磁电弹性材料中含有带四条裂纹的正方形孔的反平面断裂问题

针对反平面剪切力作用下,磁电弹性材料中含有带四条裂纹的正方形孔口的断裂问题进行了深入地探索。基于线弹性断裂理论和Riemann-Schwarz解析延拓定理,利用复变函数方法和留数定理,通过构造合适的数值保角映射函数,将解析函数边值问题转化为柯西积分方程组进行解答,获得了磁电非渗透边界条件下裂纹尖端断裂力学参数的显式表达式。通过与已有结果的对比,验证了方法的有效性。利用数值算例描述了孔洞尺寸、四条裂纹长度和机–电–磁载荷等因素对裂纹扩展参数的影响规律。结果表明:水平右裂纹对孔口裂纹扩展影响更显著;垂直裂纹影响水平裂纹的扩展趋势;在磁电非渗透边界条件下,随着机械载荷的增大,裂纹尖端的应力强度因子变大,而电载荷和磁载荷对裂纹的扩展与机械载荷的大小和方向密切相关。该分析方法为求解复杂多连通域的智能复合材料问题提供了一条有效途径,研究成果为含裂纹的复合材料或结构的优化设计提供了科学依据。

改良Stoppa入路联合髂嵴前入路治疗累及方形区的复杂髋臼骨折

目的探讨改良Stoppa切口与髂嵴前切口的联合手术入路在治疗累及方形区的复杂髋臼骨折中的应用价值与临床疗效。方法回顾性分析2016年1月至2021年12月期间在苏州大学附属张家港医院骨科收治的21例累及方形区复杂髋臼骨折的病例资料,均应用改良Stoppa切口与髂嵴前切口的联合手术入路切开复位内固定。其中男14例,女7例;年龄37~72岁,平均(53.43±9.16)岁。记录手术相关指标(包括手术时间、出血量),对术后并发症及发生率、骨折愈合情况、影像学指标(Matta评份)及髋关节功能(改良Merle D’Aubigné-Postel评分)进行评价。结果21例患者术后均获随访,随访时间12~36个月,平均(21.71±5.52)个月;手术时间110~240 min,平均(163.57±31.23)min;术中出血量300~700 mL,平均(385.71±92.39)mL。根据Matta影像学评估标准:优13例,良6例,差2例,总复位满意率90.48%。骨折愈合时间12~22周,平均(15.86±3.29)周。末次随访时,采用改良Merle d’Aubigné-Postel评分评价,优14例,良3例,可3例,差1例,优良率80.95%。术后1例手术切口延迟愈合,1例出现患髋创伤性关节炎,1例异位骨化,并发症发生率为14.29%。结论应用改良Stoppa切口与髂嵴前切口的联合手术入路治疗累及方形区的复杂髋臼骨折,可以充分利用每种入路的优势,能清楚显露髋臼的前柱及方形区,能直视下复位固定骨折块,放置标准的耻骨后钢板,可获得良好临床疗效,值得在临床上推广。

直观、想象、推理:面积计算公式推导的三进阶——“长方形、正方形面积的计算”教学与思考

在学习“长方形、正方形面积的计算”之前,学生已经认识了面积和常用的面积单位,知道了面有大小,通过一定的标准可描述、可度量、可用数值表达面的大小。这节课侧重让学生在探究长方形、正方形面积的过程中,体悟面的大小可计算及面的大小怎样计算。一、经历交流辨析,感悟面的大小就是单位面积个数的总和1.复习引入,回顾面积概念和面积单位。

正方形半角模型的性质及证明

“正方形半角”模型是初中平面几何中的重要模型,其中蕴含着许多优美的性质,在解题中有着广泛的应用,熟练掌握此模型有助于提高学生分析问题和解决问题的能力.基于此,本文对这些结论进行系统梳理并给出严谨证明.

新能源汽车锂离子电池LFP方形铝壳电芯组立段设备研究

研究新能源汽车储能行业中LFP方形铝壳电池组立段设备,包括梳理组立段设备的工作流程,将组立段设备分解为卷绕、热压、焊接和入壳等子系统模块,研究归纳各子系统模块的主要功能、机构原理、技术参数等。通过研究,深入对组立段卷绕、热压、焊接、检测等核心设备的认识,有利于推广组立段设备新技术开发和应用。

正方形告状记

图形王国里,长方形家族新开了一家游乐园。正方形大哥带着一群正方形弟弟妹妹来游乐园玩,在门口被保安拦住了。保安说:“你们不能进,只有长方形才可以进园。”“凭什么我们不能进去?”正方形大哥据理力争,“正方形是特殊的长方形。”

不同挤压载荷下方形锂离子电池的力学响应特性研究

为实现动力电池在机械载荷下安全防护设计的要求,对不同挤压载荷下方形锂离子电池的力学响应特性进行了研究。首先,对方形锂离子电池进行平面压缩和局部压痕试验,给出了电池的挤压力学响应和内部结构的失效机制;其次,建立方形锂离子电池的有限元模型,研究了不同挤压载荷下电池的力-位移曲线,讨论了不同挤压形式对锂离子电池力学响应的影响。研究结果表明:有限元分析结果与试验结果基本吻合,平面压缩将导致电池内部出现拉伸引起的面内断裂模式,而局部压痕将导致剪切引起的层间断裂模式;锂离子电池在不同挤压载荷下的力学响应受压头尺寸的影响,随着压头尺寸的减小,电池承受的载荷和失效位移会有不同程度减小。

米字形填充正方形蜂窝异面平台应力

目的研究冲击速度和结构参数对米字形填充正方形蜂窝异面平台应力的影响规律。方法利用ANSYS/LS-DYNA建立该蜂窝可靠的基于胞元阵列的异面冲击分析有限元模型;基于简化的超折叠单元理论推导该蜂窝的准静态平台应力理论公式,理论值与仿真值相吻合验证理论公式的正确性。对不同壁厚边长比的蜂窝,在不同冲击速度下进行异面冲击仿真分析,利用LS-PrePost软件处理得到相应的接触力-位移曲线,进一步处理得到变形模式和平台应力,并以图表的形式加以展示与分析。结果不同冲击速度下结构参数固定的蜂窝表现出LS、MS和HS等3种不同的异面冲击变形模式,从LS模式转变到MS模式再到HS模式的临界速度分别约为20 m/s和150 m/s;壁厚边长比对变形模式的影响可忽略。结论该蜂窝动态平台应力随冲击速度(或壁厚边长比)的增加而增大,且增长速率不断提高。当其他参数固定时,LS模式和MS模式下该蜂窝的动态平台应力与冲击速度呈二次函数关系,HS模式下动态平台应力与冲击速度的平方呈线性关系;动态平台应力与壁厚边长比呈幂函数关系。基于仿真计算结果,得到了该蜂窝动态平台应力的经验表达式。

聚焦波作用下倒圆角方形立柱波浪砰击载荷试验研究

为深入理解极端波浪下海洋结构物的砰击载荷特性,基于波浪水池模型试验,研究聚焦波对倒圆角方形立柱的波浪砰击压力时空变化特性。采用小波分析、局部加权线性回归等方法从波浪载荷测量数据中提取砰击压力,分析波浪周期、波陡、聚焦位置和波浪入射角对砰击压力峰值及冲量分布规律的影响。结果表明:立柱波浪载荷在上部主要为峰值高、作用时间短的波浪砰击压力,静水面附近则为缓变的准静态波浪力;较大的波陡和周期显著增加了立柱的波浪砰击压力和冲量的空间分布范围,且立柱上部砰击载荷明显增大;考虑聚焦位置的影响,发现当波浪聚焦位置位于立柱后表面时的砰击载荷最大。

泡沫填充碳纤维增强复合材料方形蜂窝夹芯准静态压缩特性

提出了一种碳纤维增强复合材料(CFRP)方形蜂窝中内嵌聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫材料的新型轻质夹芯结构并实现了夹芯结构的制备。通过准静态压缩试验和数值模拟研究了不同几何参数夹芯的准静态压缩性能,结果表明:当夹芯栅格间距较小时,夹芯中方形蜂窝的破坏模式主要为脆性断裂破坏,随着栅格间距的不断增大,夹芯结构稳定性逐渐降低,因此夹芯失效模式转变为屈曲失稳。内嵌PMI泡沫后,方形蜂窝夹芯的压缩特性得到了显著改善,其压缩强度增大,能量吸收效率提高;随着内嵌泡沫密度的增大,夹芯的压缩强度和比能量吸收量均呈现出增大的趋势。研究结果可以为抗冲击类夹层结构夹芯的创新性设计提供思路和参考。

方形通道内超临界压力二氧化碳传热恶化数值研究

基于二氧化碳代替碳氢燃料进行航空发动机热防护的应用,开展方形冷却通道内超临界二氧化碳传热恶化数值研究。探究沿通道轴向和周向的换热特征,通过温度、局部流量、流线的分布情况揭示传热恶化的原因,进一步通过边界层分析阐述传热恶化的演变过程。考察运行压力和壁面粗糙度对换热的影响机制。获得不同运行压力和壁面粗糙度下的传热恶化临界热流密度,建立临界热流密度预测准则。结果表明:通道顶部壁面附近高温类气态层、局部流量减小和流线畸变是传热恶化的特征,缓冲层出现湍动能剧减和流速峰值是传热恶化的原因。提高运行压力和增大壁面粗糙度有利于抑制传热恶化问题,所建准则(误差±15%)可实现对传热恶化临界热流密度的良好预测。

精密方孔电火花加工用方形电极的修正试验研究

针对电火花精修方孔所用窄长铜条电极机械加工精度和表面质量差、成品率低的问题,提出一种电极修正方法,开展方形电极修正试验。对机加工电极进行检测后,对锥度小于0.02 mm,直线度小于0.05 mm的不合格电极开展电极修正试验,使电极直线度提高至0.02 mm,最后采用研磨夹具对电极进行精磨,使电极直线度小于0.01 mm,表面粗糙度小于Ra1.6μm。结果表明,对电极进行修正及精磨,方形电极的直线度与表面质量得到提高,可满足精密方形电极的要求,电极合格率提高至60%以上。运用合格电极开展方孔电火花精修试验,方孔拐角精度和表面质量得到极大提高。方孔最小圆角半径为0.04 mm,加工锥度为0.03 mm,表面粗糙度为Ra2.219μm。

方形动力电池组多风道热管理研究

针对传统风冷式电池热管理系统的散热能力不足、电池组整体均温性较差的问题,提出了一种分层多风道风冷式冷却方法,采用挡风板将单风道系统分割为多风道系统,建立了多风道动力电池热管理系统。通过实验方法测量了钴酸锂电池的放电温升以及电阻与放电深度的关系,并针对多风道电池热管理模型进行了数值计算研究。结果表明,三风道U型热管理系统的散热效果优于其他热管理系统。当冷却空气流速为0.5 m/s时,三风道U型电池热管理系统的最高温度降低8.4 K,最大温差减小12.4 K,电池组均温性提高。当冷却空气流速为5 m/s时,三风道U型电池热管理系统的最高温度及温差均可以降低5.3 K。使电池组的最高温度和最大温差保持在合理范围内。

空间长方形绳网展开动力学及多参数特性分析

空间绳网系统是一种针对空间碎片的柔性捕获系统,针对带有太阳翼的空间目标,提出一种用于捕获目标主体的长方形绳网。为分析其展开效果,建立有限元模型,通过对比地面试验结果来验证有限元模型的可靠性。建立长方形绳网的评价指标,并通过各项评价指标对比不同牵拉模式、牵引绳分布圆直径及牵引体发射角度下的绳网展开特性。结果表明:仿真结果与试验结果吻合,有限元模型可靠;在八点牵拉、十点牵拉和十二点牵拉3种模式下,十点牵拉所能达到的展开效果最好;牵引绳分布圆直径增大,所能达到的最大展开面积和保形距离减小,展开距离增大;牵引体的发射角度增大,长方形绳网的最大展开面积和保形距离增大,展开距离减小。

足尺拼接式方形高强钢管混凝土柱轴压承载力数值分析

对两种不同的新型拼接式方形高强钢管混凝土足尺柱的轴压承载性能进行了数值模拟,分析了混凝土强度、钢材强度、缀材间距和宽厚比对该类组合柱轴压承载力及荷载–位移曲线的影响规律,研究表明:同种参数影响下两种形式的组合柱荷载–位移曲线及承载力变化规律相似;材料强度和宽厚比对承载力影较为显著,如钢材屈服强度从345 MPa提升至460 MPa时,两种组合柱承载力分别提高了9.13%和9.42%,宽厚比从83.3增大至100时,两类柱子承载力分别降低了5.08%和5.00%;可初步采用GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》计算该类新型柱的轴压承载力。

正方形布置四圆柱结构流致振动响应特性研究

通过风洞实验研究了正方形布置四圆柱的流致振动特性,实验雷诺数Re=3200~28900,圆柱间距比S/D=1.5~4.0(S为两圆柱圆心间距,D为圆柱直径),质量比m^(*)≈345.0.结果表明,当S/D≤2.0时,上游圆柱1和2呈现涡激振动和类弛振耦合响应,下游圆柱3和4呈现涡激共振和尾流弛振耦合响应;当S/D=2.5~3.0,上游圆柱1和2除了在约化速度超过一定值时存在弱振动外,基本接近单圆柱涡激振动响应,下游圆柱3和4表现为分离的涡激共振和尾流弛振响应;当S/D=4.0时,上游圆柱1和2振动响应几乎和单圆柱一样,而圆柱3和4仍呈现分离的涡激共振和尾流弛振响应.当圆柱呈现涡激振动(上游圆柱)或涡激共振(下游圆柱)时,涡脱频率f_(s)锁定于固有频率f_(n)的1倍谐频,而当圆柱呈现剧烈的类弛振响应(上游圆柱)或尾流弛振响应(下游圆柱)时,f_(s)则会出现明显的多倍谐频;圆柱模型振动频率f_(o)主频始终锁定于fn的1倍谐频.通过对比正方形四圆柱和双圆柱流致振动特性,发现双圆柱动力学响应规律在一定程度上仍适用于正方形布置四圆柱.

基于立体视觉的聚焦波作用下方形立柱近场波浪的三维测量

准确测量结构物的近场波浪演化是研究波浪与结构物相互作用问题的一个重要前提。针对固定方形立柱的聚焦波试验,提出基于立体视觉的近场波浪测量方法。使用轻质泡沫颗粒制成的标记网来标记波面以获得有丰富纹理的波面图像,在立柱前后各布置一个双目系统,全方位覆盖立柱周边区域,重建出聚焦波作用过程中立柱周围的三维波浪场,从空间分布的角度研究波浪爬升的三维演化。从连续图像序列的处理中可提取出波浪时历,与浪高仪的测量结果吻合良好。结果表明,立体视觉方法可以准确重建结构物的近场波浪演化,测量极端波浪下的波浪爬升。

方形孔结构电解加工流场特性研究

针对方形孔的轮廓尖角,电解加工时加工间隙流场不均匀、存在死区等问题,文中提出了修正进液口位置、数量和修改阴极头形状两种方式,通过COMSOL仿真软件对电解加工间隙流场进行仿真验证,同时对流场入口压力进行数值模拟,实现对方形孔流场的优化,最终完成方形孔的电解加工。研究结果表明:进液口位置正对边角的效果优于其他方式,在阴极尖角处进行圆角处理能够更好的均匀加工边线的流场;当处理为0.3 mm圆角时,流场中整个边线的较为均匀且流速较为合理;采用1 mm边角设计的阴极加工出的方形孔表现出最佳的加工效果。

方形转动摩擦阻尼器滞回性能研究

提出了方形转动摩擦阻尼器的理论滞回模型,推导了滞回曲线理论计算公式并对公式的适用条件加以限制,通过低周往复试验和数值模拟,对该阻尼器的理论模型及计算公式进行了系统性的验证。结果表明:方形转动摩擦阻尼器的理论滞回曲线与试验结果、数值模拟结果在加载位移区间为(-30mm,30mm)内吻合性较好;滞回曲线近似呈喇叭形,曲线饱满,表明该阻尼器具有较强的耗能能力;当方形转动摩擦阻尼器耗能端预紧力较小或摩擦片材料摩擦系数较小时应考虑加载端的摩擦力影响,并对理论计算公式进行进一步修正,为类似工程提供借鉴。

方形阵列端面研磨技术研究

使用不饱和聚酯树脂、V型定位槽和定位模具制成8×8方形光纤阵列(多芯)。采用四角加压固定研磨方法进行研磨,探究了方形光纤阵列(多芯)的表面粗糙度和表面最大高度差与研磨转速和研磨压力之间的关系。结果表明,当研磨转速是12 rpm,研磨压力为2 kPa时,方形光纤阵列(多芯)表面状态最适宜,此时Ra等于10 nm、表面最大高度差为5.5μm。研磨压力对于表面粗糙度和最大高度差均有影响,而研磨转速对表面最大高度差无明显影响。