基于分子动力学的无定形纤维素热力学性质仿真

为更深入地在微观角度上研究变压器绝缘纸老化机理,利用分子动力学仿真,对不同温度下纤维素无定形区的热力学性质进行了研究。结果表明:纤维素无定形区为各向同性弹性材料,其弹性系数和各模量随着模拟温度的升高均有减小的趋势,与晶区相比,温度对其影响较大;无定形区的刚性随温度升高出现较大减弱;随着温度升高,无定形区内氢键数量减少,并且分子内氢键数目较分子间氢键数目下降快。对比晶区内的氢键数目在相同模拟温度下的极小变化,可知纤维素的老化首先是从纤维素的无定形区内分子间的氢键被破坏开始的。随模拟温度的升高,纤维素分子链运动加剧,但其末端距无明显变化。温度对纤维素无定形区的力学性质和氢键的影响从分子层次上阐明了纤维素绝缘老化实验中结晶度升高及无不定形区先行老化的微观机理。     

壳层厚度对核-壳结构PS-SiO_2杂化颗粒压缩弹性模量的影响

基于正负电荷间的静电作用制备了具有核-壳结构的聚苯乙烯-氧化硅(PS-SiO2)杂化颗粒,通过调节正硅酸乙酯的用量对样品的SiO2壳层厚度进行控制。利用原子力显微镜(AFM)在微观尺度上测定杂化颗粒的力-位移曲线,根据Hertz接触模型和Sneddon接触模型,考查了SiO2壳层厚度对样品压缩弹性模量的影响。扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果显示,杂化颗粒中PS内核尺寸为(197±9)nm,壳层由SiO2纳米颗粒组成,在本试验范围内杂化颗粒样品的壳厚为11~16nm。在Hertz接触模型条件下,PS微球的弹性模量为(2.2±0.5)GPa,其数值略低于PS块体材料。当SiO2壳厚由11nm增至16nm时,杂化颗粒的弹性模量从(4.4±0.6)GPa增至(10.2±1.1)GPa,其数值明显低于纯SiO2,且更接近于PS内核。     

基于纳米压痕法的SnBi-xNi钎料的塑性比较

借助纳米压痕的方法,采用压痕形成过程中塑性应变与总应变的比值来表征钎料塑性。对Sn Bi-x Ni(x=0,0.05,0.1,0.15和0.2)成分钎料的硬度、弹性模量及塑性进行了对比。结果表明:Sn58Bi钎料合金加入Ni元素后,钎料硬度和弹性模量升高。当Sn58Bi-x Ni钎料中Ni含量的质量分数为0.1%时,其硬度及弹性模量最大。当Ni质量分数超过0.1%时,钎料的硬度与弹性模量有所下降。当添加Ni元素质量分数为0.05%~0.1%时,钎料合金的组织得到了细化,钎料合金的塑性提高;当Ni质量分数大于0.15%时,钎料的塑性降低。     

东濮凹陷泥页岩脆性指示因子地震预测

脆性指示因子是评价泥页岩储层的一个至关重要的参数。在勘探阶段,高脆性泥页岩发育区常发育裂缝,易形成产能,有助于开发区域优选;在开发阶段,脆性指示因子有效预测能为水平井部署、井身设计以及压裂改造提供重要的依据。目前国内利用地震方法预测脆性指示因子空间展布的研究并不广泛。文中利用地震叠前反演得到弹性模量与泊松比2个关键参数,进而预测脆性指示因子。预测结果与已知井的情况符合较好。     

钢桁架梁桥结构两层面承载力分析和优化

基于弹性模量缩减法建立了钢桁架梁桥构件安全系数和结构整体安全系数的便捷计算方法,进而提出了结构两层面安全分析和优化方法。首先引入广义屈服准则考虑组合内力作用,根据能量守恒原则确定单元弹性模量缩减策略,利用线弹性有限元法开展迭代计算,求得各迭代步单元承载比,利用迭代首步和末步结果分别确定钢桁架梁桥构件层面和结构层面的安全系数,根据迭代过程各单元承载比的变化,识别高承载构件和低承载构件,据此开展钢桁架梁桥两层面安全分析。结合两层面安全系数之间的定量关系,通过调整高承载和低承载构件的截面强度,使钢桁架梁桥的承载状态和材料消耗得到优化。算例分析表明,该方法具有较高的计算精度,而且能够通过线弹性方法实现复杂结构的安全分析与结构优化,避免了繁琐的非线性分析和优化计算过程。     

静定梁受弯构件的转角与挠度的求解方法探讨

本文简要介绍了静定梁的转角和挠度的几种求解方法,对每种方法适用的工况予以说明,通过具体的例题,用不同的方法分别求解,以加深对概念的理解,并对解题问题的思路进行归纳总结,具有较好的应用实践价值。     

混凝土弹性模量预测的混合夹杂模型

基于细观夹杂理论,将混凝土看作是由骨料、界面、砂浆、孔洞和微裂缝组成的多相复合材料,将骨料和其外部包裹着的界面看作是球形等效颗粒,作为夹杂相,将含有孔洞和微裂缝的水泥砂浆作为等效基体,采用多步法建立了混凝土混合夹杂模型。将广义自洽方法和Mori-Tanaka方法相结合求得了模型的解析解。通过算例验证了模型的有效性,表明文中提出的模型能够较为真实全面的反映混凝土的细观组成相对其宏观弹性模量的影响。     

基于人工神经网络的混凝土抗冻性预测

简要介绍了MATLAB人工神经网络,阐述了人工神经网络预测模型的基本思想和模型特点。随着神经网络技术的不断完善和发展,人工神经网络广泛地用于土木工程的各个领域,可针对混凝土冻融与各种因素之间的相互关系,并且随着数据的不断积累,可在新样本基础上进行自学,形成较完整的评估预测系统。针对混凝土冻融后的相对动弹性模量的变化,应用BP网络建立了评估混凝土冻融后的性能的人工神经元网络模型,较好地解决了多影响因子的非线性映射问题,但真正用于工程实践还有许多问题需要进一步的研究解决。     

弹性混凝土性能试验研究

弹性混凝土是以混凝土为基材,均匀掺入橡胶颗粒来进行改性的特殊混凝土。橡胶颗粒是工业固体废弃物的一种,粒径大小为1～2mm。橡胶颗粒来源丰富,价格低廉,利用它对混凝土进行改性是一种既简单又经济的方法。弹性混凝土又名橡胶混凝土。在混凝土中加入一定量的橡胶颗粒,在不同含量的减水剂,不同的水灰比下构成不同类型的弹性混凝土,探究特定比例的混凝土的力学性能,用来满足建筑行业发展的需要。     

桉木制结构复合材PSL柱的静动态弹性模量

以新型桉木制结构复合材PSL柱为试验对象,进行了应力波无损动态力学性能测试和足尺顺纹受压静态力学性能测试,探讨了PSL柱动、静态弹性模量之间的关系,分析了应力波沿PSL柱斜对角向的传播机理,建立了PSL柱斜对角向动态弹性模量的简化计算模型.结果表明：PSL柱纵向动态弹性模量与宽度方向、厚度方向、斜对角向动态弹性模量的比值分别为114,419,17左右;PSL柱纵向动态弹性模量约为纵向静态弹性模量的146倍;受压损伤后PSL柱纵向和斜对角向动态弹性模量均为相应未损伤动态弹性模量的084倍左右.PSL柱斜对角向动态弹性模量主要取决于应力波沿纵向、宽度方向、厚度方向传播的距离分量及各方向动态弹性模量的大小.