动态空心圆柱扭剪仪模拟椭圆应力路径能力分析

为论证动态空心圆柱扭剪仪实现椭圆形应力路径的可行性,推导典型荷载加载曲线,通过试验与数值结合的方法予以分析。结果表明：双向加载时,保持内外围压恒定且相等,可实现椭圆应力路径;保持内围压恒定,三向变载时,可实现保持中主应力系数恒定或平均主应力恒定的椭圆应力路径加载;四向变载时,可实现对中主应力系数、平均主应力的同时控制。空心圆柱扭剪仪可以很好地实现椭圆形应力路径,且可以对主要应力参数进行控制。试样变形将引起实际应力误差,导致应力路径偏移,因此加载前应对试样刚度合理估计以提高加载质量。     

新型空心圆柱仪的研制与应用

为研究交通、波浪等荷载产生的主应力轴循环旋转应力路径对土体性状的影响，研制了可以在轴力、扭矩中高频率下共同变载的空心圆柱仪（HCA），并分析了设备的技术参数和性能指标.在静态试验环境下，设备的内外围压、轴力和扭矩均可独立控制；在动态试验环境下，轴力和扭矩可作任意波形周期变化，变载频率可达5 Hz.传感器工作性能稳定，测量精度高，有多重校合，并配备了非接触式水下应变传感器.通过开发专用切样装置，利用该设备对原状黏土样进行初步试验，分别验证了仪器实现主应力轴旋转特殊应力路径以及在中、高频率下轴力和扭矩的任意波形变载功能，说明此空心圆柱仪具备模拟包括主应力轴旋转在内的复杂应力路径的工作能力.     

空心圆柱试样真三轴仪应力路径的控制

介绍了新研制的空心圆柱试样真三轴仪内外腔加载压力独立控制的机电液光一体化电液伺服加载装置,以及由步进电机独立控制沿试样轴向方向的载荷和为实现主应力旋转在试样端面上施加设定的控制扭矩的加载装置。采用卡尔曼滤波及预报递推控制算法,克服步进电机加载系统与电液伺服加载装置响应速度不一致的问题,从而在连续加载试验中,使尽可能多的离散点遵循设定的加载应力路径。     

GCTS空心圆柱扭剪仪实心试样的饱和试验分析

GCTS空心圆柱扭剪仪是模拟土体在主应力轴旋转下的理想试验仪器,不但可以进行空心试样的扭剪试验,也可以完成实心试样的动、静三轴试验,而空心试样的反压饱和方法不适用于实心试样．本文基于GCTS仪进行了多组实心试样的饱和试验,提出了抽真空饱和与反压饱和相结合的饱和方法,结果表明该方法不但提高了试验效率,亦使后续试验结果更加精确．     

旋转功能梯度压电空心圆柱的精确

针对内外表面作用均布压力和电势的功能梯度径向极化无限长压电空心圆柱旋转问题,给出了其精确解.分析了旋转功能梯度压电空心圆柱内径向应力、环向应力及电势的分布情况,还研究了材料的非均匀特性、空心圆柱的内外径比率以及外加电势对机械场和电场的影响.通过设计合适的功能梯度形式、选择合适的内外径比率以及在内外表面施加恰当的外加电势能够达到改善旋转功能梯度压电空心圆柱的力学行为.得到的解可应用于沿径向按幂函数规律变化的旋转压电功能梯度空心圆柱构件的精确分析和优化设计中.     

融冻过程中约束方式对冻土力学性质的影响

不同的冻结-融化条件将极大地影响土体的性质,分析了融冻过程中约束方式对冻土力学性质的影响.将试样分别装在乳胶套、有机玻璃模具和铜质模具中进行不同次数的融冻循环试验,然后对试样进行单轴压缩试验.结果表明：经历融冻循环后,装在乳胶套中试样的峰值应变小于20%,试样中间发生鼓胀,且出现明显裂纹,试样强度最低;装在有机玻璃模具中试样的峰值应变大于20%,试样两端被挤压,并出现裂纹,试样强度居中;装在铜质模具中试样的峰值应变在20%左右,试样中间发生鼓胀,但没有明显裂纹,试样强度最高.所有试样的强度随融冻循环次数的变化规律一致,初始冻结状态时的试样强度最高,经历第1次融冻循环后试样的强度大幅度降低,随着融冻循环次数的增加,试样强度继续降低,但降低幅度变小,经历多次融冻循环以后,土体强度又有增加的趋势.     

应用VOF方法的水平圆柱入水数值模拟

为了研究水平圆柱砰击入水问题,建立了数值水池,应用VOF结合动网格技术的方法对零浮力水平圆柱入水过程的气液两相流动和刚体运动耦合的问题进行了数值模拟.捕捉了圆柱入水过程中射流的形成、运动和空气垫效应等自由表面的变化现象,模拟了圆柱竖直运动过程;讨论了湍流粘性对圆柱入水的影响.结果表明:圆柱入水的数值模拟结果和实验数据符...     

全自动静-动三轴剪切仪的功能分析及应用

针对北京工业大学新引进的全自动静一动三轴剪切仪的设备功能进行了系统分析,该设备既能完成普通的静动三轴剪切试验,还能完成径向-轴向耦合剪切试验,可实现各种特殊复杂应力路径及分级加卸载静态剪切试验,此试验剪切过程均可通过计算机自动控制.并对利用全自动静-动三轴剪切仪实测得到的试验结果进行了分析.试验结果表明,该仪器测试精度较高,在土工试验中具有较广泛的应用性,为研究复杂应力条件下的实际土体强度与变形特性的研究提供了试验技术条件.     

竖向-扭转双向耦合剪切仪功能分析及应用

针对北京工业大学新引进的竖向-扭转双向耦合剪切仪的功能进行了分析,该设备可完成多种固结条件及加载方式的静动力试验,适用范围广泛.试验结果表明:竖向-扭转双向耦合剪切仪能较好地分析土体在复杂应力条件下的变形与强度特性,试验结果合理可靠,具有较高的精确度.     

列车动荷载作用下土的动力特性分析

研究了列车动荷载对地基的振动效应,给出了Winkler地基-Timoshenko梁模型下梁的最大位移和地基表面反力.研究了列车动荷载作用下地基内应力状态和空间分布,分析了土单元体的应力路径及地基土在动荷载作用下的软化和液化效应,结果表明：在列车运行过程中,动荷载引起的动应力随时间发生变化,并与土单元体初始应力相叠加;列车的速度对水平剪应力τzx与偏差应力（σdz-σdx）/2之间关系的影响较大.     

典型动力荷载作用下的应力路径及土动力分析方法

在进行土体动力分析时，必须正确考虑土体的动力学特性、荷载类型 、质量分布、几何尺寸及边界等，以便对运动体系进行合理的简化，提出正确有效的动力分析方法，主要介绍了典型动力荷载，如地震荷载、波浪荷载及交通荷载作用下的应力路径，并对近年来土动力分析方法的发展概况进行总结与评论。     

拧紧技术在发动机汽缸盖装配中的应用

对汽车制造技术中的紧固联接--螺栓拧紧技术进行了阐述,系统地介绍了拧紧的控制方法,说明了各种控制方法的优缺点,并以发动机汽缸盖为例说明了控制方法和监控方法在实际生产中的应用.     

土与结构接触面试验仪的研制与应用

为真实地反映接触面的性状,自主研制和开发了一台可用于土与结构物接触面试验的新型接触面试验仪,该仪器可实现接触区域土体沿剪切方向的自由变形;采用数字图像位移测量技术,并开发了与之配套的细观位移测量软件,可从宏观和细观2个方面对接触区土体变形进行精确测量;实现了接触面应力与位移量测的自动化.试验结果表明,该仪器能够测定和研究接触区土体的应力变形性状及土与结构面的相互作用机理和规律;土体与结构物的接触作用不只发生在接触界面上,还存在一个接触区,应对接触区的应力变形性状进行详细研究,才能建立合理的接触面本构关系.     

利用积分球反射法的动态热物性测量装置研制

介绍了利用积分球反射计的脉冲加热技术测量材料热物性的一种方法和测量装置的各组成部分及工作原理。被测的带状试样被一脉冲大电流加热,利用高速高温计测量试样的辐射温度,同时利用积分球反射法获得试样的半球向光谱反射率,进而得到试样的法向光谱发射率、比热、电阻率和全波长半球发射率。该装置具有试样制备简单、测试精度高等优点。     

利用积分球反射法的动态热物性测量装置研制

介绍了利用积分球反射计的脉冲加热技术测量材料热物性的一种方法和测量装置的各组成部分及工作原理．被测的带状试样被一脉冲大电流加热，利用高速高温计测量试样的辐射温度，同时利用积分球反射法获得试样的半球向光诺反射率，进而得到试样的法向光谱发射率、比热、电阻率和全波长半球发射率．该装置具有试样制各简单、测试精度高等优点．     

应力路径对饱和砂土力学特性的影响研究综述

应力路径是土的应力条件中的一个重要方面.研究不同应力路径下饱和砂土的应力应变关系,揭示应力路径对饱和砂土力学特性的影响具有重要的学术和实用价值.本文综述了应力路径对饱和砂土静力和动力特性影响的研究现状,总结了已取得的成果,指出了需要进一步研究的内容.     

Development and application of stereo lithography apparatus

针对青少年脊柱侧弯矫正问题,研制一款由3D打印制成的脊柱侧弯矫形器并做出舒适度评价. 该方法依据色努矫形原理,建立脊柱侧弯矫形器三维模型,并考虑躯干约束对矫形器进行了有限元仿真分析和结构优化,最后进行模型的分块和3D打印,分析精度误差. 依据模糊理论和层次分析法,建立了包括环境、材料、结构、运动4个方面的主观舒适度评价方法. 结果表明:3D打印技术可实现定制脊柱侧弯矫形器的制造与生产,并在几何精度和穿戴舒适性上表现良好.

     

聚乙烯醇水凝胶动态机械性能的温度依赖关系

研究了PVA水凝胶的动态力学性能.结果发现,在50℃以后,其模量随温度上升显著下降,说明物理交联的PVA水凝胶的氢键随温度升高被逐步打开,利用Arrhenius方程推算其活化能约为149.8 kJ/mol.当温度缓慢的下降,其氢键可以部分重建,与温度下降速率有明显的依赖关系.