多孔材料模型分析

多孔泡沫材料的制备、应用和性能研究均不断取得新的进展.在关于多孔材料结构和性能方面的理论中,著名的经典性模型--Gibson-Ashby模型一直受到国际同行的普遍认同,迄今仍然是众多研究者在研究工作中广泛应用的理论基础.对该模型尚存在的若干不足和问题进行了一些补充思考和分析,发现其中有些缺陷甚至可以打破该模型原来表现出来的"完满性".在总结陈述这些问题的基础上,引荐了可以克服或弥补上述模型不足的另一个模型.     

多孔材料的应用与发展

综述了多孔材料的研究进展和未来研究方向，介绍了多孔材料广阔的应用前景和急需解决的几个问题。     

多孔材料在三向载荷作用下的力学模型

为更全面掌握三维网状多孔材料在工程应用中的安全承载问题,分析了各向同性的该类材料在三向载荷(多向载荷)作用下的力学性能.在其结构简化的基础上,提出了该类材料在三向载荷作用下相应的承载力学模型,其中三向载荷中的任何一个载荷都可以任意为拉伸和压缩.运用这一模型,可以判断当该类材料在承受上述载荷条件时是否会发生破坏,其用来判断的材料固有指标即是多孔体的孔率,该指标是多孔材料最基本的参量.     

二维多孔材料散热性能分析与设计

二维多孔材料存在一个易于流动的方向并具有较大的面密度 , 因此在具有良好的比刚度和比强度的同时也具有良好的散热性能 , 研究强迫对流下的散热性能对其多功能化设计具有重要意义。本文中利用数值方法求解考虑二维多孔材料内部流体流动规律、 热传导和对流换热影响的流固耦合热传输问题 , 分析了多孔率和微结构尺寸对散热性能的影响并进行了最优参数设计 ; 通过分析比较 5种具有典型微结构形式的二维多孔材料的散热性能 , 给出了微结构形式对散热性能的影响。提出了以需要满足的散热性能为约束条件 , 以满足需求的设计参数的可调范围(设计参数的允许变化范围)为设计目标的最优散热结构设计理念。以此理念得到的设计结果 , 更有利于根据其他性能的要求对材料进行多功能化设计。分析表明 , 具有正六边形微结构的二维多孔材料的散热性能最优 , 并有利于实现轻质多功能化设计。     

多孔材料合成制备进展

综述了多孔材料在合成制备方面的进展 ,详细介绍了溶胶 凝胶法和水热合成法及模板技术在这些方法中的最新应用 ,指出了多孔材料的发展趋势     

多孔材料的孔结构表征及其分析

多孔材料的研究已成为当今材料科学研究领域的一大热点,而多孔材料的研究离不开结构表征分析.多孔材料的表征常用X射线小角度衍射法、气体吸附法、电子显微镜观察法等.重点介绍了这些表征方法对多孔材料的孔道有序性、孔形态、比表面积和孔体积及孔径等的表征分析应用,最后简单介绍了孔结构表征的新方法.     

多孔材料负载TiO2光催化材料的研究进展

多孔材料负载TiO2光催化材料具有效率高、易回收等优点,是目前光催化材料领域的研究热点.介绍了沸石、黏土(人工或天然)、活性炭、碳纳米管以及膨胀石墨多孔材料负载TiO2光催化剂的研究进展情况,指出了多孔材料负载TiO2光催化材料存在的问题及发展方向.     

多孔材料的密度测试方法探讨

测试不规则物体的密度常用排水法 ,但在测试多孔材料(这里的孔隙是指肉眼看不见的微孔隙 ,如粉末冶金过滤器、含油轴承等 )密度时却存在水不断渗入 ,称量很难达到平衡 ,测量误差大的问题。为了避免水进入多孔材料的微孔中常用某些物质作防水膜 ,这些防水膜对密度测试的精确性有着不良影响。本文介绍了不用防水膜 ,允许水充分渗入多孔材料并测出渗水量 ,用以修正排水法测试密度的计算公式 ,以期更精确地测定多孔材料的密度。实践证明 ,这种方法易操作 ,精度高。可在多孔材料领域推广应用。     

泡沫填充蜂窝材料动态力学性能的物质点法模拟

为了研究泡沫填充蜂窝材料(FFH)在动态加载下的力学响应和吸能效果,采用物质点法建立了FFH的细观物质点模型。泡沫细观物质点模型的应力-应变曲线与理论模型和实验结果吻合较好,FFH细观物质点模型的变形失效模式与实验结果一致。研究发现,填充泡沫和蜂窝分别通过塑性变形和屈曲变形吸能,填充泡沫对蜂窝吸能效果增强效应显著。获得了填充泡沫密度和加载应变率对FFH变形损伤和吸能效果的影响。填充泡沫密度增加,FFH动态力学性能提高,吸能总量增加,蜂窝吸能增加。填充泡沫增强了蜂窝的屈曲强度,促进蜂窝抵抗更多的变形。FFH的应力-应变曲线对加载应变率敏感,其吸能效果受加载应变率一定程度的影响,但总量变化不超过15%。吸能总量和组分吸能比例由FFH整体结构决定,与加载应变率无关。      

多孔陶瓷支撑体膜材料的制备与性能表征

研究了α－Ａｌ２Ｏ３多孔陶瓷的性能与起分的粒径、成孔剂的用量等因素的关系，取得了一些规律性的认识，开发了以有机聚合物先驱物挤压成型工艺，在成功地制备出具有实用价值的单通道和多道的管状支撑体陶瓷膜，研究了烧成制度对性能的影响，测定了管膜的孔径颁孔隙率、透气和爱水性以及机械强度 。     

Modelling of the impact of air shock wave on obstacle covered by porous screen

The procedure based on the modified two-step Lax–Wendroff scheme has been suggested for calculation of one-dimensional non-stationary motion of porous media described by the mathematical two-velocity model with two stress tensors. Results of computer modeling of the processes of passing the boundary between gas and porous medium by air shock wave and the reflection from rigid wall covered by the porous layer are presented.This work is supported by INTAS (Project 2000–50) and Grant of the President of the Russian Federation for State Support of Leading Scientific Schools of the Russian Federation (N Sh–2059.2003.1).     

隧道内爆炸冲击波传播特性及爆炸荷载分布规律研究

隧道内爆炸产生复杂的爆炸冲击波流场,作用于隧道衬砌上的冲击波荷载分析十分困难.采用三维有限元计算方法,对带端墙隧道内爆炸空气冲击波的传播过程进行了数值模拟,给出了内爆炸产生的隧道内冲击波流场,并与双向开口隧道内爆炸流场进行了对比,分析了炸药装药形状、炸药引爆位置对爆炸荷载分布的影响,研究了作用于隧道衬砌上的反射冲击波荷载峰值分布规律,给出了估计衬砌上反射超压峰值的公式.     

不同组分温压炸药的爆炸冲击波特性

为了更好地运用炸药爆炸的毁伤能力,采用相关实验手段对不同组分温压炸药的冲击波超压、正压作用时间及冲量等反应爆炸冲击波特性的参数进行了研究,并将测得的实验结果与TNT的爆炸冲击波特性进行了对比分析。结果表明,两种温压炸药W-1、W-2的爆炸性能均强于TNT炸药,且由于固液混合相温压炸药W-2中各组分混合得更为均匀,其爆炸性能强于固相温压炸药W-1,可为进一步研究温压炸药毁伤效应提供参考。     

不同组分温压炸药的爆炸冲击波特性

为了更好地运用炸药爆炸的毁伤能力,采用相关实验手段对不同组分温压炸药的冲击波超压、正压作用时间及冲量等反应爆炸冲击波特性的参数进行了研究,并将测得的实验结果与TNT的爆炸冲击波特性进行了对比分析。结果表明,两种温压炸药W-1、W-2的爆炸性能均强于TNT炸药,且由于固液混合相温压炸药W-2中各组分混合得更为均匀,其爆炸性能强于固相温压炸药W-1,可为进一步研究温压炸药毁伤效应提供参考。     

双层地下室空气冲击波特性的模型试验研究

高层建筑多层地下室内人防结构顶板核爆荷载的合理确定是目前人防结构设计中亟待解决的问题。文中在对实际工程的调查基础上，研究了双层地下室的试验模型，进行了空气冲击波在地下室模型内传播的爆炸试验，分析了作用在双层地下室底层结构顶板的爆炸压力分布特性，并得出多层地下室的底层顶板核爆荷载一般要小于单层地下室顶板核爆荷载设计值的结论．     

爆炸冲击波在不同介质中传播衰减规律的数值模拟

摘要：采用 ANSYS/LS-DYNA软件对冲击波在水、土、混凝土中的衰减规律进行了模拟研究,由计算得到的压力和能量的曲线,通过分析表明波阻抗对冲击波的初始峰值大小有很大的影响;土中冲击波的持续时间最长,混凝土中冲击波衰减较快;验证了冲击波速和波强度有关,波的强度越大,波速越高;能量的大小和介质的可压缩性有关,土中能量最大,水中能量最小。     

基于深度学习的爆炸冲击波信号重构模型

针对爆炸冲击波信号重构问题,引入深度卷积神经网络（DCNN）捕捉冲击波信号的局部信息和高阶特征,引入双向长短期记忆网络（Bi-LSTM）捕捉冲击波超压数据时序依赖关系,进而构建了基于深度学习的爆炸冲击波信号重构模型。相关实验研究表明,本文构建的爆炸冲击波信号重构模型,综合考量了信号的时序关系、频谱特征、数据变化规律等特征信息;在基于有限测点数据的冲击波场压力分布重构实验中,模拟和实测超压峰值平均误差分别为3.53%和13.71%,正压作用时间平均误差分别为7.35%和14.26%,比冲量平均误差分别为4.02%和11.92%;在基于残缺数据的冲击波压力曲线重构实验中,模拟和实测信号重构的缺失值与原始值基本吻合,且偏差均在0附近;均满足爆炸冲击波压力重构指标要求。研究结果对爆炸冲击波信号重构有重要指导意义。     

冲击波作用下巷道破坏规律相似模拟研究

利用爆炸加载的方式,采用相似材料模拟试验方法,借助数字散斑观测手段(DSCM),研究不同炮孔位置和装药量条件下巷道变形破坏规律。试验结果表明,微量炸药引爆后,冲击应力波以巷道方向传递为主,巷道顶板附近形成裂纹、破碎或坍塌区;当装药量足够大时,冲击波对上部岩体破坏力明显增大,冲击能是影响巷道破坏程度的主要因素。试验结果还表明,高速冲击载荷作用下巷道围岩体破坏过程可分为拉剪裂缝、重复拉剪破碎和破坏三个阶段。其中,当炮孔距离巷道为450mm,装药量为6.0g时,巷道顶板附近出现裂缝,属于拉剪裂缝阶段;当炮孔距离巷道为300mm,装药量为6.0g时,巷道顶板附近裂缝较为发育,且巷道顶层出现部分塌落,属于重复拉剪破坏阶段;当炮孔距离巷道为200mm,装药量为8.0g时,巷道顶板出现塌落,且四周破坏,属于破坏阶段。研究结果为冲击地压巷道破坏预测和防治提供了有力参考。     

基于小波分解的水中电爆炸冲击波波形重建方法研究

水中金属丝电爆炸产生的冲击波,上升时间仅有数十纳秒,脉冲宽度仅为十几微秒,远小于化学炸药产生的冲击波,采用现有传感器对其进行精确测量非常困难.分析了冲击波波形形成过程,基于帕塞瓦尔时频域能量守恒定律,采用多尺度小波分解的方法,给出了一种冲击波波形重建方法.采用该方法对PCB138传感器实测的压力信号进行了重建,并与Mü...     

Surface wave propagation in a double liquid layer over a liquid-saturated porous half-space

The frequency equation is derived for surface waves in a liquid-saturated porous half-space supporting a double layer, that of inhomogeneous and homogeneous liquids. Asymptotic approximations of Bessel functions are used for long and short wavelength cases. Certain other problems are discussed as special cases. Velocity ratio (phase and group velocity) is obtained as a function of wavenumber and the results are shown graphically.