Studies of surface plasmon resonance sensor using bi-beam differential measurement approach

In this paper, a low-cost measurement approach with bi-beam was presented, which can be used for real-time detection and online analysis of solution refractive index, based on systematical analysis and experiments of conventional detection methods on surface plasmon resonance sensor. This novel method was analyzed theoretically and based on it a sensor system set was established. The factors that affect the sensor's sensitivity and working range were discussed. The angular adjustment setup was simplified, errors produced by movable components were avoided and the maneuverability was enhanced with this new method. The noiseproof feature and stability of the sensor system were greatly improved as well.

集中力下的Winkler地基上双层弹塑性梁

为了完善弹性地基上弹塑性梁的理论基础,假设梁弯曲符合理想弹塑性模型,双层梁层间为竖向弹簧连接,根据受力平衡和本构关系建立Winkler地基上双层弹塑性梁的微分方程并给出通解.以无限长双层梁中心处作用集中荷载为例,研究同质同宽双层梁的加载全过程,分析梁厚、层间竖向模量等参数对梁极限承载力的影响.结果表明:当上、下层梁厚度相同或下层梁更薄时,不论层间竖向模量取多大都是上层梁先屈服;层间竖向模量趋近于无穷时,上下层梁的挠曲线相同,极限承载力趋近于双层叠合梁的极限承载力,此时结构退化成双层叠合梁;当层间竖向模量与地基反应模量之比大于5000时,上、下层梁竖向拉压变形对梁极限承载力的影响超过3%,应予以考虑,宜采用广义模量计入梁截面竖向拉压变形的影响.

热轴力对双层微梁谐振器热弹性阻尼的影响分析

近年来,已有不少关于复合材料层合梁/板谐振器热弹性阻尼的研究论文发表.然而,在这些研究中热轴力(热薄膜力)对热弹性阻尼的贡献都被忽略了.众所周知,若梁/板的材料性质分布关于几何中面不对称则其物理中面将偏离几何中面.于是,热-弹耦合振动引起的变温场不但会形成热弯矩,还会产生热轴力(热薄膜力),二者将共同产生热弹性阻尼.文章基于Euler-Bernoulli梁理论和经典热传导理论,建立了双层矩形截面微梁热-弹耦合振动数学模型,精确考虑了热轴力对微结构内能耗的贡献.然后,采用解析方法求得了用变形几何量表示的热轴力和热弯矩,进而求得了系统自由振动的复频率以及用逆品质因数表示的热弹性阻尼解析解.作为数值算例,选取由均匀的银(Ag)和氮化硅(Si_(3)N_(4))分层组成的双层微梁,通过大量的数值实验定量分析了分层体积分数变化对热弹性阻尼的影响规律,考察了热轴力对热弹性阻尼的影响程度.结果表明,忽略热轴力将会低估层合梁谐振器的热弹性阻尼.在金属银的体积分数为70%(氮化硅体积分数为30%)时,忽略热轴力后对热弹性阻尼的低估最大可达16.3%.

地下车库蜂巢芯空心楼盖施工技术

结合泊里镇驻地改造施工现场情况,论述了蜂巢芯空心楼盖技术在地下车库施工过程中的应用。通过对蜂巢芯空心楼盖的施工技术要点描述,从降低工程造价;方便施工、减少模板;有效缩短施工工期;有效减少混凝土收缩裂缝;加强防水、防火性能及保温、隔声性能和抗震性能;相比一次性膜壳,蜂巢芯无脱落风险等方面分析地下车库顶板采用蜂巢芯空心楼盖的优势。

斜交钢−混凝土组合空间节点抗震性能试验研究

按照1꞉4缩尺完成1个斜交钢−混凝土组合空间梁柱节点,以柱端加载方式对本试件开展水平低周循环荷载试验。主要研究节点核心区的受力特征、破坏形态和抗震性能。利用ABAQUS有限元软件模拟试验,在模拟结果与试验结果对应较好的前提下,建立18个有限元模型分析轴压比、柱型钢腹板厚度及型钢翼缘厚度3种参数对节点承载力的影响。研究结果表明:在加载后期,试件的节点核心区产生明显的剪切变形,并伴随扭转现象,反映了节点产生平扭耦联的空间作用特点;试件的滞回性能、承载力、刚度和耗能能力较强,反映了此节点具有良好的抗震性能;且节点的极限位移角为1/25,满足规范规定1/50的限值要求;适当增大轴压比对提高承载力有利;在低配钢率下,优先增加翼缘厚度对提高承载力更有效;在高配钢率下,优先增加腹板厚度对提高承载力更有效。

国家体育馆屋盖模型模拟地震振动台试验研究

传统的模拟地震振动台试验,由于受振动台台面尺寸的限制,平面尺寸一般不大,作者利用多子台振动台台阵系统对国家体育馆双向张弦梁结构屋盖模型(平面尺寸11.4m×14.4m)进行了竖向地震动振动台试验,通过试验得到了该结构在竖向地震动作用下的加速度、位移、应变响应及其响应规律,为评价国家体育馆屋盖结构在竖向地震作用下的抗震性能及今后同类结构的抗震设计提供了试验数据和依据.

双Pearcey光束的构建及数学机理研究

通过推导椭圆线的菲涅耳衍射分布,得到了形如Pearcey函数的数学表达式.通过数值模拟和实验产生,发现椭圆光环经菲涅耳衍射后形成的Pearcey光束外形上很像两个经典Pearcey光束面对面组合而成,我们把它命名为双Pearcey光束,这是形式不变Pearcey光束家族的新成员.随后,利用数学突变理论,给出了双Pearcey光束所具有的光学拓扑结构的数学机理和相应表达式.

层间接触状态对桥面铺装结构力学响应的影响

为解决混凝土桥桥面铺装结构设计时对调平层与沥青铺装层层间真实接触状态考虑不足的问题,采用理论推导和室内试验相结合的方法,应用层间接触系数来评价不同层间处治措施下的层间接触状态,同时采用ANSYS软件对不同接触条件下的力学响应进行分析.结果表明,植石措施下的层间接触系数值最大,为0.607,这与其表面构造深度大有关;部分连续层间接触状态下沥青铺装结构的受力状态明显较完全连续接触条件恶化,以拉毛措施下的沥青铺装层剪应力为例,XY向、YZ向剪应力最大值分别为0.412 MPa和0.421 MPa,较完全连续条件下的0.195 MPa和0.222 MPa分别增加了111%和91%,说明以完全连续层间接触条件进行铺装结构设计是不合理的;四种混凝土表面处治措施下,各铺装层所受最大应力变化不大,但与完全连续状态相比,沥青铺装层的受力状况明显恶化,说明在铺筑实体工程时要尽可能增强调平层与沥青铺装层的层间接触状态.

沥青加铺层温度应力研究(Ⅰ)：力学模型

研究比较了3维有限元模型、平面有限元模型和弹性地基上双层叠合梁模型在分析旧混凝土路面上沥青加铺层温度应力的适用性,指出加铺层路面结构变形视二垂直方向变形之叠加是可行的.由于旧混凝土路面接缝造成的结构间断,加铺层层底应力集中现象明显,收敛较其截面内力(弯矩和轴向力)困难,加铺层受力状况宜用其截面内力表征.调整双层梁的水平剪切变形和竖向拉压变形效应系数,弹性地基上双层叠合梁模型的加铺层截面内力计算结果与2维平面模型的结果具有很好的一致性.

双预应力混凝土梁预压钢筋锚固的研究

双预应力混凝土梁是设有预压粗钢筋的预应力混凝土简支梁 ,其技术关键是预压钢筋的锚固系统。所研究的锚固系统是由高强螺母、钢锚板和锚固钢筋组成。 2根长度为 5 5m的梁试验和有限元法分析证明这种锚固系统是可靠的。

双材料叠合悬臂梁端部受集中力作用的理论解

文章采用弹性力学的应力函数法,求得了双材料叠合悬臂梁在自由端受集中力作用时的理论解,所得到的应力理论解可退化为已有的单材料悬臂梁在自由端受集中力作用时的理论解;运用有限元分析软件An-sys,对用钢和铝合金叠合成的悬臂梁进行了数值计算,验证了所得到的理论解的正确性。

沥青加铺层温度应力研究(Ⅱ)：内力及层间反力近似解

将旧水泥混凝土路面板温度变化引起的沥青加铺层路面结构的变形效应,分解为旧水泥混凝土路面板收缩引起的拉压效应、翘曲引起的弯曲效应,以及已知层间水平摩阻应力引起的弯曲效应三种,推导这三种效应的解析解;讨论旧水泥混凝土路面板收缩和翘曲时上述三种效应的组合及相互影响,给出沥青加铺层截面内力、层间接触应力的计算显式,并论证用这种先分解后组合的方法求解旧水泥混凝土路面板上沥青加铺层温度应力是可行的,且具有足够精度.

双预应力混凝土梁的试验研究

通过4根双预应力混凝土试验梁的试验,验证了预压钢筋的有效性。在梁端锚固和梁间开洞锚固基础上提出了一种立足于国产材料和设备的新型锚固体系,大大减少了传力锚固后的反拱值。对传力锚固前后洞口局部的混凝土应力进行了有限元分析,指出了预拉钢筋对减小预压过程中较大的局部拉应力是必不可少的。

双材料梁界面力学及其应用:综述

双材料结构在工程中得到了广泛应用,如薄膜涂层、压电材料、复合材料层合板和夹层板、粘结接头、FRP加固混凝土结构等;然而,这些结构的破坏通常是从界面及其附近开始的.通常利用损伤力学的方法(材料强度的方法)来预测裂纹的萌生,利用断裂力学的方法来预测裂纹的扩展;因此,开展双材料结构的界面应力分析和具分层双材料结构的断裂以及相关分析是至关重要的.首先介绍双材料梁粘结界面应力分析的基本模型,从而为预测裂纹的萌生提供了有力工具.然后综述双材料梁界面断裂力学分析的基本方法,并详细介绍解析解求解的裂纹尖端法及其相关模型,重点强调裂纹尖端变形对分析结果的影响.最后介绍界面分层对双材料结构其它力学特性的影响,例如屈曲和振动特性.

国家体育馆屋盖模型二维地震反应试验研究

国家体育馆双向张弦屋盖模型模拟地震振动台试验是国内外首次进行的如此大尺寸空间结构的试验,作者进行了竖向和水平的二维地震动输入的振动台试验,通过对试验得到的结构在二维地震动作用下的加速度、应变、内力响应的分析,为评价国家体育馆屋盖结构在二维地震作用下的抗震性能及今后同类结构的抗震设计提供了试验数据,同时结果表明双向张弦结构具有良好的抗震性能,是一种具有良好应用前景的新型大跨度结构体系。

考虑层间滑移效应的组合梁解析计算

将双层组合梁的接触面模拟成Goodman弹性夹层,用Goodman弹性夹层法分析双层组合梁在弹性工作阶段的滑移、内力及挠度与荷载之间的关系.分别针对简支梁、悬臂梁在多种荷载作用下,根据边界条件计算出梁在该荷载约束条件下的内力、滑移和挠度分布规律,通过"滑移附加弯矩"引入层间相对滑移对组合梁的影响.该理论公式既能描述组合梁的界面滑移规律,又可以计算界面滑移对组合梁变形挠度及截面应力分布的影响.利用通用有限元软件对组合梁的界面滑移与变形进行了有限元分析,验证了解析计算结果.所得的理论计算公式物理意义明确,简化了组合梁结构截面应力分布和变形挠度的计算.

弹性地基上双层叠合梁的解

将双层叠合梁之间的接触状况拟合为一符合Ｇｏｏｄｍａｎ假设的弹性夹层，导出了Ｗｉｎｋｌｅｒ弹性地基上双层叠合梁的微分方程组及其解析解．通过引入“广义夹层反应模量”计入了夹层水平和竖向反力引起的梁截面的剪切和拉压形变效应，它有效地提高了计算精度，尤其是在双层梁结构有间断的场合．

双伸臂钢梁等效计算长度系数确定及稳定设计

在双伸臂梁整体稳定分析中引入等效计算长度系数 ,提出了其计算公式 ,并按照钢结构设计规范受弯构件整体稳定性设计中的相关内容 ,由等效计算长度系数推导出了双伸臂梁整体稳定系数的表达式 。

双伸臂钢梁整体稳定设计及其试验验证

在双伸臂梁整体稳定分析中引入等效计算长度系数并得出其计算公式,按照《钢结构设计规范》受弯构件整体稳定性设计中的相关内容,由等效计算长度系数推导出了双伸臂梁整体稳定系数的表达式,给出了完整简洁的双伸臂梁整体稳定设计的计算步骤和设计公式。通过试验数据与公式计算结果的对比,证明了该设计公式具有较高的精度。

具有弹性夹层的文克勒地基上双层叠合梁的解

将双层叠合梁之间的接触状况拟合为一符合 Goodman假设的弹性夹层 ,导出了Winkler弹性地基上双层叠合梁的微分方程组及其解析解。通过引入“广义夹层反应模量”计入了夹层水平和竖向反力引起的梁截面的剪切和拉压形变效应 ,它有效地提高了计算精度 ,尤其是在双层梁结构有间断的场合。