2020年细胞力学热点回眸

 概述了2020年细胞力学研究的热点和进展，探讨了细胞膜表面张力、细胞粘附力、细胞弹性模量、细胞与纳米颗粒相对刚度等对细胞生物学行为的影响及其在疾病诊疗中的应用。     

城市道路安装分隔栏杆对通行能力影响的研究

为明确和固定不同方向、不同性质车辆的行驶路权,在城市道路设置分隔栏,是当前城市交通拥堵治理常用的方法。实践表明,分隔栏对道路有序、安全起到一定作用,但是会导致道路侧向净空减少,对驾驶员心理造成影响,进而影响车辆的行驶速度,道路通行能力反而下降。文章运用道路侧向净空与车速的数学关系模型,从理论上对不同类型城市道路设置分隔栏的可行性进行了研究,并通过对车速实地调查和实例分析,对比分析分隔栏对车速的影响。结果表明,城市道路安装分隔护栏时,要综合考虑道路的宽度、限速值及车型,谨防适得其反的现象发生。     

CO_2膨胀体系混合物的黏度模型

针对已有模型计算CO_2膨胀体系混合物黏度精度低的问题,在对已发表文献中的7种CO_2膨胀体系气液混合物(包括CO_2与正癸烷、正十四烷、正十八烷、甲醇、乙醇、丙醇和丙酮)的黏度数据进行搜集整理的基础上,建立了适用于CO_2膨胀体系的改进的Eyring-NRTL黏度模型,确定了模型中的二元作用交互参数与混合物平均摩尔质量之间的关系,并通过文献数据回归得到了模型中的参数。结果表明,对于CO_2/正癸烷体系黏度推算的平均偏差小于3%(310.93 K除外),CO_2与正十四烷、正十八烷、甲醇、乙醇、丙醇和丙酮体系的绝对平均偏差小于4%。通过与其他黏度模型的比较,表明改进的黏度模型可以用于计算CO_2膨胀体系的黏度数据。     

干冰膨胀对烟丝有害成分和显微结构的影响

干冰(液态CO2)膨胀技术是卷烟工业企业针对烟丝的一种膨胀处理技术.干冰膨胀烟丝在卷烟配方中的应用,主要是利用膨胀烟丝具有较高填充性和高效燃烧性以及可以降低卷烟烟气中焦油质量分数的作用.针对干冰膨胀烟丝处理技术,研究了干冰膨胀处理技术对烟丝有害成分的影响,并从显微结构方面对膨胀前后烟丝的结构进行了分析.结果表明:烟丝经干冰膨胀处理后,卷烟烟气中除氰化氢(HCN)质量分数有所增加外,其他焦油,氨,NNK,一氧化碳,苯酚,巴豆醛,苯并[α]芘有害成分质量分数降幅明显,降幅分别可达32.35%,44.80%,29.70%,14.07%,61.48%,12.40%和27.52%;处理后烟丝的显微结构与处理前烟丝相比表面组织膨大,内部组织涨开,孔隙增大,淀粉颗粒减少,细胞壁断裂,细胞内溶物析出.     

液晶清亮点对光敏手性偶氮苯分子螺旋扭曲力常数的影响

本文主要研究了光敏手性偶氮苯分子Azo-o-Bi的螺旋扭曲力常数(β)及其变化量(Δβ)与液晶清亮点之间的关系。将光敏手性偶氮苯分子Azo-o-Bi与不同的向列相液晶主体E7,HTG135200-100,HNG715600-100配置成具有光敏性的胆甾相液晶,测量Azo-o-Bi分子在不同胆甾相液晶中的β值及Δβ值。通过分析不同胆甾相液晶的差热扫描量热(DSC)曲线,研究手性剂的β值及Δβ值与液晶清亮点间的关系。发现液晶的清亮点越高,手性剂的β值及Δβ值越大。这是由于液晶清亮点越高,其所对应的有序度参数越大,液晶分子排列的有序程度越高,分子间的相互作用力越强,从而导致光敏手性剂对向列相液晶产生的螺旋扭曲力及其变化量就越大。     

基于遗传算法优化神经网络的拼焊板压边力预测

通过数值模拟与神经网络技术对拼焊板盒形件拉深成形过程中的压边力预测问题进行研究.运用数值模拟分析压边力加载形式对拼焊板盒形件成形性能的影响，找到一种较优的变压边力加载方式.建立适用于拼焊板盒形件拉深成形压边力预测的BP神经网络模型.采用遗传算法对神经网络模型进行优化，在基因选择过程中加入精英保留策略，最终通过基于遗传算法优化的神经网络模型获取了理想的压边力曲线，用以预测随拉深行程变化的压边力数值，为实现智能化冲压奠定了技术基础.     

基于分形的多孔介质复合相变材料的储热特性

本文利用膨胀石墨和纳米颗粒来强化相变储热系统的传热性能。在膨胀石墨基体中填充含纳米颗粒的相变材料，用焓-孔隙度法模拟材料的相变过程。针对不规则的膨胀石墨孔隙结构，用三维W-M分形函数修正膨胀石墨孔隙率波动，以研究不同的孔隙率和有效导热系数比对固态显热蓄热阶段相变材料熔融速率的影响。在液态显热蓄热阶段时探讨膨胀石墨孔隙率以及纳米颗粒体积分数对相变储热系统中对流传热的影响。研究结果表明，分形分布的孔隙结构能有效地抑制纳米颗粒的自由运动从而降低了纳米颗粒的局部团聚的可能性，所以利用三维W-M分形函数修正的膨胀石墨比采用平均孔隙率能更好地模拟相变材料的熔融速率。在固态显热蓄热阶段，膨胀石墨孔隙率为0.8的相变材料熔融速率比孔隙率为0.85和0.9显著增加，另外，膨胀石墨与纳米颗粒-相变材料的有效导热系数比为100的熔融速率也明显比有效导热系数比为80和60的快。当相变材料处于液态显热蓄热阶段时，其在膨胀石墨孔隙中产生对流，对流传热速率随着膨胀石墨的孔隙率增大而增大，纳米颗粒体积分数的增加也会提高对流传热速率。     

考虑颗粒级配影响的高聚物改良钙质砂抗剪强度特性试验研究

基于南海某岛礁典型回填工程面临的钙质砂问题,提出采用环保固化剂高聚物对钙质砂地基进行加固。制作不同级配、不同高聚物含量的固化钙质砂试样,开展一系列直剪试验和SEM微观结构试验,研究高聚物固化钙质砂的抗剪强度、粘聚力、内摩擦角等参数随着高聚物掺量和颗粒级配变化的演变规律,以及高聚物改良钙质砂力学性能的微观机理。试验结果表明,随着高聚物掺量的增加,高聚物改良钙质砂的抗剪强度明显增大,试样的剪应力-位移曲线由硬化特征逐渐呈现为软化特征；高聚物主要通过影响钙质砂的粘聚力来改变其抗剪强度,对内摩擦角的影响十分有限；钙质砂中粗颗粒含量越多,其孔隙越大,高聚物改良钙质砂的反应越明显,对其强度的提升作用也越明显; 高聚物主要包裹在钙质砂颗粒表面或填充于颗粒之间,从而改变钙质砂材料原本的力学性质,使得土体的抗剪强度明显增长。     

准静态侧向撞击下钢筋混凝土圆柱桥墩破坏模式判别

当大质量车辆高速撞击桥墩时，产生的巨大撞击力可能导致桥墩损伤甚至破坏。本研究准静态侧向撞击下，钢筋混凝土圆柱桥墩的破坏模式。首先根据经典结构力学理论得到桥墩截面最大内力，结合钢筋混凝土圆形截面抗剪、抗弯承载力计算式，得到钢筋混凝土圆柱桥墩抗侧向撞击破坏的强度条件，最后得到剪切、弯曲、剪切弯曲三种破坏模式的判别标准。采用ABAQUS有限元软件对三种工况进行模拟研究，结果表明破坏模式判别标准具有很好的有效性。