埋入CFRP的FBG光纤传感器界面传递特性实验研究

埋入碳纤维复合材料(CFRP)的光纤布拉格光栅(FBG)传感器应变测量值与基体实际应变存在误差,用光纤、保护层、粘贴层和基体材料的界面传递特性来表征应变测量值可提高精度.根据弹性力学和边界条件,得出FBG应变测量值与基体材料实际应变值的关系方程,通过裸光栅直埋基体材料界面传递的特征系数,可表征和计算FBG检测应变与测点实际应变的误差及修正系数.试验结果表明:对埋入裸光栅的碳纤维复合材料同时进行电阻应变与FBG-IS波长解调试验对比,试验测量FBG应变传感灵敏系数与理论值十分接近;对埋入CFRP的FBG裸光栅,由于不存在粘贴层界面传递的影响,其应变测量值可无需修正.

2,9-二甲基-1,10-菲罗啉络合推动Ni^(2+)离子在水/硝基苯界面传递的研究

用半微积分伏安法研究了2,9—二甲基—1,10—菲罗啉(L)络合推动Ni(Ⅱ)离子在水/硝基苯界面的传递行为。在0.1mol/L NiCl_2(或NiSO_4)(W)—0.05mol/L TBATPB,L(NB)体系中,Ni(Ⅱ)与L生成NiClL^+(或NiL_2^(2+))络合离子,从而在W/NB界面发生离子传递。当C_(Ni^(2+))>>C_L,e_p与C_L成正比,线性范围为1×10^(-6)mol/L～5×10^(-4)mol/L,可作为L的定量分析。文中进行了理论探讨,测得了络合物的形成常数等。

中性载体配位推动La(Ⅲ)在水/硝基苯界面传递的伏安行为

采用半微积分伏安法研究了DAM（L）配位推动La（Ⅲ）离子在水／硝基苯界面的传递行为．在0.01mol/LLaC13(W)－0.05mol/LTBATPB（NB）中，ep与CL成正比，线性范围为3．0×10-5-7．0×10-4mol／L，可作L的定量分析．本文对转移机理进行探讨，测定了配合物的形成常数等．

电化学储能过程中的界面传递

界面传递,尤其是溶剂化离子的传递机制及其过程强化是高能量密度电化学储能器件的关键科学问题之一。本文首先介绍了界面电化学理论的发展历程和界面表征方法,然后总结了溶剂化离子界面传递的研究进展,重点关注了其对电极结构稳定性、储能机理和电极反应动力学的影响机制,介绍了界面传递的计算模拟和表征手段以及液流电池变革型储能技术,并对碳达峰碳中和背景下的界面传递研究方向提出建议。

非平衡热力学在界面传递过程中的应用

21世纪以来,随着各学科之间的交叉渗透,化学工程的研究对象越来越复杂,界面传递对多相化工过程的影响越来越显示出它的重要性,传统的传递模型已经很难对界面复杂动态的传递行为进行定量描述.本文应用线性非平衡态热力学理论,对传统物质传递模型进行描述,分析界面传递过程速率J强化的三个因素:界面传质系数K、传递截面积A、界面化学位梯度Δμ.以含钾化合物作为模型体系,基于非平衡热力学原理建立了描述和预测固-液界面处介质传递速率的模型,并建立了描述其溶解速率的通用模型和测定钾离子动力学数据的实验方法,通过分析探讨了多相过程速率强化的途径.

改进的桩土界面荷载传递双曲线模型及其在单桩负摩阻力时间效应研究中的应用

桩土界面荷载传递模型对预测桩的承载变形性状有重要影响。本文在总结前人研究成果的基础上,改进了反应桩土界面荷载传递性状的双曲线模型。改进后的模型可以描述随着地基土的固结,桩侧土初始剪切刚度随时间增长及桩土界面的加载、卸载循环剪切特性。利用该模型分析了大面积堆载下,在桩顶作用大小不同的竖向荷载以及桩侧土达到不同固结度时再施加桩顶荷载情况下,桩身摩阻力的发展变化规律。研究结果表明:随着地基土的固结,桩身中性点位置处于一个变化过程中,桩顶作用的荷载大小不同,桩身中性点位置也不同;地基土固结一段时间后再打桩能减小桩侧负摩阻力。

埋入式光纤光栅界面应变传递机理与误差修正

光纤光栅应变传感的准确程度主要取决于光纤、保护层和黏贴层以及基体材料的物理力学性能,即各层间应变传感的界面传递特性.本文以埋入式光纤光栅作为研究对象,推导出了考虑多层界面应变传递的光纤光栅应变传感的统一表达式.通过定义平均应变得到了光纤光栅应变传感的误差与修正公式.针对自行开发的埋入式光纤光栅管式封装应变传感器和FRP-OFBG应变传感器,研究了相应的应变传递误差规律和影响因素,给出了相应的误差修正系数,并通过试验加以验证.为埋入式光纤光栅封装应变传感器的开发与工程应用提供了理论基础.

夹双筋体复合锚杆锚固性能与界面力学传递特征

在世界最大的生土遗址-交河故城开展现场试验,选用2种长度的锚杆按照基本试验的要求开展拉拔试验,同时在各界面层布设应变监测点。结果表明:8 m长锚杆锚固力达408 kN,满足大体量土遗址锚固的需求;随着长度增加,极限锚固力增长,但平均锚固力减小;复合锚杆各界面剪应力沿着杆长呈现单峰值或多峰值的空间分布特征,随着荷载的增加,界面各点剪应力增加并且向锚固末端传递,峰值剪应力亦同时向锚固末端偏移;试验过程中在较高荷载下出现界面剪应力状态转化的现象。

纤维拔出时Coulomb摩擦界面应力传递

假设纤维/基体界面分离区域内的摩擦剪切应力遵循Coulomb摩擦律,包括泊松效应的影响,建立了纤维拔出时的摩擦界面应力传递模型,获得了包含摩擦滑移和由纤维/基体热失配引起的法向残余热应力效应的纤维轴向应力和界面剪切应力的表达式.对纤维增强复合材料SCS-6/Ti-6Al-4V作参数化的数值计算,且和有限元结果进行比较.结果表明,随纤维轴向位置的增加,纤维轴向应力和界面剪切应力均减小;法向残余热应力、高纤维体积分数和短纤维延缓纤维失效.

消息传递界面PVM和MPI的现状与发展趋势

ＰＶＭ和ＭＰＩ是目前国际上最有影响的两种消息传递并行计算环境，两者都能在ＭＰＰ和工作站网络上运行．由于设计背景和侧重点不同，使得这两种界面既有共同点，又各具特色．文中就性能和发展趋势对两者进行叙述和比较，可供并行程序开发者选择并行计算环境时参考．

多物理场耦合界面数据传递的仿真研究

高超声速飞行器的系统仿真是一个气动流场、结构应力场以及结构温度场的高度耦合过程,仿真过程中,需要在耦合界面上完成数据的迭代交换,传递的内容主要包括位移、速度、压力、温度等耦合数据,主要作用就是完成各个耦合场的方程之间参数的传递,在统一的仿真时间内实现仿真的迭代。耦合界面数据传递的技术难点在于要保证耦合界面处的总功守恒以及多物理场耦合仿真的精度[1]。目前大多采用以插值为主的局部数据传递方法针对二元耦合开展研究与应用[1,3],局部插值的缺点在于全局精度偏低,偏差较大,计算速度不高。采用径向基函数法(RBF),对界面数据交换方法的仿真应用进行了研究,验证结果表明,计算精度满足仿真要求,求解方程的速度较快,工程应用效果较好。

栓钉连接件、锚固及降温方式对高温喷水后型钢再生混凝土界面剪力传递的影响

为研究降温方式、锚固长度、栓钉连接件(焊接栓钉)及其位置对高温喷水后型钢再生混凝土界面剪力传递的影响,设计了12个高温喷水后型钢再生混凝土试件和2个高温后型钢再生混凝土试件进行推出试验。试验过程中观察了型钢再生混凝土试件的推出过程及破坏形态,获取了各试件的荷载滑移曲线及其特征点参数,分析了变化参数对其特征点参数的影响规律。结果表明,高温喷水后带栓钉型钢再生混凝土破坏后会在栓钉所在处产生横向裂缝,其加载端与自由端荷载滑移曲线的差异也很大;高温喷水后型钢再生混凝土的黏结强度和弹性黏结抗剪刚度均随历经最高温度的上升而下降;历经最高温度为400℃时,高温喷水后型钢再生混凝土的黏结强度和弹性黏结抗剪刚度低于高温后型钢再生混凝土,la=250 mm的高温喷水后型钢再生混凝土黏结强度和弹性黏结抗剪刚度也低于la=400 mm的高温喷水后型钢再生混凝土,历经最高温度为600℃时则反之;栓钉连接件对高温喷水后型钢再生混凝土界面剪力传递性能的提高显著,特别是将其设置在型钢腹板处。

若干发展的消息传递界面:PVMPI,IMPI与FT-MPI

本文介绍了诸如PVMPI、IMPI的改进型消息传递界面(在异构环境中不同的MPI实现能够彼此互操作),也介绍了具有容错能力的FI-MPI。分析了MPI的特征和体系结构及其性能。

介于消息传递界面和并行应用之间的通信库系统功能分析

介于消息传递界面和并行应用之间的通信库系统对开发高性能的可靠、易维护的大型并行应用提供了支持。文章以BLACS和OilCL为例,从进程抽象命名,基于源的消息选择,非阻塞通信和集体通信等方面分析了介于消息传递系统和并行应用之间的通信库系统功能。

湿热环境对碳纳米管复合材料界面应力传递的影响

基于碳纳米管的热膨胀系数及弹性模量分别为温度变化的函数,基体的热、湿膨胀系数及弹性模量分别为温度变化和湿度变化的函数,应用连续介质力学的经典弹性壳理论及传统纤维拉拔模型,分析了湿热环境对碳纳米管复合材料界面应力传递的影响。数值计算表明,湿度、温度的效应及碳纳米管的层数等参数对界面应力的传递均有显著影响。

基于优化模型的结构声学耦合界面载荷传递算法

针对结构声学耦合系统的界面载荷传递问题,提出了一种基于约束最优化模型的局部参数插值算法。耦合界面处结构和流体单元表面坐标通过各自的形状函数进行插值,把界面载荷在互不匹配的网格节点间的传递问题转化为一个点到用自然坐标表示的有限边界曲面的最小距离问题,以便利用成熟稳定的优化算法对其进行高效求解。与已有方法相比,该算法在耦合界面单元为曲面的情况下仍能保持较高的计算精度。本文给出的数值算例验证了本算法的有效性和可靠性。

石墨烯/柔性基底复合结构双向界面切应力传递问题的理论研究

界面力学性能是影响石墨烯/柔性基底复合结构整体力学性能的关键因素,因此对该结构界面切应力传递机理的研究十分必要.考虑了石墨烯和基底泊松效应的影响,本文提出了二维非线性剪滞模型.对于基底泊松比相比石墨烯较大的情况,利用该模型理论研究了受单轴拉伸石墨烯/柔性基底结构的双向界面切应力传递问题.在弹性粘结阶段,导出了石墨烯双向正应变和双向界面切应力的半解析表达式,分析了不同位置处石墨烯正应变和界面切应力的分布规律.导出了石墨烯/柔性基底结构发生界面滑移的临界应变,结果表明该临界应变低于利用经典一维非线性剪滞模型得到的滑移临界应变,并且明显受到石墨烯宽度尺寸以及基底泊松比大小的影响.基于二维非线性剪滞模型建立有限元模型(FEM),研究了界面滑移阶段石墨烯双向正应变和双向界面切应力的分布规律.与一维非线性剪滞模型的结果对比表明,当石墨烯宽度较大时,二维模型和一维模型对石墨烯正应变、界面切应力以及滑移临界应变的计算结果均存在较大差别,但石墨烯宽度很小时,二维模型可近似被一维模型代替.最后,通过与拉曼实验结果的对比,验证了二维非线性剪滞模型的可靠性,并得到了石墨烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底结构的界面刚度(100 TPa/m)和界面剪切强度(0.295 MPa).

金属凝固前沿热传递机理分析

分析了金属凝固过程中界面热传递的四个阶段及在各阶段热传递的机理,推导出界面传热系数在各个阶段的表达式。通过分析文献实验数据得出了在整个凝固过程中传热系数与空气隙成反比的半经验耦合表达式。

压力作用下横向短纤维与基体间应力传递机理研究

在短纤维增强复合材料的研究中，弄清界面应力传递机理对于认识短纤维的增强机理及短纤维复合材料的力学性能是十分重要的。但传统的观点认为，在钢纤维混凝土中纤维对混凝土抗压强度的增强作用甚微，故对压力下纤维与基体界面应力传递没有进行过研究。作者最近的试验研究与近年来的研究［１，３］均表明，中、高含量短钢纤维对混凝土的立方体抗压强度有大幅度提高。基于这一新的试验事实，作者在本文中对压力作用下横向短纤维与基体之间界面的应力传递进行了理论分析。

纤维增强橡胶复合材料界面力学性能有限元分析

基于剪滞理论,引入双线性内聚力模型研究了纤维与基体界面应力传递机理.采用ABAQUS模拟了非理想界面在单纤维拔出过程中的脱粘失效,分析了不同脱粘阶段界面剪应力分布情况,以及界面刚度和纤维长径比对界面应力传递和拔出载荷的影响规律.结果表明,在纤维受载失效过程中,纤维的拔出过程可分为4个阶段,即界面的完全粘结、损伤演化、逐渐脱粘、完全脱粘.界面的刚度和纤维长径比对界面应力传递与最大拔出力均有一定的影响.界面刚度、纤维长径比主要影响纤维的最大拔出载荷以及界面脱粘失效位移.