砂雨法试样制备平行试验研究

在中国各类基础设施大规模、高速度建设的历史背景下,岩土工程学科也面临空前的机遇和挑战,以岩土离机为代表的大型试验装备也得到迅速发展,为理论研究、实践指导提供了十分重要的研究手段。为推动我国离心模拟技术标准化及在实际工程中的应用,扩大离心模拟技术在工程界的影响力,开展了全国岩土工程离心模拟的平行试验,试验内容包括砂土模型地层的制备、桩基础承载力以及边坡稳定共3大类试验。介绍的是采用砂雨法制备砂土地层的相关试验成果,共有8家单位参与了此项研究工作。试验材料采用福建标准砂,出砂头采用圆筒网眼式或者线型鸭嘴式,落砂装置各单位自备。试验结果分析得到落距-相对密实度标定曲线,并设定土体目标相对密实度（55%和75%）,验证曲线的可靠性;同时考察制备模型地基的相对密实度在空间上的均质性,并对出砂头的类型及孔径大小、流量、出砂头水平移动速度对相对密实度的影响做了初步探讨。     

模态数量对薄壁短圆柱壳振动响应分析的影响

采用振型叠加法研究薄壁短圆柱壳受谐波激励的振动响应分析时模态截断数量的影响,且考虑简支-简支、固支-固支和固支-自由三种约束条件。首先基于Love壳体理论建立薄壁短圆柱壳的动力学模型。然后,给出采用振型叠加法进行薄壁短圆柱壳受径向谐波激励时的振动响应求解方法。在三种不同约束条件下,计算采用不同模态截断数量时的稳态响应的振动幅值,对比其一致性,并与实测结果进行比较。结果表明,在这三种约束条件下计算受谐波激励薄壁短圆柱壳的振动响应,需要截取前8阶模态函数用于表征位移模式;模态数据超过8阶对响应计算的精度没有明显改善,实测振动响应结果与解析结果基本吻合。     

用相位共轭法进行平板辐射声场的识别

基于相位共轭方法采用数值方法对平板辐射声场进行识别和重构,采用不同的阵列形式重构了平板的法向速度,辐射声功率以及声强。数值计算结果表明：在近场基于声压梯度测量使用偶极子源的平面相位共轭阵列形式对声场重构的效果最好,并能准确识别平板的法向速度,辐射声功率以及声强。相位共轭方法具有测点少,可自然使用局部重建方法,不存在解不稳定问题等优点,具有很好的应用前景。     

基于压电测力仪的模拟加载标定方法研究

在航空航天、高端装备制造领域,常伴随着大力值比载荷的产生,为监测其工作状态,需要对大力值比载荷大小、方向进行准确测量。该文以压电式力测试系统为研究对象,提出一种用于测力仪标定的旋转模拟加载方法。首先,基于力分解原理,结合标定装置的实际轴线与理论轴线的偏差原理,得到模拟加载过程中侧向合力随加载方位角变化的几何分布规律。针对侧向力理论波动的特点,提出一种新的模拟加载方法-旋转模拟加载法。最后设计了矢量力模拟加载实验,对测试系统应用非旋转模拟加载方法和旋转加载法进行试验对比。结果表明,应用旋转加载标定法时,测力仪侧向合力输出误差最大降低了18.7%F.S.,验证了旋转模拟加载方法的可行性和合理性。     

非接触PVDF压电悬臂梁风能收集系统特性研究

设计了一款由聚偏氟乙烯高聚物(PVDF)三角形压电梁、永磁体和环形基座所构成的非接触式压电风能收集系统,并研究了该系统的风能收集特性。首先分析了系统中单个拥磁梁振动时所受的激励,得到其波形为周期性三角波;其次,通过有限元仿真分析可知,当激励频率和拥磁梁的一阶固有频率相同时,其输出功率最大,并由实验得知,单梁工作系统适用于风速小于3.2m/s的环境,测得工作中的风速为2.8m/s时,激励频率近似拥磁梁的固有频率(为17.4Hz),系统获得的最大输出功率为12.4μW。最后,利用夹持长度可调的多个拥磁梁所连接成的阵列,实现了拓宽系统风速范围的目的,并以夹持长度不同的4个梁实验为例,验证了系统在风能收集时风速的工作范围为2.80～5.25m/s,对应的平均功率为13.6μW。     

火箭贮箱结构健康监测传感器系统设计

为了保证火箭贮箱结构在存储过程中的完整性,需要开发适用于低温环境的贮箱结构在役结构健康监测传感器系统。该文进行了一系列低温测试试验。首先,利用长期监测试验考察了长期处于低温环境下的压电晶片传感器和粘接剂的性能退化情况,以表征其低温耐久性;然后,利用低温/常温剪切强度试验测试了不同种类粘接剂在贮箱结构使用环境下的抗高应变性能;最后,通过不同温度(室温~-180℃)下的Lamb信号收发试验评估了不同传感器系统的低温工作性能。实验结果表明,选用的粘接剂在低温下的力学性能和耐久性较好,压电晶片传感器在低温下耐久性良好。该文设计的传感器系统可用于火箭贮箱结构低温监测。     

低温等离子体技术处理难降解有机废水的研究进展

高压放电能够产生低温等离子体,可引起多种物理和化学效应。该技术处理废水具有高能电子、紫外光、O₃等多因素的综合作用,是集光、电、化学等多种氧化于一体的新型水处理技术,具有良好的发展前景。本文介绍了低温等离子体技术处理难降解有机废水的作用过程及其机理,综述了脉冲电晕放电、介质阻挡放电、辉光放电和滑动弧放电等离子体处理有机废水的国内外研究现状和发展趋势,探讨了这些技术在废水处理中目前存在的处理对象单一、处理工艺成本高等主要问题,并指出今后要重点优化处理工艺,降低处理成本和能耗,着眼于产业应用,使这项新兴技术尽早应用到实际的工业废水处理中。     

鲜切果蔬中4 种病原微生物多重PCR检测技术

研发可同时检测鲜切果蔬中的单核细胞性李斯特菌、鼠伤寒沙门菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157:H7的多重聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）检测方法。根据单核细胞性李斯特菌inlA基因、鼠伤寒沙门菌invA基因、大肠杆菌O157:H7 wzy基因、金黄色葡萄球菌nuc基因设计及筛选出4?对引物。对多重PCR体系及条件进行优化。该方法对单核细胞性李斯特菌、鼠伤寒沙门菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157:H7的检出限分别为3.5×106、1.6×105、2.4×105、4.8×105?CFU/mL。将优化的多重PCR方法对不同接种量富集后验证,结果表明,经过9?h富集后,该方法检出限为1?CFU/mL。该方法在鲜切莴苣、鲜切黄瓜、鲜切木瓜、鲜切哈密瓜中应用同样可扩增出4?条目标菌。因此,利用所建立的多重PCR方法对鲜切果蔬中侵染的病原菌检出限可达到1?CFU/g。该方法相较于传统的培养检测方法具有节约大量的劳力、试剂、时间等优点,检测时间也由原来的5～7?d缩短至9～11?h,对于企业或分析检验中心大批量样品的监测具有指导意义。     

镍基合金蜂窝材料冰固持条件下的超低温铣削研究

由于低刚度航天用薄壁镍基合金蜂窝材料在机械加工后常伴有卷曲、开焊、塌边等缺陷,故需改进其固持和加工方法。将该材料进行冰固持方法处理,采用数控铣床进行高速超低温加工。分析蜂窝铣削性能和加工缺陷产生原因,揭示冰固持超低温铣削机理。试验结果表明：相比于传统固持加工方式,冰固持超低温铣削后,蜂窝表面质量有很大提高,相关加工缺陷得到了有效抑制,切削深度对表面质量影响较大;获得了加工参数对铣削力影响顺序：切深最大,可提高3倍,其次为主轴转速,进给速度最小。该方法提高了蜂窝强度,改善了断屑方式。冰固持超低温工艺为面内径向等效强度小、低刚度薄壁金属蜂窝材料的高效加工提供了新方法。     

基于石英晶片扭转效应的微小推力测量研究

针对毫牛(mN)级电推进器输出推力的动态测量难题,该文基于压电式扭矩传感器开发了一种微小力测量装置,通过将推进器端“小力 大力臂”转化为测量端“小力臂 大力”的方式,将推进器输出的微小力转化成扭矩测量,实现了毫牛(mN)级微小力的测量。通过电磁力施加标准微小力的方式对测量装置进行静态标定,非线性误差和重复性误差分别为1.26%和1.43%。采用脉冲激励响应实验法获得测量装置在推力测量方向上的固有频率为35 Hz。试验结果表明,该测量装置对mN级电推进器微小输出力测量的可行性。