Radiator Vibration Fatigue Analysis

This paper is the second step of our work. The first step presents a set of parametric studies performed on automotive radiators by designing different heat exchanger models. The analysis focuses on the cooling performance for automobile radiator by changing several dimensions of the radiator fin phase (P2.5, P2.4, P2.3, P2.2, and P2.1) as well as the importance of coolant flow lay-out on the radiator global performance [1]. The second step consists on the study of the vibration fatigue of the sample with the best heat dissipation performance we design (radiator P2.1). We use Hyper Mesh to proceed with the finite element model. Frequency response analysis is solved by using MSC. Nastran (MSC. MD. Nastran. v2010.1.3-MAGNiTUDE), fatigue durability ana-lysis by using MSC Fatigue. In this experiment, the frequency response of the unit load (the unit load is 1 g) is analyzed. Based on the analysis of the frequency response of the unit load, the fatigue life of the radiator is analyzed by the PSD (power spectral density) curve and the S-N curve. From our experiments results, we observe that the radiator we design meets the international requirements of fatigue vibration under automobile normal working condition.

近海风电机组单桩式支撑结构疲劳分析

用WAsP分析风场数据得到风速的分布情况,统计各工况的风、浪、流等环境参数.基于支撑结构所受的疲劳载荷,用ABAQUS对结构建模并通过振型叠加法求出应力响应的时间历程.根据S-N曲线、雨流计数法以及线性累积损伤理论,用Fe-safe计算出支撑结构的疲劳寿命并分析各种载荷对结构疲劳寿命的影响.结果表明:支撑结构的疲劳寿命满足要求;风机载荷是结构疲劳的主要影响因素,合理的发电机控制策略有助于提高结构的疲劳寿命.以风向和10 min平均风速为依据划分工况的方法可为海上风力发电结构的疲劳分析提供参考.

铸造铝合金AlSi_9 Cu_3低周疲劳行为

研究了铸造铝合金AlSi9Cu3在不同应变幅值下的单轴低周疲劳行为。利用MTS疲劳实验机测试了材料的宏观疲劳性能,揭示了应变幅与疲劳寿命之间的关系,使用金相和扫描电子显微镜观察样品的疲劳断口,并对其进行分析。研究结果表明,铸造铝合金AlSi9Cu3在应变控制下表现为循环硬化,且应变幅值越大硬化速率越高;应变幅值越大,其寿命越短;合金塑性应变、弹性应变与断裂时的载荷反向次数之间呈直线关系,实验结果符合Coffin-Manson公式。对材料的疲劳断口在SEM下观察,发现疲劳条纹的宽度和应变幅值相关,疲劳损伤程度也与应变幅值相关。

三种山麦冬属植物光合特性研究

用LI-6400便携式光合分析仪测定山麦冬、阔叶山麦冬、禾叶山麦冬的光合特性。结果表明:3种植物的光补偿点均小于20μmol/(m2.s),光饱和点均小于600μmol/(m2.s),最大净光合速率较低;其光合日动态具有“午休”现象,最大净光合速率出现在10∶00,净光合速率变化受光合有效辐射,叶面温度和相对湿度等环境因素的影响,随气孔导度和叶面饱和蒸汽压亏缺等因子的变化而变化,说明3种植物耐荫性均强,不喜强光。

基于自适应响应面法的输电塔线体系腐蚀疲劳可靠度研究

环境腐蚀和风振疲劳耦合作用下输电塔体的结构性能逐渐退化,满足预定设计功能的概率减小。然而,传统响应面法计算结构可靠度时均不能兼顾"效率"和"精度"。为此,首先通过严格的数学推导给出了交叉项是否存在的判断准则,将该判断准则与传统二次响应面法相结合建立了考虑部分交叉项的自适应响应面法。然后,通过Q345等边角钢腐蚀疲劳试验结果给出了构件腐蚀疲劳t-P-S-N曲线方程,再与概率论相结合建立了随机疲劳曲线方程。最后,通过工程算例采用建议自适应响应面法以风速、腐蚀时间和随机腐蚀疲劳S-N曲线方程为随机变量对输电塔线体系进行了腐蚀疲劳可靠度研究,结果表明:①交叉项判断准则能有效地保留相互影响随机变量之间的交叉项;②建议自适应响应面法在满足精度的同时能有效减少计算量;③构件随机腐蚀疲劳S-N曲线模型在结构可靠性分析中简单易行。

板结点结构疲劳寿命模糊评判

针对动态载荷作用,对板结点结构进行了动力有限元分析,得到容易产生疲劳破坏的结构危险点和应力幅值。根据疲劳和模糊的理论,用S-N曲线和模糊综合评判的方法对构件的疲劳寿命进行了估算,不但考虑了随机性对疲劳寿命的影响,而且考虑了模糊性对疲劳寿命的影响,使板结点结构疲劳寿命预测结果更加接近实际。还给出了海洋钢结构中典型板结点在动态载荷作用下的疲劳寿命模糊评判。

施氮对干旱区黑果枸杞光合-CO2响应及药效成分的影响

为探明干旱区栽培黑果枸杞叶片光合-CO2响应特征及果实药效成分对施氮量的响应,该试验设置5个不同施氮(尿素)水平处理(0、50、100、150和200 g·株^-1),测定各处理植株在不同CO2浓度下叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用率(WUE)、胞间CO2浓度(Ci)和果实中总多糖、总黄酮、花色苷、原花青素的含量,并通过直角双曲线修正模型拟合得到羧化速率(η)、最大净光合速率(Pnmax)、光呼吸速率(Rp)、CO2补偿点(CCP)和CO2饱和点(CSP)等参数。结果表明:(1)适量施氮对黑果枸杞叶片η、Pnmax、Rp、CCP和CSP有明显的影响。当施氮量为100 g·株^-1时,叶片η和Rp最大、CCP最小;施氮量为100~150 g·株^-1时,叶片CSP最大;施氮量为150~200 g·株^-1时,叶片Pnmax最大。(2)适量施氮对黑果枸杞果实中主要药效成分含量有明显的影响。施氮量为200 g·株^-1时,果实总多糖含量最大;施氮量为150~200 g·株^-1时,总黄酮含量最大;施氮量为50~150 g·株^-1时,花色苷含量最大;施氮量为100~200 g·株^-1时原花青素含量最大。综合分析发现,干旱区栽培黑果枸杞叶片η、Rp、CCP、CSP及果实多糖和总黄酮含量以每年施氮100~150 g·株^-1时最佳,其叶片Pnmax和果实花色苷和原花青素含量以每年施氮150~200 g·株^-1时最佳。

响应面法优化青春双歧杆菌增殖培养基

为提高青春双歧杆菌在发酵液中的活菌数,以MRS为培养基,采用响应面法对培养基进行优化,同时比较了优化前后的生长曲线与pH的变化。通过响应面分析结果得到青春双歧杆菌的增殖培养基配方:葡萄糖15.85g/L、低聚果糖15.85 g/L、胰蛋白胨12.04 g/L、牛肉膏7.23 g/L、酵母粉9.63 g/L、柠檬酸铵2.75 g/L、K2HPO4·3H2O 2.75 g/L、乙酸钠6.875 g/L、吐温-80 1.0 mL、MgSO4·7H2O 0.2 g/L、MnSO4·H2O 0.05 g/L、L-半胱氨酸盐酸盐0.5 g/L。该菌在增殖培养基中28 h达到稳定期,比优化前缩短12 h;活菌数达到8.9×10^9CFU/mL,是优化前的1.73倍。

光强对金丝李幼苗生长及光合特性的影响

【目的】研究岩溶山地的珍稀濒危树种金丝李苗对光照的需求及适应规律,为其引种、迁地保护、种群复壮、规模化栽培和用于岩溶山体生态恢复提供依据。【方法】将3年生金丝李幼苗进行为期2年相对光强10%、25%、50%和100%处理(分别记为RI10%、RI25%、RI50%和RI100%),对其生长和叶片特征、生物量分配、光合特性、叶片光合色素含量及叶绿素荧光参数进行比较,分析其对不同光环境的适应机制。【结果】1)金丝李幼苗在4种光强下均能生长,2年后RI25%和RI50%的地径、株高和冠幅显著大于RI10%和RI100%处理。2)RI25%的单叶面积和叶片厚度显著大于其他处理,生物量、比叶面积和叶面积比随光强增加呈先增大后减小的趋势,RI100%的根生物量比与根冠比最大,显著大于RI10%处理。3)第1年,幼苗的最大净光合速率(P_(max))和表观量子效率(AQY)的排序为RI50%>RI25%>RI100%>RI10%,光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_(d))均随着光强的增加而增大;第2年RI50%、RI25%和RI10%的P_(max)和AQY值差异不显著,但均大于RI100%处理,除RI100%的LSP相比第1年降低外,RI10%、RI25%和RI50%处理的LSP均相较第1年增高;全天净光合速率(P_(n))最高值排序为RI50%≈RI25%>RI10%>RI100%;在全天大部分时间里,RI100%的P_(n)、气孔限制值(L_(s))、水分利用效率(WUE)和光能利用效率(LUE)均低于RI10%、RI25%和RI50%处理,胞间CO_(2)浓度(C_(i))则高于其他光强处理。4)幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量均随着光强的增加显著降低;RI100%的类胡萝卜素与叶绿素的比值显著大于其他3种光强处理。5)第2年,可变荧光(F_(v))、潜在光化学效率(F_(v)/F_(o))、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、表观电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(q_(P))均以RI25%最高,与第1年相比变化显著,但RI100%的上述参数显著低于其他3种光强处理。【结论】金丝李幼苗在形态及光合生理上具有对光环境的调节和适应能力。全光环境下幼苗受胁迫导致生长缓慢;在重度遮荫下虽生长较慢但各项光合生理指标均正常,表明其对弱光有一定的适应能力;而在相对光照为25%~50%的环境下生长良好,其幼苗叶片可通过增加对光能的吸收能力及提高PSⅡ反应中心的光化学效率来充分利用光能。人工培育幼苗时需适度遮荫。森林过度采伐造成的强光胁迫可能是金丝李致濒的环境因子之一。

盐和干旱胁迫对欧李幼苗光合生理特性的影响

为缓解干旱、半干旱地区水土流失现状,充分发挥欧李(Cerasus humilis)的生态价值,有效进行生态环境修复,设置了两种环境胁迫——盐胁迫(盐胁迫浓度分别为3‰、5‰、8‰,依次记做S1、S2、S3)和干旱胁迫(浇水量分别为田间持水量的30%~35%、40%~45%、50%~55%,依次记做W1、W2、W3),比较叶片的光合气体参数Tr(蒸腾速率)、Pn(净光合速率)、Gs(气孔导度)和Ci(胞间CO2浓度)的变化;利用Pn-PAR响应曲线比较不同处理下叶片的光响应特征参数Lsp(光饱和点)、Lcp(光补偿点)、Rd(暗呼吸速率)、α(表观量子效率)、P(nmax)(最大净光合速率).结果表明:①欧李幼苗的光合气体参数对盐胁迫的响应较敏感,对干旱胁迫的响应则鲜有显著性差异.②由Pn-PAR响应曲线得出,S1、W2处理下,随着PAR(光合有效辐射)的升高,欧李幼苗出现了光抑制现象;S2、S3、W1、W3处理下则表现出积极的光响应.③盐胁迫下,欧李幼苗的Lcp随盐胁迫的增强而逐渐增大,Lsp最小值〔882.17μmol/(m^2·s)〕出现在S1处理,S2、S3处理下有增加趋势,光能利用效率随盐胁迫的增强而减弱;随着干旱程度的减弱,Lcp先增后减,在W2处理下达到最大值〔35.79μmol/(m^2·s)〕,Lsp最大值〔1581.56μmol/(m^2·s)〕出现在W1处理,而在W2、W3处理下则减小,说明欧李幼苗对光照环境适应性减弱.研究显示,欧李幼苗对盐和干旱胁迫呈现出完全不同的响应特征,且对盐胁迫的响应更为敏感,研究结果可为欧李在治理水土流失、荒山绿化等生态修复工作中的应用提供依据.

3种兜兰属植物光合特性的比较研究

通过研究硬叶兜兰(Paphiopedilum micranthum)、带叶兜兰(P.hirsutissimum)和长瓣兜兰(P.dianthum)3种兜兰属植物的光合特性,为其种质资源保育及引种栽培提供理论依据。以广西雅长兰科植物国家级自然保护区内3种兜兰属植物为试验材料,测定其叶片的光响应曲线、CO_(2)响应曲线以及叶绿素含量,比较3种兜兰光合特性的差异。结果表明:硬叶兜兰、带叶兜兰和长瓣兜兰的最大净光合速率(P_(max))分别为2.719μmol·m^(-2)·s^(-1)、1.836μmol·m^(-2)·s^(-1)、2.015μmol·m^(-2)·s^(-1),光饱和点(LSP)分别为578.74μmol·m^(-2)·s^(-1)、467.72μmol·m^(-2)·s^(-1)、481.25μmol·m^(-2)·s^(-1),光补偿点(LCP)均较低,分别为15.65μmol·m^(-2)·s^(-1)、12.79μmol·m^(-2)·s^(-1)、10.34μmol·m^(-2)·s^(-1),是典型的阴生植物。硬叶兜兰的最大净光合速率(P_(max))、CO_(2)饱和点(CSP)、羧化效率(CE)均显著高于长瓣兜兰和带叶兜兰(P<0.05),硬叶兜兰对CO_(2)的利用能力更强。叶片叶绿素相对含量(SPAD值)表现为硬叶兜兰(58.13)>长瓣兜兰(55.12)>带叶兜兰(51.88)。3种兜兰属植物的光合能力较弱,对光的利用范围狭窄,在引种栽培时应注意增加荫蔽度。

薄壁加筋结构随机振动疲劳研究

为研究薄壁加筋结构随机载荷下的振动疲劳特性,开展了随机振动试验;试验中采用锤击法和正弦扫频法获得了结构的固有频率和模态响应,记录了开裂时间和开裂模式;推导了通过等幅应力下的疲劳寿命曲线修正得到随机应力下疲劳寿命曲线的方法。基于MSC/Patran&Nastran有限元软件,获得了修正后模型的疲劳危险位置的动态响应,给出了结构的随机振动疲劳寿命,研究了建模方法对结构固有频率的影响,分析了阻尼的变化对模态振型的影响。结果表明,混合单元比单独的实体或壳单元更能反映结构的刚度,非线性阻尼下模态响应更符合扫频结果,最后,计算得到的疲劳寿命和破坏位置与试验结果吻合较好。