求解声波动方程的隐格式有限体积法

为研究声传播问题,提出一种声波动方程的隐格式有限体积法,该方法将格点型有限体积法与Newmark格式相结合.模拟平面波的传播过程,对比分析隐格式有限体积法和文献中显格式有限体积法的精度、稳定性及计算消耗等方面的性能.数值结果表明:当λ/Δx≥10时,两种算法均能得到满足精度要求的解;采用无条件稳定的隐格式算法,当满足ω0Δt≤0.3时,预测声压的相对峰值误差1%;当采用相同时间、空间步长时,隐格式算法精度高于显格式算法;隐格式算法对吸收边界的处理精度高于显格式算法,但对全反射边界的处理精度低于显格式算法;两种算法内存消耗比较接近,显格式算法的CPU耗时较少.     

反映的规律为本构关系的变分原理

为证明经典变分原理中存在反映的规律为本构关系的变分原理,从非线性弹性动力学的基本方程出发,应用变积方法建立非线性弹性动力学Hamilton原理.再应用对合变换法、Lagrange乘子法和局部代入法,将Hamilton原理变换为本构变分原理.论证了该变分原理反映的规律为本构关系,本研究以非线性材料为例,找到了一个新的材料本构关系的获得途径,为数值建模提供了理论依据.研究结果表明,补充和完善了经典变分原理中对3类基本规律的反映,即:最小势能原理反映的规律为平衡关系、最小余能原理反映的规律为连续关系和本构变分原理反映的规律为本构关系.     

浅埋地下结构抗震设计的反应位移法关键问题

为了解决采用反应位移法进行地下结构抗震设计时工程师所面临的不同计算公式和模型的选取及土体是否需要分层等问题,通过具体算例分析,探讨了影响反应位移法计算精度的几个主要因素,具体包括不同规范中推荐的土体相对位移及剪应力的计算公式、土弹簧刚度的确定方法、分层土体与等效单层土体的差异、荷载-结构模型的选择等。研究结果表明：不同方法确定的土体相对位移、剪应力及土弹簧刚度值相差很大,由此造成的结构内力和变形差异显著,推荐公式应谨慎采用;对存在中柱体系的地下结构,荷载-结构模型应优先采用等代框架模型;采用反应位移法计算时,应严格按照实际分层土体完成土层地震响应分析,避免进行等效均一化处理。     

基于ABAQUS和正交试验法的基坑支护桩优化

针对目前深基坑支护桩设计过于保守的问题,通过正交试验法,利用有限元软件ABAQUS进行数值模拟分析,优化内支撑排桩支护方案.选择支护桩桩径、桩间距和桩长为研究因素,以支护结构最大水平位移为评价指标,通过正交分析,确定对支护桩稳定性影响最大的因素,并得到最优的支护方案.结果表明,对支护桩设计影响最大的因素是桩径,其次是桩长,再次是桩间距,基于ABAQUS和正交试验法的基坑支护桩优化方法,可以定量判定支护桩的优劣,相比于经验法有了较大的提升.     

SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的合成及表征

为了提高SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光材料的发光强度和余辉时间,采用高温固相法合成了SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对产物的化学成份、结构、微观形貌和发光特性进行了分析.结果表明,SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的最佳煅烧温度为1 500℃,最佳煅烧时间为3 h.当Eu_2O_3的质量分数为2%时,Sr Al2O4∶Eu2+荧光粉的发光强度最大;当Eu_2O_3的质量分数为1.5%时,SrAl_2O_4∶Eu~(2+)荧光粉的余辉性能最好;当Eu_2O_3的质量分数为2%、Dy_2O_3的质量分数为4%时,SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的发光强度和余辉性能最好.     

模板结合醇热法制备CeO_2及其光催化性能研究

为了开发一种既能提高光催化材料的催化活性又能解决其固定化难题的制备方法,采用了化学气相沉积法,以甲烷为碳源,金属镍为催化剂,在550℃的条件下合成了固化在SiO_2纤维的纳米碳纤维.然后以碳纤维为模板,以硝酸铈为前驱物,通过醇热反应合成得到了固化在SiO_2纤维的CeO_2.通过X射线衍射、场发射扫描电镜和固体紫外-可见吸收光谱对CeO_2进行了表征.结果表明,所制得的CeO_2为萤石型立方结构,其禁带宽度约为2.7 e V,对亚甲基蓝溶液有优异的光催化降解效果.     

沥青混凝土心墙土石坝水力劈裂计算分析

分析了土石坝水力劈裂原理,针对新疆吐鲁番二塘沟沥青混凝土心墙土石坝,选取河床部位最大断面为典型断面,采用有限元法对其进行水力劈裂计算分析,得出:该土石坝心墙任一高程处的中主应力都小于竖向应力,且中主应力和竖向应力都大于水压力。因此,该坝的心墙不会发生水力劈裂。     

全启发式教学法在“金属切削机床与刀具”课程中的应用

针对当代大学生的特点,阐述了来自于建构主义的全启发式教学方法的理论,对“金属切削机床与刀具”课程内容进行问题分解,采用以启发诱导、共同协作为核心的全启发式教学方法,对该课程的教学环节进行了合理的设计。     

稀薄效应对空气静压止推轴承性能影响

针对微小间隙下空气静压轴承内部气体的稀薄效应问题, 通过将体现稀薄效应的流量因子引入到雷诺方程中,推导出体现可压缩气体稀薄效应的雷诺方程,运用有限差分法离散方程,通过MATLAB分析了稀薄效应下轴承内部压强分布,并对轴承承载力和刚度变化进行了研究, 最后通过试验对得出的结论进行了间接验证。结果表明,在气膜间隙8-10μm之间,考虑稀薄效应中流量因子的情况下得到的轴承刚度值与试验测量值比较接近,在量值上相差大约为20%左右。     

增材制造技术粉床的数值模拟与分析

选择性激光烧结等增材制造工艺中粉床特性对成型工艺有重要影响。针对颗粒粒径分布类型和层厚等对粉床特性有影响的问题,通过分析增材制造技术中粉床填充过程,提出了一种基于离散元法的增材制造粉床的数值模拟分析方法,分析论述了不同粒径分布和不同层厚对粉床填充性能的影响。结果表明：单一粒径粉床和粒径高斯分布粉床的填充密度和平均配位系数均随着层厚的增大而增大,最后趋于稳定;单一粒径粉床和粒径高斯分布粉床的填充密度和平均配位系数在层厚为80μm和400μm时均大致相等,在其它层厚时,粒径高斯分布粉床的填充密度高于单一粒径粉床的填充密度,且差值随着层厚的增大先增大后减小;单一粒径粉床的平均配位系数高于粒径高斯分布粉床的平均配位系数,且差值随着层厚的增大先增大后减小。这些研究结果可为增材制造粉床颗粒粒径分布类型和层厚选取提供参考依据。