界面特性对非贯穿连续碳纳米筒体增强复合材料力学性能的影响

首先用分子结构力学方法导出单壁碳纳米管的几何参数,用有限元法(Ansys)分别计算扶手椅型和锯齿型单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWCNTs)的弹性模量,并分析它们与碳纳米管半径和长度的关系;以有效弹性性能较为稳定的扶手椅型单壁碳纳米管为例,利用能量等效原理证明用连续圆筒代替原子结构碳纳米管的可行性;进而建立包含界面相的三维非贯穿连续碳纳米管圆筒增强复合材料实体模型,用纳微观均质化法计算复合材料整体有效弹性模量,分别讨论强界面结合、弱界面结合情况下界面层的长厚比、体积比、弹性模量等的变化对有效弹性模量的影响,应用含空洞、筒体、界面相、基体四相介质的经典Halpin-Tsai、Mori-Tanaka方法验证纳微观均质化计算方法的有效性。同时计算强弱界面情况沿碳纳米管长度方向碳纳米管及界面层的正应力和剪应力分布规律,阐述界面结合的强弱对复合材料承载能力的影响。

第四届全国固体力学青年学者学术研讨会简介

由国家自然科学基金委员会数理科学部发起、国家自然科学基金委员会数理科学部和中国力学学会青年工作委员会主办的第四届全国固体力学青年学者学术研讨会于2010年8月13日-15日在湖北武汉华中科技大学召开，清华大学冯西桥教授和华中科技大学李振环教授担任会议主席．

都汶公路彻底关大桥桥墩抗滚石冲击防护研究

都(江堰)—汶(川)公路是进出5·12汶川地震极重灾区的生命通道,横跨岷江两岸的彻底关大桥桥墩在5·12汶川地震中被左岸崩落的滚石击中而倒塌,经过恢复重建,新建彻底关大桥于2009年5月12日建成通车。2009年7月25日凌晨4:40左右,岷江右岸高位危岩发生大面积崩塌,巨石再次将彻底关大桥砸毁。经调查,岷江两岸山体存在多处危岩,极有可能再次发生滚石砸毁大桥的灾难性事件。为此,研发一种新型桥墩抗滚石冲击垫层结构,采用非线性有限元对桥墩受滚石撞击过程进行数值模拟研究,考虑滚石撞击过程中材料非线性、几何非线性和接触非线性以及桥墩中的横向箍筋和纵向钢筋的影响,结果表明所采用的垫层防护装置能够有效地缓冲滚石的冲击,大幅度提高桥墩抗滚石冲击的能力,按此思路设计的桥墩防护结构已经竣工3a,运行效果良好。

超高墩连续刚构桥设计中的关键技术

结合沪蓉国道主干线湖北省宜昌至恩施公路龙潭河特大桥的方案研究,介绍了山区超高墩连续刚构桥设计中的一些思路,对高墩连续刚构型式、薄壁局部稳定提出了自己的看法,可望为今后山区高墩桥梁设计提供一些借鉴。

灰色相关性分析在结构静力损伤识别中的应用

基于灰色理论的相关性分析方法,首次提出了灰色曲率关联系数的概念并将其应用到结构的静力损伤识别中,提出了对局部损伤十分敏感的静态位移曲率置信因子SDCACi,通过该因子的大小对各节点所连接的单元是否会发生损伤进行精确的判断,然后运用最小二乘法对损伤区域的损伤程度进行识别.并将该方法应用于两端固支梁的损伤识别中,由识别结果可以证明:不论测量数据(用有限元仿真计算并考虑了测量误差)的多少,该方法对结构中的单损伤和多损伤都能进行准确的定位,因此该方法在大型结构及复杂结构的损伤识别中具有广阔的应用前景.

元胞单元法

介绍一种力学计算方法———元胞单元法 .它将结构的整体求解变成局域分析 ,通过力的局域间的不平衡传递达到最终的整体平衡 .它对计算机容量要求低 ,在大规模计算方面具有良好的前景 .同时 ,由于借用了元胞自动机的思想 ,可形成一种高度并行的算法 ,适用于未来并行机的要求 ,是一种有发展潜力的数值方法 ,可望在大型结构和纳米力学的大规模摸拟方面得到应用 .文中介绍了元胞单元法的基本原理 ,将其用于平面问题分析 ,进行了数值试验 ,给出了计算步骤和结果 ,并对其优点和存在的问题进行了讨论 .

三维实体问题分析中的元胞单元法

基于局部作用原理 ,借用有限元离散和插值技术 ,引入元胞自动机的演化思路 ,得到一种新的力学计算方法——元胞单元法 .它将结构的整体求解变成局域分析 ,通过力的局域间的不平衡传递达到最终的整体平衡 .它对计算机容量要求低 ,可形成一种高度并行的算法 ,可望在大型结构和纳米力学的大规模模拟方面得到应用 .为探讨其适用性 ,将其用于三维实体问题分析 ,给出了元胞模型和计算步骤 ,进行了数值试验 。

氯盐种类及冻融对混凝土氯离子迁移的影响

通过试验研究了盐溶液类型及冻融循环等外部环境对混凝土中氯离子扩散性能的影响.介绍了混凝土电阻和氯离子扩散系数受盐溶液类型及冻融循环影响的变化情况.并试验结果表明,氯盐种类和冻融循环对混凝土中氯离子的迁移都有影响.

沥青混合料损伤蠕变模型试验研究

在三元件黏弹性模型基础上耦合一个连续性损伤因子,构建一个能够描述沥青混合料三阶段蠕变全过程的损伤蠕变模型。综合考虑黏弹性特性与损伤机制,推导了该模型的本构方程,分析了沥青混合料的蠕变特性。通过沥青混合料在不同应力水平下的单轴压缩蠕变实验,编制非线性拟合程序,得到模型参数和损伤演化曲线。将不同应力条件下模型预测值与实验结果进行对比,结果表明,该模型能准确反映不同应力水平下沥青混合料蠕变过程三个阶段的特征和进入破坏阶段的临界时间。

真空排污系统参数分析

分析了真空排污系统的污水流动主要形式及相关参数。采用两相流理论中的回流条件给出了不同管径下使污水提升的最小气流速度约为25～50m/s。采用均相流模型计算两相流中的沿程压力损失以预测真空排污系统的输送能力。分析表明,采用20cm的管网系统,其水平输送距离可达2～3km。

ANSYS梁单元的理论基础及其选用方法

介绍了梁理论的基本内容、基本假定和应用范围,以ANSYS有限元分析软件提供的各种梁单元为具体分析对象,对其理论基础、使用条件进行了充分论述.以某一具体工程为例,对不同单元形式在求解精度、求解耗时及分析结果完整性等方面的差异进行了分析比较,深入讨论了造成这些差异的具体原因,并由此归纳出用ANSYS进行梁柱体系分析时单元选用的一般方法和原则.

一维大应变固结理论的一类解析解

简述了一维固结理论的发展 ,研究了不同描述方法下固结系数的定义 ,运用变换群的方法求得了某些条件下一维大应变固结方程的完整解析解答 ,在此基础上与相同条件下的小应变固结理论作了比较 ,并通过对实例的计算 ,分析了不同假设条件下一维固结理论之间的差异 .计算结果表明 ,在固结过程中 ,由大应变固结理论所得出的沉降量要大于由小应变理论所得出的沉降量 ,而两种固结理论所得出的最终沉降量相同 .

隧道自密实防水混凝土抗渗性试验研究

自密实混凝土用作隧道防水是一项有效的措施。试验以某高速公路隧道工程为背景,采用透水法和氯离子扩散系数法对自密实防水混凝土和普通混凝土的抗渗性能进行比较,并分析养护时间、水灰比、粉煤灰掺量等对混凝土抗渗性能的影响。

非连续屏障对Rayleigh波宽频散射三维快速边界元模拟

基于单层位势理论,将快速多极子-间接边界元方法(FMM-IBEM)拓展到弹性半空间群桩对弹性波的宽频散射求解,进而研究了Rayleigh波入射下多排桩屏障体系的隔振效果。数值试验表明该方法能够大幅度降低常规IBEM计算所需的存储量和计算量。针对典型算例,讨论了单排桩净距、排桩桩长、场地波速、排桩排数及多排桩之间净距对Rayleigh波的屏障效应。结果分析表明:排桩排数是影响多排桩隔振效果的主要因素,而多排桩之间的排距对隔振效果影响较小;桩间净距和桩长是影响单排桩隔振效果的重要参数,桩距在0.1倍~0.3倍Rayleigh波波长,桩长大于1倍波长时即可取得较好的隔振效果;对于不同的场地,场地土越软,排桩隔振效果越好。对低频波隔振宜采用多排桩进行隔振。

自密实轻骨料防水混凝土抗渗性能试验研究

自密实轻骨料混凝土由于具有轻质高强、保温耐火、抗震性能好及便于施工等优点,作为隧道及地下工程的防水新手段,有其优越性。以某高速公路隧道防水工程为例,通过不同的抗渗性能测试手段,研究粉煤灰、聚丙烯纤维和UEA 复掺对自密实轻骨料防水混凝土(SCLC)抗渗性的影响,利用SEM、孔结构试验,探讨SCLC的抗渗机理。结果表明,粉煤灰、聚丙烯纤维和UEA复掺能显著提高SCLC的抗渗性及耐久性。

逆涂模式下辊间涂液的参数分析

针对逆式辊涂过程将涂敷辊与汲料辊之间的液体流动简化成两无限大平板间的黏性流动,结合流体动力润滑理论和毛细效应条件建立辊涂数学模型,并对方程进行求解。重点研究在涂敷辊分别为刚辊和胶辊的情况下,辊涂参数(辊速比、辊半径、涂液表面张力、入口油膜厚度和辊间间隙)对辊间涂液的影响。结果表明,各参数对涂层液珠均有影响,其中辊速比在涂敷辊为刚辊或胶辊时都是影响涂层油膜厚度的重要因素。

城市规划电子沙盘系统设计

电子沙盘技术是新兴的地理空间展示技术,针对城市规划仿真应用的特点,首先论述了应用于电子沙盘系统的虚拟现实技术、多源数据融合技术、多屏投影无缝拼接技术等关键技术体系,然后提出了实现佛山市城市规划电子沙盘系统的设计方案,实践表明电子沙盘技术在城市规划方案评价,多源规划数据整合等方面可以得到有效的应用。

南里渡滑坡计算机仿真系统研究

用Visual Basic 6.0开发了南里渡滑坡计算机仿真系统。系统以南里渡滑坡为对象,以相关地理、地质、水文、气象等资料为基础,运用先进的计算机仿真技术、多媒体技术、图形图象生成和处理技术等,构建滑坡区域所处的地理环境、位置、地形地貌、公路、桥梁、河流等的虚拟世界;建立三维地形地貌、水文、地质模型和实时信息查询系统,提供对三维模型的全方位观察、空中俯瞰的视觉效果;模拟了边坡失稳的动态过程和结果,为滑坡治理设计提供了重要的技术支撑。

分布式协作虚拟样机可视化框架

基于微型计算机的分布式协作虚拟样机可视化框架具有低成本、体系结构开放的特点。通过模型对象的层次化设计,利用全局场景和本地场景的概念,不仅能够保证虚拟样机对象分布式渲染的实时性,同时也能够实现分布式系统中对象的同步处理。在可视化框架中,MicrosoftDirectX提供了优秀的渲染引擎,CORBA技术在分布式环境中构成系统软总线。实验原型系统验证了DirectX能够在微型机算机上满足虚拟样机的3D渲染需求。

Matlab在混凝土结构仿真中的应用

提出了用Matlab进行混凝土结构的计算机仿真开发的观点,通过对一具体问题的仿真实现充分展现了Matlab强大的计算和图形功能,说明了用这种方法进行结构仿真软件开发的高效性、便利性.