初应力对各向同性材料柱壳结构双稳态性能的影响

建立各向同性柱壳的力学模型,分析初始应力对各向同性材料结构双稳态性能的影响. 通过对柱壳变形应变能的分析,利用最小势能原理导出柱壳实现双稳态的条件. 同时,采用ABAQUS建立壳单元模型,通过施加边界弯矩对柱壳的双稳态过程进行有限元数值模拟. 结果表明,双稳态柱壳卷曲半径的数值结果与理论结果相吻合;无论是否存在初始应力,其变形过程中均有两个平衡点,且柱壳在任一平衡位置均无扭转变形;对于无初始应力的柱壳,第1个平衡点为稳定的平衡状态,第2个平衡点为不稳定的平衡状态;对于有初始应力的柱壳,在初始应力满足一定条件下,柱壳为双稳态结构,且两个稳定状态对应的曲率方向相反. 这与反对称铺层复合材料层合壳的双稳态曲率方向相同的情况不同.     

T形短肢剪力墙延性性能分析

用数值方法编写了考虑纵筋粘结滑移的非线性分析程序,计算并分析了T形截面短肢剪力墙的弯矩-曲率关系.提出了通过调整纵向钢筋在截面处的分布及增加配箍率改善构件强度和延性的建议,分析了其合理性,为T形短肢剪力墙的研究和设计提供参考.     

平面刚架极限分析的解析法研究

根据结构极限分析定理,提出了计算刚架极限荷载的荷载增量法、线性规划法.荷载增量法引入动态单元定位向量的概念,根据结构塑性铰出现的位置依次更改其对应的单元定位向量,通过循环迭代计算结构极限荷载.线性规划法是一种在一定结构约束条件下求函数极值的方法.通过平移变换并引入松弛变量,可以将极限荷载问题转化为标准线性规划问题,用单...     

高温后半灌浆套筒抗拉性能试验研究

对灌浆料标准试块和铸铁半灌浆套筒连接件进行了常温、200℃、300℃、400℃、600℃的抗压强度试验和单向拉伸试验。研究了温度对灌浆料性能的影响,以及锚固长度、保护层厚度对高温后半灌浆套筒钢筋连接试件抗拉性能的影响,分析了高温后半灌浆套筒连接破坏模式的转变。结果表明:灌浆料抗压强度随温度的升高而降低,在经历600℃高温后,灌浆料抗压强度损失达73%;套筒试件经历高温后由钢筋屈服后断裂破坏逐渐变为钢筋屈服拔出破坏,最终变为钢筋屈服前拔出破坏;无保护层试件抗拉性能在各个温度下均低于有保护层试件。基于试验数据给出了灌浆料抗压强度随温度变化的计算公式及半灌浆套筒极限拉力随温度和锚固长度变化的计算公式,为相关设计及工程施工提供参考。     

水胶比和粉煤灰掺量对混凝土高温后抗压强度的影响

试验研究不同水胶比(0. 34,0. 4,0. 5)、不同粉煤灰掺量(0%,30%,50%)混凝土试件,经不同温度(20,200,400,600℃)作用后抗压强度的变化规律。结果表明:200℃时低水胶比(0. 34)混凝土抗压强度损失率相对较小,600℃时高水胶比(0. 5)混凝土抗压强度损失率相对较小;对于大掺量粉煤灰混凝土试件,混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增大而减小;粉煤灰掺量为30%时,高温导致的强度损失相对较小。研究结果可为混凝土结构火灾后的损伤评估和维修加固提供参考。     

双稳态薄壳结构的边界效应研究

改进壳结构力学模型,理论推导考虑边界效应时结构应变能的解析表达式。基于能量原理研究薄壳结构的双稳态特性,并导出其在稳定状态下的曲率和卷曲半径。对于有初始应力薄壳结构,其在卷曲状态下的应变能有极小值,存在第2个稳定状态,为双稳态结构。数值计算结果表明:同不考虑边界效应相比,考虑边界效应时薄壳结构第2个稳定状态的卷曲半径将变大,且对应的应变能较不考虑边界效应时小。另外,薄壳结构边界效应随着结构初始圆心角的增大而减小,且边界效应引起的位移相对于卷曲半径而言为高阶小量。该文结果与已有理论结果和有限元结果吻合较好,验证了模型的有效性。     

随动强化材料薄壳结构的双稳态力学分析

选取各向同性材料作为研究对象,并假定该材料为弹-幂次随动强化材料.采用增量理论并编制迭代程序计算得到柱壳变形过程中的应力分布及应变能,当柱壳应力达到平衡时应变能有极小值.通过分析得到了柱壳的两个应变能极小值,故而柱壳存在两个稳定状态.试验结果进一步证实了柱壳为双稳态结构.     

随动强化材料薄壳结构的双稳态力学分析

选取各向同性材料作为研究对象,并假定该材料为弹-幂次随动强化材料.采用增量理论并编制迭代程序计算得到柱壳变形过程中的应力分布及应变能,当柱壳应力达到平衡时应变能有极小值.通过分析得到了柱壳的两个应变能极小值,故而柱壳存在两个稳定状态.试验结果进一步证实了柱壳为双稳态结构.     

高电压微型超级电容器的制造方法及研究进展

在微电子和微机械的高压应用中,如微型机器人、软致动器、皮肤电子、微型传感器和集成电子电路等,迫切需要高输出电压的储能/补给装置。近年来,高电压微型超级电容器（High voltage micro-supercapacitors,HVMSCs）因其微小型、便携式、柔韧性、高循环寿命及高功率/能量密度等优势而频繁作为功率补给装置应用到微机电系统,可满足一定范围的电压输出和能量供给,并且HVMSCs在电路中可作为储能器件应用可使电子产品更有可能趋向于集成式、高密度以及小型化。现有研究表明,增大MSCs的工作电压窗口,可以显著提升MSCs的输出能量密度,进而能最大限度地扩展其应用场合。因此,如何从材料、结构以及制造方法方面着手,制备全固态HVMSCs成为研究热点。基于此,首先对MSCs的电荷存储机制及电化学性能特征进行概述,其次分析高电压MSCs的实现原理,接着详细归纳HVMSCs的制造方法,主要包括高电压电极材料的制备（碳基材料、过渡金属氧化物、导电聚合物以及复合电极材料）以及高电压封装结构的制造（激光加工、喷墨打印、3D打印、丝网印刷、卷对卷印刷以及掩膜涂层）,并且总结HVMSCs在储能功率器件、柔性传感以及可穿戴设施等方面的应用。在综合探讨HVMSCs的研究现状的基础上,最后对其在可穿戴和便携式电子设备等高电压领域的研究趋势和发展前景进行相应的展望。     

双稳态壳体结构的研究现状和展望

介绍了双稳态结构,对双稳态柱壳结构的研究现状和发展进行了分析,并指出各向同性材料柱壳结构有更广阔的应用前景,分析各向同性材料柱壳的双稳态力学特性具有重要的理论和实际应用价值。