考虑黏结滑移效应对钢筋混凝土内力的影响

钢筋混凝土的黏结滑移性能会影响构件的受拉刚度,但是在工程设计中,忽略了考虑黏结滑移对钢筋混凝土内力的影响,这会对计算结果造成很大的误差.通过对两端固定连接的钢筋混凝土杆件在跨中区域的轴向力作用下的弹塑性性能进行研究,推导了考虑黏结滑移的内力计算公式,同时使用ANSYS软件模拟出未滑移阶段的黏结应力与钢筋应力的比例系数计算公式,并通过与实验结果的比较,验证了计算公式的准确性.通过算例对比分析发现,考虑黏结滑移和不考虑黏结滑移时算例的内力计算结果差异很大,最大内力误差将近80%左右,因此认为钢筋与混凝土黏结滑移的影响是不可忽略的.     

基于sEMG振子模型的骨骼肌等长收缩力与固有特性的能量核表征方法

提出了一种肌肉等长收缩力估计与肌肉固有特性表征的新方法,称为能量核方法.此方法的初衷在于将表贴EMG(肌电图)信号转变为平面内的相图,并将相图上状态点的分布核心称作能量核,而噪声信号的分布核心称为噪声核.基于相图的统计特征,将一段EMG信号近似为简谐振子,简称EMG振子.本文建立了控制信号(EMG)与输出信号(力/功率)之间的关系,并提出用EMG的特征能量来表征肌肉力.另一方面,通过对能量核与噪声核的计算,能够得到噪声与EMG信号的自然频率并实现直观的信噪识别与分离.实验结果表明,特征能量对等长收缩力的表征度令人满意,并且由于结合了RMS与MPF两种方法的优点,此方法具有很高的鲁棒性;而特定肌肉的EMG自然频率不取决于MU放电频率,故其反映了肌肉的固有特性.此模型体现的物理意义为EMG信号的理解与分析提供了新的启发.     

斜入射时二维空气孔结构三角形光子晶体的带隙结构

利用平面波展开法推导出光在光子晶体中传播时本征方程的矩阵表达形式,数值求解计算了圆形空气孔结构的正方形光子晶体和三角形结构光子晶体在正入射时的色散曲线及三角形结构光子晶体在斜入射时的色散曲线.这些研究结果对设计和制作光子晶体功能器件具有指导意义和应用价值.计算弁析发现,与正方形结构光子晶体类似,对于二维三角形结构光子晶体,正入射时E波和H波在<10>方向和<11>方向也都会出现带隙,但是带隙宽度比对应的正方形结构的宽许多.二维三角形结构光子晶体在斜入射时,三角形结构光子晶体的色散曲线随着入射角的增大而上升,带隙中心频率也随之增大,但带隙的宽度却随之减小,直至消失.本文研究了斜入射情况下三角形光子晶体的带隙结构和色散特性,所得结论对设计和制作光子晶体功能器件有重要的指导意义和应用价值.     

变频器在潜水泵中的应用和节能研究

在雨水和生活污水抽排中,需要使用潜水泵,由于受各方面因素的影响和制约,使得潜水泵的能耗较高。为了降低其能耗,可将变频器合理应用到潜水泵中,以此来达到节能降耗的目标。基于此点,该文首先阐述了变频器的构成及其作用,并在此基础上对变频器在潜水泵中的应用与节能进行论述。期望通过该文的研究能够对提高潜水泵的节能效果有所帮助。     

骨骼肌收缩的生物电化学变频调控原理——基于分子马达运行机制的骨骼肌生物力学原理（Ⅱ）

以骨骼肌肌纤维中的肌小节为对象,建立了肌膜动作电位活动与由动作电位引发的肌小节内Ca2＋浓度变化的生物电化学模型,并给出了相应的数学描述;以此模型为基础,从控制学角度阐明了由分子马达集体运作产生的肌纤维稳态收缩功率的调控方式,即作为控制信号的动作电位如何调控作为驱动信号的Ca2＋浓度,及其间接调控肌纤维等长收缩力的原理与相关特性,并设计实验对收缩力与动作电位激励频率之间的关系进行了验证;相应地,本文进一步阐述了动作电位对肌纤维的动态收缩功率的调控方式是变频控制,并导出了从动作电位频率变化到肌小节内Ca2＋浓度变化的传递函数,分析了肌纤维收缩的频域特性.另一方面,由理论分析的结果出发,提出了表征从控制信号触发到肌纤维开始收缩的最小滞后时间——＂肌电时间常数＂的概念,最后讨论了肌纤维收缩的变频控制方式的物理内涵及其合理性.     

基于分子马达运行机制的骨骼肌生物力学原理研究进展

骨骼肌是人体运动之源,一直吸引着国内外学者竞相研究,旨在揭示骨骼肌收缩机理,并且相关研究成果已经获得诺贝尔奖.本文首先阐述了骨骼肌生物力学模型研究现状,归纳出自上而下和自下而上的两种开展骨骼肌生物力学模型的研究策略;并从分子马达的多力场耦合机理与集体运行机制、骨骼肌收缩的生物电化学驱动与控制原理两大方面进行了综述,讨论了进行实验验证的解决方案,总结出基于骨骼肌收缩源头——分子马达的微观运行机制来研究骨骼肌生物力学原理的新思路.最后简要评述了目前研究中存在的不足,探讨了今后需深入研究的方向.     

肌梭传入神经主动突触后反应的动力系统-Markov模型

运动神经元是骨骼肌运行的控制单元, 而肌梭等感受器的传入神经对运动神经元的动态变频反馈是其闭环调控的物理基础. 以肌梭的传入神经突触为对象, 建立了从突触前刺激到突触后反应的动力系统-Markov模型, 并通过将理论结果与相关实验数据进行对比, 进一步验证了模型的正确性. 为描述树突膜的主动传递特性, 本文摒弃了传统的被动电缆理论(passive cable theory), 采用动力系统方法, 并明确了相关参数的物理意义; 而对于突触后电流的动态行为, 则引入了简化的Markov模型, 从而给出了突触后受体开放动力学的解析解. 本文的模型可对胞膜通道密度的实际不均匀性进行模拟, 适用于针对神经元的复杂有限元分析, 进而为运动神经元变频反馈与调控机制的探索奠定了基础.     

CFRP拉挤工艺过程固化度数值模拟与实验

碳纤维增强塑料(CFRP)拉挤成型过程中固化度和温度变化为强耦合关系.通过差示扫描量热(DSC)实验计算得到模型所需的固化动力学参数,根据固化动力学和传热学理论建立了非稳态温度场与固化动力学数学模型,采用有限元与有限差分相结合的方法和ANSYS求解耦合场的间接耦合法对拉挤工艺不同工况下CFRP固化度进行数值模拟.采用特殊设计制作的铝毛细管封装的布拉格光栅光纤(FBG)传感器,屏蔽了荷载效应应变干扰,对CFRP温度场实时检测,从而计算得到实时固化度;同时采用索氏萃取实验测定CFRP制品固化度.结果表明,模拟与实验结果基本吻合.     

正入射时二维空气孔结构正方形和三角形光子晶体的带隙结构

 利用平面波展开法推导出光在光子晶体中传播时的本征方程及其矩阵表达形式，数值求解了圆形空气孔结构的正方形光子晶体和三角形结构光子晶体的色散曲线，给出了不同空气孔结构下的色散曲线。计算分析发现，在<11>方向上，二维正方形结构的光子晶体E波的第一带隙与H波的第一带隙完全分开。在<10>方向上，E波的第一带隙比H波略窄，两者的变化趋势也不尽相同。对E波来说，第一带隙随着空气孔径的增大而增宽；但对H波来说，第一带隙先增宽再变窄。与正方形结构光子晶体不同的是，二维三角形结构光子晶体在<11>方向的第一带隙边缘位置并不在M（1，1）点，而是出现在（0.5，0.5）点，其中心频率比<10>方向的小，但其带隙宽度较正方形结构的大。在<10>方向上，E波的第一带隙比H波的略宽，且两者的变化趋势完全相反。对E波来说，第一带隙先增宽再变窄；但对H波来说，第一带隙随着空气孔径的增大而增宽。     

树脂黏度变化对RTM成型工艺的影响

采用黏度计测定不同初始温度下环氧树脂的黏度,通过拟合法建立环氧树脂的工程黏度模型。将黏度模型引入树脂传递模塑( resin transfer molding, RTM)成型树脂流动模拟中,结合PAM-RTM软件模拟不同初始温度下树脂的填充过程,讨论树脂黏度变化对RTM成型过程树脂流动行为的影响。结果表明,随着树脂初始温度的上升,填充时间先降后升,在初始温度为40℃时填充时间最短。树脂黏度变化对大型结构件RTM成型影响显著。