含充填节理岩体加锚节理面力学特性研究

通过分析压剪，拉剪压力状态下加锚充填节理面的受力与变形特点，建立了锚杆应力与构元应力分量间的关系式，为合理计算锚杆对节理岩体的加固作用创造了条件。

岩体结构面力学行为的尺寸效应研究

尺寸效应是岩体结构面力学行为的重要特征。本文列举了结构面力学行为中普遍存在的尺寸效应现象,并由实测统计资料的分析,论证了结构面力学行为的尺寸效应具有分形结构。通过结构面力学行为尺寸效应的机理研究,建立了结构面力学行为尺寸效应分维数和结构面粗糙度系数尺寸效应分维数之间的相关关系,从而简化了结构面力学行为尺寸效应规律的表述,为客观评价岩体结构面力学参数提供最为有效的手段。

垃圾填埋场封盖及衬里多界面力学特性的研究进展

为了人类社会的可持续发展,对产量惊人的生活垃圾进行合理地处置成为世界各国亟待解决的问题之一。垃圾填埋法是符合处置经济性和技术可行性的理想方案。垃圾填埋场投入运营后,如何防止被填埋垃圾及其次生有害物质进入周围环境,是垃圾填埋场设计环节必须考虑的关键问题之一。在城市垃圾填埋场底部衬里系统及封盖系统中设置水力屏障,能有效防止填埋场中所产生的废液、废气向周围环境中迁移。水力屏障通常由土工合成材料与膨润土防水垫或压实粘土组成,形成一个多界面的复合衬里或复合封盖体系。这种多界面力学特性以及潜在薄弱面对垃圾填埋场的稳定性具有控制作用,因此成为业界的研究重点。本文依据填埋场封盖和衬里土工合成材料多界面力学特性的最新研究,对所取得的研究成果进行分析和讨论。

模拟月壤地面力学性质试验研究

掌握与月球车行驶相关的月壤力学性质是我国月球车研制所急需的。在制备了用于月面车辆力学试验用的模拟月壤基础上,通过三轴试验得出模拟月壤的弹性模量为48.8 MPa;通过硬度测量可知,模拟月壤的硬度小于黑壤土,与石英砂接近;通过压板试验可得模拟月壤的变形指数n为1.13,变形模量K为1 056 kN/mn+2,分析可知,随着变形模量和变形指数的增大,其承压能力增大;通过履带板试验可得模拟月壤剪切变形模量k为1.2 cm,分析可知,剪切破坏模量的增大对剪切强度的影响不大,但会使剪切破坏的峰值向后移动;另外,随着内摩擦角Φ和黏聚力c的增加,剪切破坏强度增大。以上研究结果可为月球车行走机构优化设计和通过性能评估提供参考和依据。

岩体结构面循环剪切设备和剪切力学特性的研究现状及展望

总结了岩体结构面在循环荷载作用下的力学特性若干重要问题的研究进展,包括4个方面:(1)岩体结构面表面形态信息;(2)岩体结构面循环剪切试验设备;(3)循环剪切试验影响因素;(4)结构面力学特性的描述与表征。在对现有研究成果进行评述的基础上指出了需要解决的问题和今后的发展方向。目前,结构面粗糙度描述缺乏统一的评判标准,在单向剪切中足以模拟地震动荷载的剪切设备仍有待进一步研发,且法向循环加载试验,特别是切向和法向循环荷载耦合剪切试验还有待研究,此外针对循环加载试验,仍缺乏一个完备的理论能够综合考虑所有影响因素;结构面的变形和强度公式如何选择也是一个较难解决的问题。研发新的动态、多自由度循环剪切设备,进行完备的循环剪切变形和强度公式研究是岩体结构面动态剪切问题研究的必由之路。希望本文可为今后的相关工作提供一定的参考和依据。

考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型

针对机床数字化设计中典型结合面建模精度误差较大的问题,提出了一种采用虚拟材料等效结合面静力学特性的方法,建立了考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型,并完成了相应的静刚度测试实验。首先,综合考虑了弹塑性变形机制和摩擦力的影响,提出了一种新的结合面法向和切向刚度的分析模型;其次,根据不同类型结合面的特点,采用虚拟材料模拟结合面的刚度特性,建立了刚度特性与虚拟材料弹性模量和泊松比的关系,并将其应用于精密数控机床整机的静刚度分析;最后,开展了整机工艺系统的静刚度测试实验,得到了主轴末端X、Y、Z三个方向的刚度分别为26.60 N/μm、41.87 N/μm和40.17 N/μm,并将其与仿真数据进行了对比。研究结果表明:不考虑结合面影响的模型相对误差将近17%,而考虑结合面影响的模型相对误差在5%以内,验证了考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型的有效性;采用虚拟材料等效结合面静力学特性的方法可作为机床数字化设计的一种可行的方法。

嵌入式共固化穿孔纤维增强阻尼复合材料面内力学性能

本文提出一种嵌入式共固化穿孔纤维增强阻尼复合材料板(Embedded Co-curing Perforated Fiber-reinforced Damping Composite Panel, ECPFDCP)结构。该结构在减小刚度损失、提高承载能力的同时,还提高了阻尼性能。建立了有限元模型和穿孔纤维增强阻尼薄膜的面内等效参数的理论模型,运用数值模拟分析方法验证了文中理论模型和方法的有效性。用验证的理论模型和方法分别研究了设计参数对ECPFDCP穿孔纤维增强阻尼薄膜面内力学性能的影响。结果表明:增大穿孔阻尼层厚度和阻尼层穿孔孔径,减小阻尼层穿孔孔距,均有利于增大剪切模量。文中的模型和方法对嵌入式共固化非连续阻尼复合材料结构的动力学性能理论研究具有重要的指导意义,为结构的设计与制造提供了参考。

嵌入式类蜂窝结构面外力学性能研究

提出一种嵌入式类蜂窝结构,采用能量法推导其单(双)壁厚夹芯结构的面外等效力学参数公式,利用数值模拟方法验证其力学模型及公式的正确性;研究嵌入式类蜂窝芯层结构尺寸对其面外力学性能的影响,结果表明:在其他结构尺寸一定的情况下,当四边形壁厚与八边形壁厚之比a增大时,该结构的面外等效弹性模量和剪切模量随之增大,当八边形边长与其壁厚之比β增大时,该结构的面外等效弹性模量和剪切模量随之减小,并且β值到达50左右时,剪切模量趋于稳定,由此发现面外等效弹性模量受尺寸参数影响较剪切模量明显。此研究为后续嵌入式类蜂窝结构在工程中的应用提供了理论支撑。

用于月面车辆力学试验的模拟月壤研究

研究月面环境下的车辆地面力学,对保证月球探测车辆的正常工作具有重要意义,而用于月面车辆力学试验的模拟月壤则影响其结果的准确度与可信度。用于月面车辆力学试验的模拟月壤,以月壤样本与JSC-1模拟月壤为参考标准,以吉林辉南县火山灰为主要原料、赤铁矿砂为辅料,通过调整试样的粒径分布与赤铁矿砂含量,使模拟月壤的比重、内摩擦角、凝聚力、承压特性、粒径分布、颗粒形态、矿物组成等参数接近JSC-1模拟月壤,并在月壤样本的参数变化范围之内,表明该模拟月壤可用于月面车辆力学试验研究。

缝合复合材料层板面内力学性能试验与分析

研究多种缝合方向、缝合密度对复合材料层板面内拉、压、剪等基本力学性能和典型失效模式的影响,并结合理论模型分析缝合参数影响层板力学性能的机理。结果表明,缝合对层板面内性能有一定影响,缝合密度的增加导致层板面内性能下降,缝合方向对层板性能影响较大;试件破坏位于缝合针孔处;缝合造成的纤维弯曲和纤维断裂引起了较强的应力集中,是缝合影响层板力学性能的主要因素。

深层致密砂岩储层岩石结构面微观力学行为特征

深层致密砂岩结构面的力学行为易被忽视。通过岩心物性资料、岩石力学实验分析了孔隙影响岩石破裂的基本特征,确定了岩石破裂的孔隙度下限为2.21%,与研究区储层孔隙度下限2%基本吻合,而物性下限对应的临界抗张强度为6.46 MPa,也与研究区砂岩平均抗张强度基本一致。加载方向平行于纹层时,岩石更易发生破裂。微裂隙力学变形实验表明,存在微裂隙的岩石首次加载-卸载后,平均形变恢复比小于35%,张开度明显减小。该研究从微观角度揭示了岩石结构面对岩石破裂和变形的基本力学行为,可为裂缝控制因素分析、预测及其有效性评价提供重要依据。

直升机舰面动力学分析模型

建立了舰船甲板上直升机旋翼，机体耦合动力学分析模型，导出了其运动方程。无铰旋翼采用当量铰、刚硬桨叶模型，采用准定常理论计算桨叶气动力并计人旋翼动力人流的影响；假设机体是刚性体并在弹性起落架上作六自由度运动。舰船具有6个运动自由度，并考虑直升机在甲板上的不同位置及舰面流场等因素。

基于简化几何模型的筛面张紧量对弛张筛筛面动力学的影响

首先简述了弛张筛的基本工作原理,然后建立了基于简化几何模型的筛面动力学方程,研究了弛张筛筛面张紧量对其筛面动力学的影响方式,使用Excel软件作出三维特性曲面,深入地揭示了弛张筛特有的筛面动力学特征,为进一步提高弛张筛设计和应用提供了理论依据。

胞元缺失对蜂窝结构面内力学性能的影响

为了研究胞元缺失对蜂窝结构面内力学行为的影响,建立了负泊松比蜂窝结构有限元模型,并验证了模型的可靠性。对缺失比例及缺陷类型对蜂窝结构的面内力学性能的影响进行了比较分析。通过分析含缺陷蜂窝结构在特定等效应变下的蜂窝结构变形模式、归一化塑性能量损耗以及它们在相同归一化初始动能条件下的抗冲击能力等,讨论了蜂窝结构对缺失比例和缺陷类型的敏感程度。结果表明,在低速(2 m/s)压缩情况下,胞元缺失比例和缺陷类型均对蜂窝结构的塑性能量损耗有显著影响。但随着压缩速度的增大,这种影响逐渐减弱。另外,胞元缺失对蜂窝结构的抗冲击性能也有影响。该文研究可为蜂窝材料的工程设计提供参考。

组合型类蜂窝夹芯结构设计及面内力学性能研究

为提高蜂窝夹芯结构共面方向的承载性能,从仿生序构角度,提出一种组合型类蜂窝夹芯结构,并对其面内力学性能进行研究。首先,从深海鱼的骨骼结构中仿生设计出一种功能基元,并将该基元4个一组在空间组合成一个基本单元,再将此单元在水平和垂直方向上阵列得到一种四边形里嵌套八边形的组合型类蜂窝夹芯结构;然后,根据胞元理论将该结构进行简化,采用经典梁弯曲理论与胡克定律推导出其面内等效力学参数公式;采用压缩实验和数值模拟进行力学参数的对比验证,得到该结构面内等效弹性模量的实验值、仿真值与理论值之间的误差分别为13.68%和10.60%,验证了组合型类蜂窝夹芯结构面内等效力学参数的准确性。在相同等效密度下,将所设计的组合型类蜂窝夹芯结构和该课题组以前提出的“超轻多孔”类蜂窝夹芯结构进行等效力学性能对比实验,结果表明:所设计的组合型类蜂窝夹芯结构的面内等效弹性模量是类蜂窝夹芯结构的20倍左右,其刚度有显著提升,该研究成果为新型蜂窝结构创新设计提供了思路。

接口前处理在光机系统动力学分析和面形优化中的应用

为了解决光机系统动力学分析与面形优化过程中由于光机接口程序后处理方式所引起的计算数据量大或接口处理失效的问题,提出将光机接口处理过程移到有限元前处理中,并进行了光机系统的集成分析与优化。首先,为了解决标准Zernike多项式在环形离散点域内的非正交性,引入了节点面积加权因子和环域Zernike多项式。提出了通过对镜面施加均匀压强求节点支反力的方式求取节点面积加权因子的计算方法。然后采用最小二乘法推导出镜面刚体位移和拟合镜面变形的Zernike多项式系数与镜面各节点变形量之间的线性关系式。最后,编写接口程序将这些线性表达式以多点约束(MPC)的方式导入到有限元模型中,在前处理过程中完成系统的光机接口处理过程。通过对非稳态风载引起的某1.2m地基望远镜视轴抖动和液压whiffletree支撑下的主镜镜面高阶变形量进行结构动力学随机响应分析,验证了光机前处理方法对解决光机系统动力学问题的有效性。此外,还以镜面面形为优化目标对1.2m轻量化主镜的镜体结构和尺寸进行敏感度分析,证明了光机前处理方法可以有效地简化镜面面形的优化分析过程。

缝合工艺对复合材料面内力学性能影响实验研究

研究了不同缝合密度和不同缝线粗细对碳纤维八枚五飞经面缎缝合复合材料面内力学性能的影响,并结合显微镜观察测量因缝线植入导致面内纤维弯曲,分析了面内纤维弯曲与力学性能的相关性。结果表明,缝合对层板面内性能有一定的影响,随着缝合密度变密和缝线变粗,面内力学性能整体呈下降趋势,且降低幅度均增大。显微镜分析表明,用纤维弯曲幅度和角度表征面内纤维弯曲,面内纤维是影响缝合层板力学性能的主要因素。在相同缝线下,随着缝合密度变密,面内纤维弯曲幅度几乎不变,而弯曲角度先增大后减小,力学性能整体呈降低趋势;在相同缝合密度下,随着缝线变粗,纤维弯曲幅度和角度均增大,强度降低趋势与面内纤维弯曲幅度和角度有很强的相关性,其二次函数相关系数在0.89~0.97之间。

利用基于直接动力学的轨线面跳跃方法处理非绝热过程

势能面交叉引起的非绝热过程广泛存在于光化学和光物理中。对这一过程进行描述是理论化学的重要挑战之一。非绝热过程涉及原子核与电子之间的耦合运动,因此量子化学的基本假设之一"玻恩-奥本海默"近似被打破,所以对其进行描述需要发展新的动力学理论方法。在这些方法中,Tully发展的最少轨线面跳跃方法凭借易于程序化、便于计算等优点已经发展成为处理非绝热问题的主要动力学方法之一。其中原子核以经典的方式在单一势能面上进行演化,电子以量子的方式沿着同一轨线进行演化。在整个演化过程中,非绝热跃迁通过轨线在不同势能面间的跃迁来描述,其中跳跃发生的几率与电子的演化有关。如果将该方法与从头算直接动力学相结合,可以在全原子水平上研究实际分子体系的非绝热动力学,给出其激发态寿命、非绝热动力学中分子的主要运动方式、反应通道以及分支比等重要信息。本文旨在讨论最少面跳跃直接动力学方法研究非绝热问题的一些进展,包括动力学基本理论,特别关注将最少面跳跃方法和直接动力学结合的数值实现细节,同时讨论该方法在研究实际体系当中的一些应用,并对轨线面跳跃方法下一步发展的一些方向进行合理的展望。

太阳透地仓、颊车联合柴胡桂枝汤对周围性面瘫患者面神经功能、免疫功能及面动脉血流动力学的影响

观察周围性面瘫患者治疗中太阳透地仓、颊车联合柴胡桂枝汤对患者面神经功能、免疫功能及面动脉血流动力学的影响。方法:选取自2022年3月起一年内在本院就诊治疗的周围性面瘫患者80例试验样本,对所有患者相关资料及随访情况进行统计分析,随机等分为病患数相同的对照组和研究组,基于对照组常规西医对症支持治疗,研究组患者在对照组基础上增加太阳透地仓、颊车穴针透刺疗法联合柴胡桂枝汤进行治疗,评价患者治疗后的疗效、中医症状情况,检测患者治疗后血清免疫球蛋白水平、肌电图、面动脉血流动力学变化情况。结果:实验组临床疗效92.50%(37/40)显著高于对照组临床疗效70.00%(28/40)明显,有统计学意义(P0.05)。实验组在中医症状评分口眼歪斜、眼睑不能闭合、不能皱眉上显著低于对照组,有统计学意义(P0.05)。实验组在治疗后对患者的血清免疫球蛋白水平、肌电图、面动脉血流动力学变化情况影响差异突出,有统计学意义(P0.05)。结论:太阳透地仓、颊车联合柴胡桂枝汤对周围性面瘫患者的临床疗效突出,并可显著提升患者的面神经功能,改善其免疫功能及面动脉血流动力学,值得临床大力实施。

常规针刺配合浅针法对急性期周围性面瘫患者疼痛、面动脉血流动力学及面部肌电图的影响

目的观察常规针刺配合浅针法对急性期周围性面瘫患者疼痛、面动脉血流动力学及面部肌电图(EMG)的影响。方法将120例性急性期周围性面瘫患者随机分为对照组与观察组各60例。对照组给予常规针刺法,观察组给予常规针刺配合浅针法,1周为1个疗程,均治疗4周。观察两组的治疗效果,比较治疗前及治疗2、4周时的视觉模拟量表(VAS)评分、患侧面动脉血流动力学指标[收缩期峰值血流速度(PVS)和阻力指数(RI)]及面部EMG指标(潜伏期、患健侧波幅比值),记录不良反应。结果观察组的总有效率为90.00%,明显高于对照组的75.00%(P<0.05)。治疗2、4周时观察组的VAS疼痛评分明显低于对照组(P<0.05)。治疗2、4周时观察组PVS明显高于对照组(P<0.05),RI明显低于对照组(P<0.05)。治疗4周时观察组的眼轮匝肌、口轮匝肌及鼻肌EMG潜伏期明显低于对照组(P<0.05),EMG患健侧波幅比值明显高于对照组(P<0.05)。两组不良反应发生率差异无统计学意义(P>0.05)。结论常规针刺配合浅针法治疗急性期周围性面瘫患者的疗效显著,安全性高,能明显改善患者的疼痛、面动脉血流动力学指标、面神经及面肌损伤。