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龙卷风具有较强的破坏力,是抗风减灾工程重要的防范对象之一。近年来,随着地球环境的恶化,龙卷风袭击大型城市的灾害时有发生,针对高层建筑的研究开始受到重视。目前对龙卷风动态冲击高层结构的研究还较少。因此,该文建立了动态运动的龙卷风风场模型,模拟了龙卷风动态冲击高层建筑结构的非定常过程,初步分析了龙卷风冲击高层建筑结构的风荷载特征及规律。结果表明:1) 该文采用的龙卷风模型及计算方法能可靠地模拟龙卷风的基本特征和荷载规律。2) 龙卷风动态冲击高层建筑,其荷载效应与建筑尺度有关。建筑尺度较小时,冲击荷载呈双峰特征,冲击效应和时变效应相对较小。相反,冲击荷载呈多峰特征,时变性强,冲击效应明显。3) 龙卷风在冲击较大尺度建筑时,主涡会发生破裂,形成多个漩涡。多漩涡及建筑尾涡相互作用和耦合是导致更大冲击效应的重要力学机制。这种力学现象在国内外龙卷风研究中尚未发现类似报道。 相似文献
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为研究水力冲击内蕴初始裂纹混凝土破碎机理,采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法建立了水力冲击含竖向裂纹混凝土数值模型,并基于图像处理技术,量化表征了混凝土致裂区破碎规律。研究表明:在初始裂纹弱作用区,水锤效应导致液固接触边界出现剪切断裂,贯通后形成近似"碗状"破碎坑;在初始裂纹强作用区,液固接触边界压剪应力和初始裂纹上部应力集中共同作用引发了初始裂纹上尖端裂纹;"水楔+砼楔"效应与初始裂纹下部应力集中导致了初始裂纹下尖端裂纹;水力冲击激发的应力波在自由边界和初始裂纹反射后相互叠加,引发了锥形裂纹;混凝土破碎度沿射流轴向呈非线性阶跃衰减,表明初始裂纹对混凝土破碎演化有明显阻断及强干扰作用。 相似文献
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采用纳米粒子构筑微-纳粗糙结构制备的超疏水涂层一般存在抗水流冲击能力差的缺点,极大限制了其户外应用前景。利用环氧树脂和聚四氟乙烯(PTFE)纳米粒子,通过喷涂和模压两种工艺分别制备低声阻系数的全有机超疏水涂层,基于水流冲击破坏机理设计实验分析涂层的抗水流冲击性能,并与商用超疏水涂层对比。结果表明:PTFE粒子为70%(质量分数,下同)时,其疏水性能最佳,静态接触角为164.13°,滚动角为3°;PTFE粒子为75%时,其抗水流冲击性能最佳,在被速度为22.77 m/s的水流冲击后接触角仍达到154.62°;与喷涂法相比,模压法能进一步提高涂层的抗水冲击性能。本研究所制备的全有机超疏水涂层同时还具有良好的附着性能和耐磨性能,在进行25次黏附剥离实验后涂层表面接触角为150.51°,滚动角为4°,在进行20次磨损实验后涂层表面接触角为149.21°,滚动角为9°。 相似文献
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《材料工程》2020,(7)
采用纳米粒子构筑微-纳粗糙结构制备的超疏水涂层一般存在抗水流冲击能力差的缺点,极大限制了其户外应用前景。利用环氧树脂和聚四氟乙烯(PTFE)纳米粒子,通过喷涂和模压两种工艺分别制备低声阻系数的全有机超疏水涂层,基于水流冲击破坏机理设计实验分析涂层的抗水流冲击性能,并与商用超疏水涂层对比。结果表明:PTFE粒子为70%(质量分数,下同)时,其疏水性能最佳,静态接触角为164.13°,滚动角为3°;PTFE粒子为75%时,其抗水流冲击性能最佳,在被速度为22.77 m/s的水流冲击后接触角仍达到154.62°;与喷涂法相比,模压法能进一步提高涂层的抗水冲击性能。本研究所制备的全有机超疏水涂层同时还具有良好的附着性能和耐磨性能,在进行25次黏附剥离实验后涂层表面接触角为150.51°,滚动角为4°,在进行20次磨损实验后涂层表面接触角为149.21°,滚动角为9°。 相似文献
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由于固相法本身的限制,聚乙烯粒子在氯化过程中存在着宏观氯分布不均匀的现象,即颗粒表面氯化程度高,颗粒内部氟化程度低,因此而产生一种“硬壳”的粒子结构。本文通过光学显微镜方法对HCPE粒子的这种形态结构进行了分析和解释,证实了这种“硬壳”粒子是造成加工困难、强度差的主要原因。当加入一种增熔助剂时,能破坏这种“硬壳”结构,从而改善了加工性能,提高了试样强度。 相似文献
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粒子冲击破岩技术是以高速金属粒子和高速流体破岩为主,以机械钻头破岩为辅的一种新型破岩工艺。针对锥直型加速流道,建立了粒子与流体在冲击破岩过程中速度与加速度的数学模型,分析了冲击过程中能量的吸收规律,提出了单个粒子速度、粒子体积与破岩体积间的函数关系,并基于LSTC-DYNAMIC仿真平台进行了验证分析。基于自主研制的粒子冲击破岩试验装置,开展了粒子直径从0.8 mm~1.4 mm的四种不同直径粒子射流冲击破岩实验,验证了理论模型并提出了粒子体积、冲击速度、流体流速与破岩体积间的匹配关系,为该技术的现场推广提供数据支撑和理论依据。 相似文献
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传感器接壤的介质受到冲击压力作用时,温度会突然升高。冲击和温度会对传感器内部结构性能产生影响,引起测量值的严重偏差。用激波管法,快启阀门法和落锤冲击法因其各自固有的特点无法检测传感器的冲击温度结构效应。本文介绍用高精度,超高压,气动正阶跃压力发生器对传感器冲击温度效应的检测方法。 相似文献
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风载对高层建筑结构会产生一定的动力效应,控制这种动力效应的有效方法之一是限制结构的自振周期。本文提出了一种以有限元分析和严格推导的优化准则方法为基础的动力优化设计方法,将结构构件的截面尺寸作为设计变量,在构件单元的强度、构件单元尺寸和自振周期的限制等约束条件下,求解以最小结构重量为目标的最优解。算例表明,此算法十分有效、可靠,可适用于大型高层混凝土建筑结构的优化设计。 相似文献
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超微粒子系指1~100nm之间的粒子。由几个原子至10~5个原子组成的粒子称为原子团。原子团的超微粒子的表面原子数与其原子总数之比随粒子尺寸减小而增大,表面效应更趋明显;其量子效应与尺寸大小有明显依赖关系。它们有独特的物理和化学特性。近些年发展较快,各自成为新的学科领域。薄膜形成的初期会出现原子团,大多数情况是接着出现超微粒子。因此研究原子团和超微粒子的形成和生长也是薄膜研究的基础。本文对原子团和超微粒子作有选择的评述,对含有原子团和超微粒子的功能薄膜作简要的评论和介绍。 相似文献
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以纳米CaCO3浆料和丁苯胶乳、 羧基丁苯胶乳、 丁腈胶乳为原料, 采用共凝聚法分别制备了三种纳米CaCO3-粉末橡胶复合粒子, 并制备了三种纳米CaCO3-粉末橡胶/聚氯乙烯(PVC)复合材料, 系统研究了复合粒子含量对PVC力学性能的影响, 并探讨了复合粒子的增强增韧机制。结果表明: 复合粒子在PVC树脂中分散均匀, 复合粒子中的纳米CaCO3粒子以"裸露态"和橡胶"包裹态"两种形式存在于PVC基体中; 三种复合粒子均能显著提高PVC的缺口冲击强度, 纳米CaCO3-粉末丁腈橡胶(CaCO3-NBR)能同时起到增强增韧的效果, 而纳米CaCO3-粉末丁苯橡胶(CaCO3-SBR)在提高缺口冲击强度的同时也损失了PVC原有的刚性, 使其弯曲模量和拉伸强度大幅度降低, 纳米CaCO3-粉末羧基丁苯橡胶(CaCO3-X-SBR)的改性效果鉴于前两者之间; 复合粒子与PVC基体的相容性是影响复合粒子增强增韧改性效果的决定性因素, 相容性好的复合粒子能同时起到增强增韧的效果。 相似文献
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弹性安装的舰载设备在受到水下非接触爆炸冲击时产生的谱跌效应会显著降低设备的冲击响应。为研究谱跌效应对舰载设备的设计谱及其设计安装的影响,通过有限元计算对比分析弹簧振子模型的伪速度冲击响应和悬臂梁模型应力冲击响应,同时对比分析上层振子固有频率相同但质量与刚度不同的双层弹簧振子模型的下层振子伪速度冲击响应。发现:谱跌效应发生时,下层设备的伪速度响应和应力响应均有明显的降低,据此须改进舰载设备的三折线伪速度设计谱;增加上层设备的质量和刚度会显著降低下层设备的伪速度响应,并使谱跌效应的频宽范围增加,利用此特性可降低舰载设备中有着特殊固有频率或固有频率集中的零部件的应力响应。 相似文献