荷载作用...     

静电场对压电薄膜中声表面波传播的影响

该文介绍了声表面波(SAW)在压电薄膜中传播时静电场的影响机理。首先给出了静电场作用下压电薄膜中的初始应力和初始电位移,然后通过求解含有初始应力和初始电位移的压电介质耦合波动方程,得到SAW在静电场影响下的相速度变化和频散曲线,最后仿真分析了ZnO和AlN两种压电薄膜材料中SAW的传播特性。结果表明,SAW的相速度与静电场成正比,与波数成反比。     

一种IDT/(002)ZnO/SiO2/Si多层结构的声表面波器件

以IDT/(002)ZnO/SiO2/Si多层结构的声表面波器件为研究对象,通过有限元软件对单对叉指的三维结构进行有限元仿真,得到了不同的ZnO膜厚对SAW器件所激发瑞利波的相速度、机电耦合系数的影响规律,以及SiO2膜厚与SAW器件频率温度系数之间的关系.采用热氧化、射频磁控溅射以及光刻工艺在Si衬底上分别制备SiO2膜、ZnO膜和IDT,制备了三组不同ZnO膜厚的延迟线型SAW器件.通过X射线衍射仪对制备的ZnO薄膜进行检测,结果表明ZnO薄膜具有良好的(002)晶体取向以及良好的结晶质量.采用矢量网络分析仪对所制作SAW器件进行了测试,得到了器件的传输曲线,实验结果与有限元仿真结果具有较好的一致性.     

CFRP加固对钢筋混凝土拱抗爆性能影响

为研究CFRP加固对钢筋混凝土拱抗爆性能的影响,设计了4种CFRP加固混凝土拱复合结构,并应用LS-DYNA软件对复合拱抗爆性能进行数值模拟分析和研究.通过研究得到复合拱结构在爆炸荷载作用下的受力状态、动力响应和裂纹扩展规律,即CFRP加固减少了抗爆条件下拱顶的应力集中,改善了拱体表面应力分布状态.复合拱结构表面裂纹减少,整体抗爆性能提高.CFRP板加固对复合拱结构韧性和吸能效果的改善程度优于CFRP布加固.对比结构的裂缝发展与变形模式可发现,O形缠绕的加固效果优于U形缠绕.本研究对拱形防护结构的建设有指导意义.     

爆破作用下层状盐穴难溶夹层垮塌效应解析分析

层状盐穴储库难溶夹层在自然条件下的垮塌具有不可控性,给水溶建腔和储库运营带来了诸多安全隐患,通过控制爆破可以促使难溶夹层可控垮塌,加快建腔速度。为分析难溶夹层的垮塌效应,在弹性力学理论基础上,分别建立夹层中间和板面装药2种情况的力学简化计算模型,推导难溶夹层板在爆破作用下的应力分量表达式。同时对爆破作用下夹层垮塌效应进行分析,根据材料的强度破坏准则,得到2种装药情况下夹层破坏的范围。针对某工程实例,应用推导的公式对爆破作用下夹层垮塌进行理论计算分析,结果表明:夹层中间装药时,不耦合系数从1.0变化到2.0,粉碎区半径为2~4倍钻孔半径,破裂区半径为6~9倍钻孔半径;夹层板面装药时,夹层下部的破坏范围比上部大,且夹层上边缘会发生受拉破坏。     

深大基坑的三维施工力学模拟研究

以某地下室基坑施工为研究对象,在考虑初始地应力、开挖步骤、地层物理参数等诸多因素的基础上,利用有限元软件Midas GTS NX对基坑开挖全过程进行模拟。通过研究支护结构的水平位移,支撑体系轴力、剪力、弯矩,立柱桩竖向沉降,基坑坑底隆起,基坑周边环境及建筑物的变形,从而判断该支护体系的安全性,为基坑的支护设计提供依据。模拟结果显示,该基坑采用钻孔灌注桩围护结构加3道混凝土支撑的支护方案,可有效保证开挖过程中基坑的稳定和安全。     

深基坑施工对毗邻地铁的影响研究

深基坑开挖过程中卸荷量大,使得土体的变形场与应力场发生较大变化,极易引起地铁管片的开裂与渗漏水等危害现象,影响地铁正常运营.采用数值模拟的方法,在研究了某超大基坑开挖的全过程的基础上,通过对支护体系的内力分析与变形分析,评估该基坑施工过程中对周围环境的影响,尤其是对地铁隧道的影响,为基坑支护的设计提供依据,也为深基坑施工提供参考.