Spontaneous emission of a moving atom in a waveguide of rectangular cross section

We study the spontaneous emission(SE) of an excited nonrelativistic two-level system(TLS) interacting with the vacuum in a waveguide of rectangular cross section. All TLS’s transitions and the center-of-mass motion of the TLS are taken into account. The SE rate and the carried frequency of the emitted photon for the TLS initially being at rest are obtained, it is found that in the first order of the mass M, the frequency of the emitted photon is smaller than the transition frequency of the TLS and the SE rate is smaller than the SE rate Γfof the TLS fixed in the same waveguide. The SE rate for the TLS initially being moving is obtained in the second order of the mass M. The SE rate is smaller than Γfbut it is dependent not only on the atomic mass but also on the initial momentum. The carried frequency of the emitted photon is decreased when it travels along the direction of the initial momentum, whereas it is increased when it travels in the opposite direction of the initial momentum.

Saint-Venant torsion analysis of bars with rectangular cross-section and effective coating layers

This paper investigates the torsion analysis of coated bars with a rectangular cross-section. Two opposite faces of a bar are coated by two isotropie layers with different materials of the original substrate that are perfectly bonded to the bar. With the Saint- Venant torsion theory, the governing equation of the problem in terms of the warping function is established and solved using the finite Fourier cosine transform. The state of stress on the cross-section, warping of the cross-section, and torsional rigidity of the bar are evaluated. Effects of thickness of the coating layers and material properties on these quantities are investigated. A set of graphs are provided that can be used to determine the coating thicknesses and material properties so as to keep the maximum von Mises stress on the cross-section below an allowable value for effective use of the coating layer.

Cross-sectional distortion behaviors of thin-walled rectangular tube in rotary-draw bending process

The cross-sectional distortion usually appears during rotary-draw bending process of thin-walled rectangular tube with small bending radius.To study the cross-sectional distortion of the tube,a three-dimensional finite-element model of the process was developed based on ABAQUS/Explicit code and its reliability was validated by experiment.Then,the cross-sectional distortion behaviors of the tube were investigated.The results show that a zone of larger circumferential stress appears on the tube when bending angle reaches 30°.And in the larger circumferential stress zone,the sagging phenomenon is produced obviously.The maximum cross-sectional distortion is located in the larger circumferential stress zone and the angle between the plane of maximum cross-sectional distortion and the bending reference plane is about 50°.The position of the maximum cross-sectional distortion keeps almost unchanged with the variation of the clearances between dies and tube.

PLASTIC POST－BUCKLING OF A SIMPLY SUPPORTED COLUMN WITH A SOLID RECTANGULAR CROSS－SECTION

The plastic post-buckling of a simply supported column with a solid rectangularcross-section is analysed by a new approach. High order terms in the asymptotic post-buckling expansions are carried out. In some aspects, the method proposed in thispaper is similar io Hutchinson's. However, the computation is simple since theintroduction is avoided of stretched coordinates. The method can be used to analyseinitial post-bifurcation of plates and shells in the plastic range.

某型航空用矩形截面弹簧逆止器设计

传统的防逆转装置存在体积与质量大的缺点,不适用于对质量指标极度敏感的航空类产品。为此,提出一种小巧轻便的新型矩形截面弹簧逆止器设计方法,通过对逆止器中矩形截面弹簧进行力学分析,明确矩形截面弹簧的受力与变形关系,分析矩形截面弹簧尺寸、配合套筒过盈量与逆止性能的变化特性。推导矩形截面弹簧逆止器逆止有效条件,并引入遗传算法进行求解;根据求得的结构参数,运用CATIA软件建立矩形截面弹簧逆止器结构模型,并导入HyperWorks软件进行校核分析。结合样件试制及测试,结果表明:所提方法与传统摩擦盘式方法相比同负载条件下质量可降低约61%,仿真与实验对照验证所提方法的有效性。

基于基尔霍夫模型矩形截面微纳米螺旋机械性质的研究

三维微纳米螺旋材料具有超弹性、长程线性弹性、超强机械稳定性,属于材料科学研究前沿领域之一。论文基于基尔霍夫弹性细杆理论研究了微纳米螺旋材料的机械性能。通过建立矩形横截面副法线和法线螺旋结构模型,以SiGe/Si/Cr纳米螺旋材料作为研究对象,定量考察其负载能力,计算了胡克常数。分析其在轴向受力情况下胡克常数随轴向相对伸长率的变化。计算结果发现两种螺旋胡克常数并非恒定量,其中,副法线螺旋的线性弹性区域较大,在此区域胡克常数几乎不变。因此,矩形副法线螺旋具有更好的线性弹性,更利于机械系统的相关应用。

预先脱泥-精选工艺的应用效果分析

为解决当前针对高灰分、高泥化煤泥在实际分选操作中很难保证精煤的产率和质量的问题,在对选煤厂当前浮选工艺现状及其所存在的问题进行详细分析的基础上,对预先脱泥-精选工艺中的粗选浮选机类型进行确定,并对单独精选的分选效果进行分析。通过工业性试验验证了预先脱泥—粗选—精选—脱水等环节组成的浮选工艺对高灰分、高泥化煤泥的浮选效果和产品质量,达到了预期的目标。

串列双矩形断面涡振特性与机理试验研究

为研究串列双矩形断面涡振特性规律及其发生机理,采用刚性模型同步测振测压风洞试验的方法,测试并分析了宽厚比为4∶1的双矩形断面在不同间距比下的涡振响应与表面风压分布特性。同时,对比了单矩形断面的试验结果,以便分析两者之间的差异。在间距比D/B(双矩形断面的净间距与单矩形断面的宽度之比)的变化范围为0.1~6.0的工况下进行了研究。研究结果表明:由于串列双矩形断面之间发生明显涡振现象,迎风侧断面的涡振响应得到了显著增强,而背风侧断面的涡振响应则受到了明显抑制,特别是在D/B=0.4时,迎风侧断面的涡振最为明显,最大振幅是单矩形断面的1.7倍,涡振区间长度是单矩形断面的1.2倍;当D/B=0.4时,表面压力脉动在迎风侧断面下游区域表现最为显著,导致局部气动力与总体气动力之间的相关性增强,进而引起了最大涡振振幅。

超大断面矩形顶管姿态控制关键技术研究

针对深圳某地铁站矩形顶管隧道工程的超大断面、浅覆土、密贴顶进等特点,对顶管姿态控制难点进行分析,并对该工程采用的姿态测量、铰接纠偏、多螺旋机出土、多刀盘模式控制、注浆纠偏等多种技术结合的纠偏控制方案进行介绍。根据该工程实践表明:①顶管姿态偏移主要源于顶管开挖面及隧道两侧水土压力不平衡;②矩形顶管姿态控制重点是水平姿态以及垂直姿态控制;③通过采用铰接油缸控制、注浆纠偏、多螺旋机出土、多刀盘转动模式控制等技术,可有效控制顶管姿态。

Measurement and Correlation of Pressure Drop for Gas-Liquid Two-phase Flow in Rectangular Microchannels

The pressure drop of gas-liquid two-phase flow in microchannel is of fundamental importance in heat and mass transfer processes. In this work,the pressure drop of gas-liquid two-phase flow in horizontal rectangular cross-section microchannels was measured by a pressure differential transducer system. Water,ethanol and n-propanol were used as liquid phase to study the effects of capillary number on pressure drop;air was used as the gas phase. Four microchannels with various dimensions of 100 μm× 200 μm,100 μm× 400 μm,100 μm× 800 μm and 100 μm× 2000 μm(depth × width) were used for determining the influence of configuration on the pressure drop. Experimental results showed that in micro-scale,the capillary number also affected the pressure drop remarkably,and in spite of only one-fold difference in aspect ratio,the variation of pressure drop reached up to near three times under the same experimental conditions. Taking the effects of aspect ratio and surface tension into account,a modi-fied correlation for Chisholm parameter C in the Chisholm model was proposed for predicting the frictional multi-plier,and the predicted values by the proposed correlation showed a satisfactory agreement with experimental data.

超大断面矩形顶管隧道全断面渣土改良施工技术

土压平衡盾构机在地铁区间隧道施工中应用非常广泛,但如遇到地质情况差,就存在沉降大、掘进困难,开挖面围岩土体稳定性不易保持等问题。通过某城市道路隧道工程超大断面矩形顶管隧道推进期间全断面渣土改良剂的选择、土体改良口的设置及施工技术的应用,使得盾构掘进顺畅、高效,减少停机时间,防止螺旋机中渣土固结,从而保障施工安全顺利。结果表明,最佳的改良剂参数和掘进参数的改进,能加快掘进速度,减少盾构机磨损。

基于大断面束合管幕法的地铁车站建造方案研究

目的:为了在软土暗挖技术领域推广UBIT(束合管幕)施工方法,特针对应用该施工方法的大断面地铁车站建造方案进行研究。方法:以上海轨道交通23号线的某车站为工程背景,结合周边环境、道路交通、控制管线明确工作井设置、暗挖段长度及顶覆土厚度等总体方案;确定包括宽度限界、高度限界、管线排布的使用功能限界,提出采用A型车的地铁车站类矩形断面建筑设计标准;考虑预应力张拉施工阶段、土体已开挖使用阶段的两阶段受力平衡,拟合结构断面;结合束合管节节间接缝的受力特征,建立刚性板-耦合单元非线性本构模型;通过有限元手段研究断面内力变形,并进行预应力配束计算研究。结果及结论:实施中应尽量减少顶部覆土、缩短一次性管节顶进长度,以有利于控制钢管节尺寸、施工误差;大断面束合管幕法地铁车站建造应优选类矩形断面,以充分利用拱形受力特点。但值得注意的是,类矩形断面的预应力张拉,会产生显著的次生内力及变形,且其影响与曲率成正相关。针对城市轨道交通工程常见的3~5 m覆土,在内力、变形双控标准下,建立了类矩形断面预应力钢绞线的配束标准。

浅埋富水地层特大断面矩形顶管隧道掘进参数分析

为保障特大断面矩形顶管隧道在浅覆土、小净距下的安全高效掘进,依托世界上首个直径15 m级3车道矩形顶管隧道工程,对顶管多刀盘开挖系统、减摩注浆系统、三螺机出渣系统进行针对性优化设计。通过对顶管主要掘进参数及地层沉降监测结果进行统计分析,得到以下结论:1)本工程采用的减阻措施有效降低了管节受到的地层摩擦阻力,实际总推力为理论值的40%左右;2)刀盘直径和安装高度对刀盘转矩影响较大,多数刀盘转矩均值小于额定转矩的一半,说明刀盘额定转矩有较大的优化空间;3)顶管掘进过程中盾壳受到较大的地层挤压力,土舱内渣土压力也显著大于地层侧向土压力,停机后上述压力均有较大幅度降低;4)顶管掘进后地表横向沉降槽呈“盆”状,隧道两侧0.5倍开挖宽度内的地层沉降较大。

我国矩形顶管隧道应用现状及面临的技术难题探析

随着我国城市建设的快速发展,矩形顶管法作为绿色、安全、环保和高效的地下工程建造技术,在城市地下空间开发的各个领域得到应用,并逐渐成为研究热点。该文综述我国矩形顶管隧道的发展历程及发展趋势。依据大量的工程实例,对矩形顶管隧道的应用领域、断面尺寸分布情况进行统计分析,给出矩形顶管隧道的断面划分标准。分析我国矩形顶管隧道应用面临的技术难题,并结合现有矩形顶管隧道的应用需求,提出几点发展建议。

方形钢管混凝土叠合柱三面受火下力学性能分析

利用有限元软件ABAQUS建立方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的有限元模型,通过现有相关文献试验数据对有限元分析方法的有效性进行验证后,分析方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的温度场分布、破坏形态、轴向位移-时间关系、内力重分布、应力、应变等力学性能,并对影响构件耐火性能的相关因素进行参数分析。结果表明,方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的横截面温度场分布呈单轴对称形态,荷载比、长细比、柱截面尺寸、外部混凝土抗压强度、截面含钢率是影响构件耐火极限的主要影响因素。基于对各主要参数影响规律的系统分析,提出三面受火下方形钢管混凝土叠合柱耐火极限简化计算公式,为此类构件在该种受火工况下的抗火设计提供参考。

复杂环境下大截面矩形顶管穿越既有地铁施工技术研究

在周边复杂环境下进行矩形顶管施工,且上穿地铁线,施工难度较大,对顶管设备选型、顶进速度、土压力、测量及纠偏、各项技术参数控制、监测等要求较高,一旦控制不好,将对地铁运营及安全造成重大影响。文章结合实际案例,探讨了复杂环境下大截面矩形顶管穿越既有地铁施工技术,首先介绍了工程概况、工程地质条件和场地环境,然后分析了该工程的两个施工难点及应对措施,最后从机械设备选型、主要参数控制和监测控制三个方面分析了主要技术指标控制,以供参考。

地铁车站标准化断面人行通道类矩形顶管机的针对性设计与施工技术——以上海轨道交通14号线静安寺站工程为例

为实现城市核心区地下交通线网人行通道的绿色高效建造,探讨将现有断面形式多样、施工工艺繁杂的地下人行通道建造技术标准化、规范化的可行性,依托国内首个软土地区大断面矩形顶管法暗挖车站——上海轨道交通14号线静安寺站工程,在确定其站厅层人行通道断面形式设计的前提下,针对性地研制全断面类矩形隧道掘进机。详细介绍适应此种断面隧道开挖的类矩形顶管掘进机的切削系统、壳体系统、纠偏中继间系统、主顶进系统、驱动系统、螺旋机出土系统等主要系统的针对性设计;开发与此装备相适应的施工工艺,研究其进出洞地基加固、洞门止水、施工参数控制、管节减摩泥浆及控制施工工艺、土体改良等主要施工控制措施。现场实测变形数据分析表明:隧道轴线要求控制在±50 mm,地表沉降控制在-15.49~5.03 mm,满足工程要求,为城市轨道交通建设中实现全断面机械法开挖人行通道提供了一种标准化的解决方案。

矩形截面悬臂梁斜弯曲应力分析和实验探讨

以矩形截面悬臂梁为研究对象,研究其斜弯曲时的应力分布和中性轴位置。首先分析了矩形截面悬臂梁自由端受倾斜力作用时的挠度,定义了斜弯曲的概念;然后对矩形截面悬臂梁斜弯曲进行应力分析和中性轴位置分析,得到了矩形截面悬臂梁斜弯曲时正应力的计算公式和中性轴位置方程;最后采用电测法实验,探讨不同夹角φ对矩形截面悬臂斜弯曲梁正应力大小的影响。结果表明:随着作用力F的方向与z轴平行轴夹角的不断增大,各测点应力的理论值和实验值的相对误差越来越大。矩形截面悬臂梁斜弯曲时任一横截面形心合力方向不一定垂直于中性轴,并且由于切应力很小,其对弯曲梁强度的影响往往忽略不计。

基于正截面承载力及挠度控制的单筋矩形截面梁设计

为精简单筋矩形截面梁的设计过程,在满足正截面承载力及挠度验算要求的基础上,推导出了当单筋矩形截面梁纵筋在经济配筋率ρ∈[0.6%,1.5%]时,用以确定梁截面高度的简化公式,进而确定了纵筋面积的直接设计方法。结果表明:该方法能主动控制截面混凝土受压区高度,保证梁的延性,不需再验算梁是否少筋或超筋。研究成果避免了繁琐的挠度验算过程,可为工程设计提供参考。

对称配筋钢筋混凝土小偏心受压柱正截面承载力分析

基于平截面假定推导了钢筋混凝土小偏心受压柱离轴力远侧纵向钢筋应力的计算公式,建立对称配筋钢筋混凝土小偏心受压矩形截面柱的正截面承载力计算表达式。采用所建立的表达式与《混凝土结构设计规范》中的计算公式分别分析了矩形截面小偏心受压柱截面配筋和正截面承载力。结果表明,采用《混凝土结构设计规范》中的公式计算得到的纵向钢筋截面面积小于基于平截面假定建立的正截面承载力计算表达式算出的纵向钢筋截面面积,其最大误差可达11.1%;而受压承载力的计算值相近。