考虑双模量影响的复合材料销钉连接失效分析

摘要： 针对复合材料层压板销钉连接结构连接特性,提出一种考虑双模量影响的破坏载荷的数值模拟方法.考虑复合材料在拉伸和压缩应力状态下弹性模量的不同,根据材料所处应力条件选择适当的刚度矩阵,以三维Hashin准则作为单向复合材料层压板的失效判据,采用Camanho的刚度折减模型,将3组不同厚度和铺层的复合材料层压板破坏载荷的试验结果与考虑双模量影响和仅用拉伸模量的有限元模拟结果进行对比.结果表明,考虑双模量影响的有限元模型能够更加准确地预测最终层压板销钉连接结构的破坏载荷.     

短纤维增强橡胶密封复合材料纵向拉伸模量的预测方法

摘要： 建立了含界面相、纤维和基体的短纤维增强橡胶（SFRR）密封复合材料纵向拉伸模量的预测模型,采用Mori Tanaka方法得到了SFRR的纵向拉伸模量的预测公式,将其计算结果与试验数据进行对比;同时,探讨了纤维体积分数、界面相的厚度和模量对复合材料纵向拉伸模量的影响.结果表明：纵向拉伸模量预测模型的计算值与试验值较吻合,其最大相对误差为11.2%;SFRR的纵向拉伸模量随着纤维体积分数的增加而增大;界面相模量对SFRR纵向拉伸模量的影响显著,当界面相模量小于基体模量时,SFRR的纵向拉伸模量随着界面相厚度的增加而减小;当界面相模量大于基体模量时,SFRR的纵向模量随着界面相厚度的增加而增大.     

珠三角西部软土变形特性试验研究

珠江三角洲西部地区广泛分布第四系全新统海陆交互相沉积软土,为了研究该区域软土的变形特性,取5.20～5.40 m、 8.20～8.40 m、 11.40～11.60 m共3个深度的土样,对每一深度的土样进行了竖向和横向的一维固结压缩试验,重点研究了土样的压缩量、孔隙比、压缩系数及压缩模量随固结压力及压缩时间的变化情况,同时考虑了取样深度和软土各向异性的影响.研究结果表明:固结压缩时间在前240 min时,土样的压缩量均明显增大,随后压缩量的增大幅度逐渐变缓,并趋于稳定状态,说明土样的主固结状态已基本完成;软土的孔隙比均随固结压力的增大而减小,当固结压力在200 kPa以内,孔隙比变化较大,取样深度对孔隙比减小的范围影响不大;在固结压力小于100 kPa时,压缩系数随固结压力的增加而显著减少,当固结压力大于100 kPa时,竖向和横向得到的压缩系数几乎相同;压缩模量随固结压力的增加接近于直线增长,随着固结压力的增加,埋深浅的软土压缩模量增加较快.论文的研究成果可为本区域软土地基工程提供合理可靠的设计依据.     

上硬下软双层地基的非线性沉降分析

以秦皇岛地区地基条件为例,根据当地软土及砂土的载荷试验结果确定出各自的修正切线模量方程,然后按修正切线模量沉降计算法分析了上硬下软双层地基中条形基础的非线性沉降特性,最后对双层地基中条形基础的沉降变形控制设计方法进行了探讨.分析结果表明:硬土持力层及下卧软土层厚度、基础宽度对双层地基的沉降变形特性有显著影响,硬土持力层厚度增加会大幅增加地基的承载力,而软土厚度变化对承载力的影响不明显.与采用压缩模量的修正分层总和法相比,采用修正切线模量法得到的计算结果更加准确.     

藏山羊皮肤组织学构造的研究

对临产胎儿、1月龄、4月龄、6月龄、周岁和成年6个年龄组藏山羊进行研究结果表明,藏山羊皮肤表皮层厚度到1月龄时便基本达到衡定,真皮层厚度从临产到成年一直增厚,成年达最厚;皮下组织层发育与真皮层有相同的趋势。初级毛囊密度随年龄递增相对减小,次级毛囊密度临产到1月龄显著增大,1月龄后其密度相对减小,1个毛囊群中次级毛囊4月龄前发育迅速,4月龄后其发育基本停止;S/P一直呈递增趋势,6月龄以后基本达到衡定。网状上层中的胶原纤维直径4月龄前明显增加,乳头层中的胶原纤维直径从临产到成年一直明显增粗;弹性纤维直径1月龄前明显增大,1月龄后增大不明显。研究结果为合理适时地利用藏山羊板皮,和提高藏山绒的产量提供科学指导和理论参考。     

暗环境下大鼠晶状体的发育

目的:研究暗环境下晶状体的发育情况,明确光对晶状体发育的影响。方法:取20日龄大鼠随机分成实验组和对照组,实验组缝合单侧眼睑;饲养30天后,取双侧晶状体;用微量电子秤测得晶状体的重量;在显微镜下用千分尺测得晶状体左右径及前后径;观察晶状体透明度及形状;应用配对t检验及χ2检验进行分析。结果:50日龄大鼠未缝合眼与20日龄大鼠晶状体比较,重量和左右径增大,差异有统计学意义(P<0.05),但前后径无显著增加。50日龄缝合眼大鼠晶状体与50日龄未缝合眼及20日龄眼比较,晶状体重量、左右径和前后径均有显著增加(P<0.05)。结论:大鼠晶状体在正常发育过程中左右径变小,前后径无显著改变;在暗环境下发育,晶状体前后径增加,这可能是近视发生的机制之一。     

聚乙烯醇/聚丙烯酰胺水凝胶基小口径人工血管材料

结合浇注法及编织法制备了一种编织管增强的聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶小口径人工血管材料(内直径6 mm),并进行了一系列表征。结果表明:当该人工血管材料的拉伸伸长率为50%时,拉伸强度可达到(905.6±63.1)kPa,压缩弹性回复率为(93.4±6.7)%,缝合线固位强力为(9.89±0.64)N;在80~120 mmHg条件下,径向顺应性达到(3.11±0.09)%,是商用e-PTFE人工血管的6.9倍;材料的细胞相容性良好,溶血率极低,属于不溶血材料。     

工程橡胶元件弹性特征参数的确定方法

对橡胶材料进行大形变单轴拉伸、单轴压缩和平面拉伸试验,基于非线性弹性理论拟合得出超弹性模型参数,一方面通过数值计算完整定义材料的初始剪切模量、杨氏模量、体积压缩模量、表征压缩模量,另一方面通过仿真分析准确预测大形变范围的非线性特征以及弹性体压缩变形应力-应变关系对试件尺寸和试验边界条件的依赖性.而后,基于线弹性理论进行小形变单轴拉伸和压缩试验,并计算线性模量.分析结果表明,线性理论仅适用于拉伸和剪切小形变弹性体,而对于发生大形变或以压缩为主的复杂形变弹性体而言,大形变试验结合非线性理论和仿真分析是获取有效弹性特征参数的最佳手段.     

含表面梯度强化层的缺口样品疲劳起源寿命数值分析

以Tanaka和Mura的疲劳模型为基础,引入弹性应变能释放项,构建了新的适用于复杂载荷的疲劳模型.利用这一模型,结合表面梯度强化层的强度、模量和残余应力的梯度分布特征,对含表面梯度强化层的缺口样品的疲劳形核寿命分布及裂纹起源位置进行数值分析.分析结果表明:表面强化会增加样品的疲劳形核寿命,强化层厚度变化会改变裂纹形核位置.存在临界厚度,当强化层厚度小于临界厚度,裂纹形核于强化层与基体的界面;反之,形核于强化亚表层或表面.硬度比增加会导致临界厚度增加,过大的残余压应力会降低疲劳裂纹形核寿命.相同名义应力集中系数值(Kt)的样品在同一强化工艺处理后,其疲劳形核寿命和裂纹起源位置随样品缺口尺寸而改变.     

大鼠脑蛋白合成率的年龄差异

实验运用在体同位素示踪和多聚核糖体分析方法,分别测定了1月龄、6月龄、15月龄和27月龄四个年龄组大鼠的全脑及六个不同脑区蛋白质的合成率。实验结果表明1月龄大鼠全脑蛋白平均合成率为0.92％/小时,与其相比,6月龄大鼠下降了52％,15月龄大鼠下降了62％,27月龄大鼠下降了66％。中脑,脑桥延髓,基底神经节的蛋白合成率下降较快,而海马,皮层,下丘脑则下降较慢。随年龄增长,脑内多聚核糖体含量逐渐下降。实验揭示了脑蛋白成率随年龄增长出现的变化具有一定的规律,这种变化在各脑区具有差别。     

早龄期持续拉力对混凝土性能的影响

为研究早龄期持续拉力对混凝土后期力学性能的影响,设计了7个系列共77个混凝土试件,探讨早龄期持荷轴拉比、持荷时间、混凝土强度等3个因素对混凝土后期轴心抗压性能的影响规律。为此,制作了对6个混凝土试件同时施加持续拉力的试验装置,龄期1.5d时开始施加轴向拉力,持荷一定时间后卸载,龄期28d时进行轴心抗压试验。持荷轴拉比和持荷时间对混凝土后期轴心抗压性能有一定的影响:持荷时间为7d时,轴拉比为0.15和0.3试件后期轴心抗压性能基本没有劣化,而轴拉比为0.5时试件产生了不可自愈的损伤,初始弹性模量、轴压峰值应力下降、峰值应变增大;轴拉比为0.3的试件持荷时间增加到14d,混凝土后期性能产生了劣化。混凝土强度等级越低,早龄期持续拉力对其弹性模量的影响较大,但峰值应力和峰值应变的影响相对较小。在试验结果的基础上,采用最小二乘法回归得到了持荷时间和持荷轴拉比对混凝土初始弹性模量、峰值应力与峰值应变的早龄期持荷影响系数。最后,在普通混凝土的应力应变关系的基础上考虑早龄期持荷影响因数,得到了受早龄期持荷影响的混凝土应力应变关系。     

约束条件下CFRP筋单轴抗压性能试验

对约束条件下3种直径的碳纤维增强复合材料(CFRP)筋进行单轴抗压性能试验,分析筋材长细比、直径对抗压强度、极限应变及抗压弹性模量的影响.结果表明:CFRP筋为典型的脆性材料,其破坏形态主要有剪切破坏、劈裂破坏、压碎破坏、屈曲破坏;直径相同的CFRP筋的抗压强度、极限应变及抗压弹性模量均随长细比的增大而降低;当长细比一定时,CFRP筋的极限应变随直径的增大而降低,但直径的变化对抗压强度和抗压弹性模量的影响甚微.     

爆破荷载作用下不同尺寸埋地钢管的动态响应实验研究

爆破荷载作用下埋地管道的动态响应是城市爆破施工中亟需解决的问题,具有重要的理论和现实意义。在理论分析的基础上,通过改变药量、爆心距对不同尺寸埋地无缝钢管进行了现场爆破实验。结果表明:在正常工作压力下钢管内径和管壁厚度的比值越大,当量应力和当量应变越大,同时管道容许压缩应变值随管道内径与管壁厚的比值的增大而减小。通过实测数据分析发现:在相同条件下,S1拉应变为S2拉应变的41%;S2拉应变为S3拉应变的40%;S1压应变为S2压应变的23%;S2压应变为S3压应变的58%。在爆破荷载作用下管道截面三迎爆面环向拉压应变均随着管道内径与管壁厚的比值的增大而增大。实验中S3最易被破坏,S2其次,S1次之。在满足工程需要的前提下可在铺设管道时选择相对管壁厚、内径小的管道,能有效增加抗振性能。     

定量组织速度成像技术评价左室肥厚大白兔左室舒张功能

目的探讨定量组织速度成像技术评价大白兔左室肥厚模型左室舒张功能的可行性.方法 40只大白兔分别给予假手术、主动脉缩窄和主动脉缩窄 血管紧张素受体拮抗剂干预,于术后4周和8周应用传统的超声心动图方法和定量组织速度成像(QTVI)技术检测不同处理家兔的心脏,测量常用心功能参数,于心尖四腔切面记录二尖瓣口血流频谱,记录心尖四腔切面的定量组织速度成像图像,脱机分析左室侧壁所对应的二尖瓣瓣环处的舒张早期峰值速度(Ve)和左房收缩期峰值速度(Va),并计算Ve/Va.结果左室肥厚组实验8周时,室壁增厚,左室舒张末内径增大,左室心肌重量增加,与假手术组同期和本组4周相比均有显著性差异(P<0.05).伊贝沙坦组实验8周时左室心肌重量与左室肥厚组相比有显著性差异(P<0.05).左室肥厚组Ve/Va与假手术组相比有显著性差异(P<0.05).伊贝沙坦组Ve/Va与左室肥厚组相比有显著性差异(P<0.05),与假手术组比较无差异.结论定量组织速度成像技术能够定量评价大白兔左室舒张功能,比传统方法提供更多的信息.     

用线性振动比拟法研究不同模量梁的冲击问题

把被冲击的拉压弹性模量不同的梁简化为集中质量与轻质弹簧相连接的单自由度弹性系统,使重物对梁的冲击问题转化为重物对具有集中质量单自由度弹性系统的冲击问题,然后采用动力学方程推导出了重物对梁的冲击时间、动载荷系数的函数表达式,克服了能量法仅能给出最大动载荷系数的不足.通过算例分析指出,有关材料力学教材及专著给出的最大动载荷系数公式,仅是动力学方程推导出的动载荷系数函数式的特例.当拉压弹性模量相差较大时,不能把重物对拉压弹性模量不同梁的冲击问题简单地作为重物对单弹性模量梁的冲击问题处理,必须考虑拉压弹性模量不同的因素对梁冲击的影响.     

东北虎幼体血象测定与分析

对13只东北虎幼体的血细胞数、血红蛋白含量、白细胞分类计数和血细胞直径进行了测定,用SPSS软件对实验数据进行统计处理.结果显示:东北虎幼体红细胞数(6.82±0.60)×1012/L,血小板数(415.38±71.51)×109/L,白细胞总数(16.95±2.74)×109/L,血红蛋白含量(118.92±17.24)g/L,嗜中性粒细胞(62.52±9.32)%,嗜酸性细胞(2.88±2.32)%,嗜碱性细胞(0.44±0.58)%,淋巴细胞(28.96±7.50)%,单核细胞(5.32±3.73)%;血细胞平均直径分别为:红细胞6.7μm、嗜中性粒细胞11.0μm、嗜酸性粒细胞11.7μm、嗜碱性粒细胞12.5μm、淋巴细胞8.6μm、单核细胞12.9μm.结论:所测的血液指标在东北虎幼体雌雄性别间均无显著差异(P>0.05).     

钢管高强混凝土柱的力学性能Ⅱ.长柱和偏压柱的力学性能

报导了钢管高强混凝土长柱和偏压柱力学性能试验的结果。研究表明，钢管高强混凝土长柱的承载能力和极限变形率随长细比Le／D的增大而下降。钢管高强混凝土偏压柱在相同的长细比下。随着偏心率的增加，试件的承载能力降低，纵向位移率降低。最后给出了钢管超高强混凝土长柱和偏压柱承载能力计算公式。     

混凝土初始损伤细观结构特性数值试验研究

细观结构特性是混凝土材料最重要的特性之一,细观结构参数的改变直接影响混凝土弹性模量、抗拉抗压强度等宏观力学性能变化.首先采用混凝土随机骨料模型进行混凝土细观数值试验,将混凝土看成由骨料、水泥砂浆以及两者之间的界面过渡区(ITZ)组成的三相复合材料,并在水泥砂浆中引入不同孔径、孔隙率的孔隙,使用有限元分析软件MSC.Marc,通过数值试验研究了孔径、孔隙率对混凝土抗拉抗压强度和弹性模量的影响规律.试验结果表明:混凝土弹性模量在同一孔径下随着孔隙率的增长呈线性下降,在同一孔隙率下随着孔径增大呈对数下降;混凝土抗拉抗压强度随着孔隙率和孔径增大呈对数下降.其次,将数值试验结果与经验公式进行了对比,验证数值试验结果的正确性.最后,根据数值试验结果,建立了混凝土初始损伤与孔隙率和孔径之间的关系,描绘了细观尺寸下混凝土的初始损伤面,为建立混凝土细观结构参数和宏观力学特性之间的联系,改善混凝土的力学性质打下了基础.     

硬壳层软土地基竖向附加应力扩散的数值分析

应用有限元方法分析了硬壳层厚度、变形模量和路堤等效荷载的宽度对硬壳层软土地基竖向附加应力扩散的影响,并计算出考虑上述影响因素的软土地基的应力扩散角。结果表明:竖向附加应力扩散范围随硬壳层的厚度而扩大,随着硬壳层变形模量的增加而扩大;当硬壳层厚度和变形模量一定时,随着荷载作用宽度的增加,其扩散竖向附加应力的作用在减小。