中空铜纳米线的拉伸断裂分布与初始滑移分布的关系

构建了系列球形中空结构的纳米线(NW),采用分子动力学(MD)对每个模型300个不同初始态的样本开展拉伸形变模拟。并利用基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)机器学习算法,获得了初始滑移面的位置。基于大数据统计,分析了初始滑移位置分布以及断裂位置分布两者之间的相关性。研究结果表明:当内部中空半径较小时,断裂位置分布形成于塑性形变阶段,初始滑移分布与断裂位置分布之间无显著的相关性;但是对于脆性特征明显的大中空半径的NW,高能内表面诱导产生的滑移面迅速积累,产生颈缩并导致最终的断裂。因此当内部中空结构达到一定尺寸时初始滑移位置的分布与最终断裂位置的分布之间有明确的因果关系。

应变速率对纳米杆断裂分布与初始滑移分布相关性的影响

金属纳米材料具有独特的物理和化学性质,因此被广泛应用于各种领域的器件制造中。然而,纳米尺度下材料性能表现的外在响应具有很大的不确定性,应变速率是一个重要的影响因素。为了深入探究金属纳米材料机械力学性能对应变速率的响应以及纳米杆断裂失效与初始微观结构之间的关系,本文构建了金属纳米杆模型,并通过分子动力学模拟研究了单晶Cu纳米杆在不同应变速率下拉伸的形变过程。利用基于密度的噪声应用空间聚类(DBSCAN)机器学习算法,获得了初始微观结构缺陷的位置。在对比了每个速率300个样本,共计2700个样本后,得出纳米杆断裂位置与初始滑移分布的相关性特征。结果表明,当应变速率高于0.08%ps^(-1)时,初始滑移主要分布在纳米杆两端,但断裂位置分布却集中在中间。随着应变速率的降低,初始滑移分布则愈发均匀,断裂位置分布则更趋向于两端。而纳米杆的断裂强度和塑性形变能力则随着应变速率的提高而提高。这一研究结果可以为金属纳米材料的设计和制造提供有价值的参考。

摩擦阻尼器的初始滑移参数与结构耗能特征分析

本文根据双板型摩擦阻尼器的结构特点,分析了该摩擦阻尼器的工作特性,建立了使用该摩擦阻尼器的结构动力方程,并从实际结构各层摩擦阻尼器的初始滑移值出发,计算讨论了由结构层间位移的不同导致的摩擦阻尼器的耗能差异,由此得出摩擦阻尼器初始滑移值对结构响应的影响特性,从而进一步探讨了初始滑移值与实际结构各层摩擦阻尼器滞回特性和地震时程响应之间的关系,提出了如何改变摩擦阻尼器的初始滑移值以使各层摩擦阻尼器耗能最佳的解决方案。

多花木兰和双荚决明分叉根拔出过程中根土界面摩擦特性

根系的不同分叉形态和分叉角度在拔出过程中释放的力对根系固土起重要作用,是根系固土力学性质的前置阶段。该研究以边坡绿化常用灌木多花木兰和双荚决明为研究对象,采用拉拔试验方法,研究分叉角度对根系拉拔摩擦力学性质的影响。试验结果表明,分叉根有3种拔出破坏模式:完全拔出、主根断裂和侧根断裂,多花木兰和双荚决明破坏模式以完全拔出为主,分别占总样本的82.61%和86.05%。3种破坏模式下的拉拔力与相对位移曲线(F-S曲线)初始阶段相似,在根系相对位移为0时,拉拔力已经产生,且分叉角度与初始滑移荷载呈显著正相关关系(多花木兰P=0.042,双荚决明P=0.003)。多花木兰和双荚决明分叉角度为60°~90°时,1~2 mm根径峰值位移分别为19.749和17.324 mm;多花木兰和双荚决明分叉角度为0°~30°时,>4~5mm根径峰值位移分别为7.253和4.891mm;根径相同时其峰值位移随分叉角度的增加而增加,根系分叉角度相同时,峰值位移随根径的增大而减小,根径越小,分叉角度越大,峰值位移越大。多花木兰和双荚决明根土界面摩擦系数均随分叉角度的增加而增大,多花木兰平均最大拔出力从大到小的分叉角度依次为>30°~60°、>60°~90°、0°~30°,双荚决明平均最大拔出力从大到小的分叉角度依次为>60°~90°、>30°~60°、0°~30°。分叉根在受拉初始阶段释放的其中一部分力可用土压力来表示,因此可对分叉角度对摩擦力学特性的影响进行定量分析。该研究可为进一步了解根系的固土作用和锚固机理提供依据。