力学特性

摘要： 针对玉米秸秆外表皮与内穰力学特性存在显著差异问题,建立离散元玉米秸秆双层粘结双峰分布模型,通过力学试验与虚拟仿真试验对比,标定玉米秸秆外表皮和内穰力学参数,校正离散元模型,探究玉米秸秆力学特性。结果表明,采用离散元Hertz-Mindlinwithbonding颗粒接触方法可建立玉米秸秆双层粘结双峰分布模型。完善DEM方法建立玉米秸秆颗粒粒度随机分布的双层粘结模型方法。通过力学试验得出青贮玉米秸秆外表皮弹性模量和剪切模量分别为982.52和387.58 MPa,青贮玉米秸秆内穰弹性模量和剪切模量分别为28.64和8.13 MPa,外表皮木质部与内穰纤维部力学特性差异显著。计算得出外表皮-外表皮、外表皮-内穰、内穰-内穰之间粘结参数。通过单轴压缩试验,剪切与虚拟仿真试验对比验证离散元模型可靠性。文章所建立玉米秸秆双层粘结双峰分布离散元模型表征两者力学特性差异,为青贮玉米饲料数值化研究提供理论依据。

摘要： 针对玉米秸秆外表皮与内穰力学特性存在显著差异问题,建立离散元玉米秸秆双层粘结双峰分布模型,通过力学试验与虚拟仿真试验对比,标定玉米秸秆外表皮和内穰力学参数,校正离散元模型,探究玉米秸秆力学特性。结果表明,采用离散元Hertz-Mindlinwithbonding颗粒接触方法可建立玉米秸秆双层粘结双峰分布模型。完善DEM方法建立玉米秸秆颗粒粒度随机分布的双层粘结模型方法。通过力学试验得出青贮玉米秸秆外表皮弹性模量和剪切模量分别为982.52和387.58 MPa,青贮玉米秸秆内穰弹性模量和剪切模量分别为28.64和8.13 MPa,外表皮木质部与内穰纤维部力学特性差异显著。计算得出外表皮-外表皮、外表皮-内穰、内穰-内穰之间粘结参数。通过单轴压缩试验,剪切与虚拟仿真试验对比验证离散元模型可靠性。文章所建立玉米秸秆双层粘结双峰分布离散元模型表征两者力学特性差异,为青贮玉米饲料数值化研究提供理论依据。

摘要： 转盘式能量回收装置(RERD)采用转盘旋转与滑阀协调响应的工作模式实现反渗透海水淡化中浓盐水压力能的连续回收.其中滑阀控制流体流动的方向和流量,它主要的性能要求是切换过程的可靠性.但滑阀中阀杆在偏心和倾斜时与阀套形成的配合间隙不均匀变化会产生不平衡液压力,进而产生液压卡紧并影响滑阀切换的响应性能.针对这一问题,构建了阀杆与阀套的间隙液膜仿真模型,采用CFD方法模拟探究了间隙液膜的力学特性,并引入均压槽和通腔浅槽改善液压卡紧现象.结果表明:阀杆偏心时,间隙液膜形成的每个压力差区段的最大压力差位于高压液体侧,其形成的液压力使阀杆有自动对中的倾向;阀杆倾斜时,间隙液膜中压力差区段的最大压力差在各区段的中间位置,其液压力产生的倾覆力矩会加剧阀杆的倾斜.滑阀间隙液膜的液压力和倾覆力矩随高压流体压力、偏斜率的增大而增大.在阀杆上引入均压槽和通腔浅槽能减小间隙不均匀引起的压力差和液压力的范围,在操作压力6.0 MPa、配合间隙0.015 mm和倾斜率1/3的条件下,滑阀所受液压力和倾覆力矩分别较原结构降低73.4％和70.8％以上.上述结果对装置中滑阀结构优化和提高滑阀响应可靠性具有指导作用.

摘要： 厘清骨骼不同解剖学区域的力学性能差异可为构建高生物逼真度的骨骼有限元模型提供重要依据.从牛股骨中段的前、后、内、外四个解剖学区域各制备一个试样,采用玻式压头对每个试样分别进行18个点的纳米压痕试验,记录加载力和压入深度的时间历程曲线,获得各压痕点的压入模量和硬度.结果显示长骨前侧、后侧、外侧、内侧的压入模量分别为20.78±2.66 GPa、18.66±2.57 GPa、16.39±2.29 GPa、21.57±2.19 GPa,硬度分别为0.65±0.79GPa、0.58±0.08 GPa、0.44±0.06 GPa、0.61±0.15 GPa.方差分析表明,解剖学区域对压入模量和硬度的影响显著(p <0.001);组间多重比较表明,前侧试样的压入模量和硬度显著高于外侧试样,内侧试样的压入模量和硬度显著高于外侧试样,后侧试样的硬度显著高于外侧试样,内侧试样的压入模量显著高于外侧试样.因此,采用非均一材料将有助于提升长骨有限元模型的生物逼真度.

摘要： 深水表层连续钻进送入工具(Cam Actuated Drill-Ahead,CADA)是表层导管喷射安装过程中的核心工具,其安全可靠性对于确保深水导管喷射安装顺利进行具有重要意义。介绍了CADA工具的结构组成和作业原理。针对CADA工具在服役过程中的作业流程与所受载荷,对CADA关键部件的力学特性进行数值模拟分析和参数敏感性讨论。结果表明:在CADA工作过程中,锁环Von Mises应力最大值出现在开口斜后方约45°的齿端部;凸轮筒螺纹Von Mises应力最大值出现在其与芯轴衬套接触最上端螺纹的根部,该应力值随凸轮筒运动先增大后减小,且与凸轮筒所受轴向力存在较强的线性关系;密封部件Von Mises应力的最大值随水深增加逐渐增大;密封圈密封性能随橡胶预压缩量增大呈现先增大后减小的趋势。研究结果对CADA的优化设计具有指导意义。

摘要： 颗粒形状是影响堆石料力学特性的重要因素,值得深入研究。以爆破堆石料为研究对象,采用离散元软件PFC3D根据真实颗粒形状建立不同球度的单颗粒模型。分别生成不破碎和可破碎试样并进行三轴剪切试验模拟,分析颗粒球度对堆石料力学特性的影响及细观机理。研究结果表明:颗粒球度通过影响试样内颗粒咬合和颗粒破碎,进而影响堆石料力学特性;颗粒强度高、围压低时,球度越小,颗粒间咬合程度越高,试样峰值摩擦角越大;当颗粒强度低、围压高时,球度越小,颗粒破碎越显著,试样峰值摩擦角越小;堆石料初始弹性模量随围压与颗粒球度的增大而增大,但与颗粒是否破碎关系不大。

摘要： 基于道岔钢轨、扣件、限位器、间隔铁、梁部和桥墩等多个结构的详细尺寸和参数,以及相互之间的作用关系,创建市域铁路桥上无缝道岔单渡线空间耦合精细化模型。计算分析温度场作用下市域铁路桥上无缝道岔单渡线的各项力学特性,与相同计算参数条件下的桥上无缝线路进行对比,并探讨钢轨温差的影响。研究表明,在温度场作用下,由于市域铁路无缝道岔铺设位置距离连续梁端部较远,钢轨和桥墩伸缩附加力最大值及桥梁变形受无缝道岔单渡线影响较小,受桥梁温差造成的桥梁伸缩影响较大,其规律与桥上无缝线路相同;而钢轨温差对于道岔本身受力和变形影响较大,仍然不可忽视。

摘要： 为研究浅层泥炭质土的特性指标,以保山龙陵(滇西地区)与香格里拉(滇北地区)土体为试样,对比分析两地区土体试样的物理力学特性,得出两地泥炭质土的物理力学指标在浅层深度范围内(3 m~10 m)随深度的变化无明显的相关性,其物理力学指标离散性较大,但龙陵地区土体物理力学特性较香格里拉地区土体特性相对稳定,故对于浅层泥炭土的工程特性来看,建议将其看作统一整体来研究,室内试验数据可做参考。

摘要： 材料是时代进步的重要标志,不同的材料结构具有不同的物理、化学性质,进而影响材料的功能特性。为了实现材料的最优化设计,常采用交叉实验的方法,通过开展大量实验探寻材料的最佳结构。该方法步骤繁琐,无法解决涉及高度非线性或大规模组合过程的复杂问题,也很难揭示材料一些罕见特性。随着计算机科学的发展,机器学习作为一种兼顾开发效率以及开发成本的方法,已经逐渐应用于材料发现、结构分析、性质预测、反向设计等诸多领域,并且在材料学研究中展现出惊人的潜力。然而,机器学习在材料科学中的应用仍存在一些瓶颈。数据集的高效获取、异构型数据集的信息处理、基于轻量化数据集的预测模型建立、材料性能的可靠预测等问题制约着该方向的发展,这些也正是该领域亟需解决的关键问题,同时也是机器学习在材料结构与性能预测中研究的热点与难点。近年来,关于机器学习在材料中应用的论文数量逐年增长,利用机器学习指导新型高性能材料合成的案例也比比皆是。通过采用支持向量机、神经网络等机器学习算法训练数据集来构建模型,以预测材料的结构、吸附特性、电学特性、催化性能、力学特性和热力学特性等材料性能,大大推动了机器学习在材料科学领域的发展,并且已经取得重要突破。为了合理地归纳整理该领域的研究成果,指导后续研究,该综述从应用角度出发,讨论了机器学习在材料结构与性能预测中的数据来源、预测模型以及预测结论等,并对机器学习在未来材料领域中的发展进行了展望。

摘要： 为研究超大直径双层盾构隧道内部发生火灾时,火灾高温对隧道衬砌结构力学特性的影响规律,本文以某双层盾构隧道为例,采用有限元计算软件,建立了双层盾构隧道热力耦合模型,得出了超大直径双层盾构隧道在火灾高温下衬砌结构的变形及受力规律,研究结果表明:发生火灾时,火灾高温逐步侵入隧道结构内部,距离受火面越近温度越高;火灾初始阶段,热对流区衬砌温度上升明显缓于热传导区,随着火灾高温持续,两区域衬砌温度逐渐趋于一致;下层空间发生火灾会导致上层行车道板下部产生较大的膨胀变形,内部钢筋屈服;隧道内施做防火措施可极大阻隔火灾高温热量的传递,降低管片衬砌内部温度,减小隧道结构的热膨胀变形,减小隧道结构应力,提升隧道的火灾安全性,在双层盾构隧道内施做防火措施十分有必要。本文所得结论可为类似工程提供借鉴参考。

摘要： 桩柱式围网养殖是目前新兴的一种浅海生态型养殖模式,主体由排桩和网片组成.纲绳是影响围网网衣系统安全的重要因素之一.采用数值模拟方法,研究了纲绳对桩柱式围网网片力学特性的影响,分析了不同纲绳直径、纲绳网格大小和网格形式条件下纲绳和网线的受力和变形以及网片系缚点的受力特性,并且对纲绳与网线以及不同纲绳网格形式之间的差异进行了比较分析.结果表明,存在一临界纲绳直径(文中为4mm),当纲绳直径小于4mm时,网线张力大于纲绳张力,纲绳和网线的变形随纲绳直径的增加急剧减小;当纲绳直径大于4mm时,网线张力小于纲绳张力,纲绳和网线的变形随纲绳直径的增加不再显著下降.研究发现,在矩形纲绳网格形式中,网线最大偏移和最大张力以及网片首尾系缚点最大受力随纲绳网格的加密而减小.菱形网格形式下的网线最大张力比矩形网格形式下的小,而纲绳最大张力则相反.菱形网格变形比矩形网格大,但是菱形网格更能保护内部网线的安全.

摘要： 本文综述了国内外岩土真三轴仪的发展、堆石料力学特性及机理相关的研究现状.重点介绍了本研究团队开发的大型岩土静动真三轴试验机及在堆石料力学特性试验研究方面取得的初步成果.按加载方式,土的真三轴仪可以分为三类:刚性加载真三轴仪、柔性加载真三轴仪和混合型加载真三轴仪.堆石料真三轴试验具有试样尺寸大、承压高、各方向相互干扰强、试样变形后荷载对中难、加压板与试样间摩擦效应强、试样安装和量测复杂等诸多困难.因而目前适用于堆石料的真三轴仪和试验成果均较少.考虑堆石料真三轴及复杂应力路径条件下的颗粒破碎、各向异性等,研究其力学特性并开发相应的本构模型是本课题发展的趋势.清华大学大型岩土静动真三轴试验机中联合采用了椭圆形试样帽和异形乳胶膜的封样方式,可很好地解决真三轴试样的高压密封、拆装、量测和耐久性等一系列难题.对堆石料进行了一系列真三轴复杂应力路径试验,结果表明真三轴试验中堆石料表现出更明显的应力诱导各向异性和应力状态依赖性,特别是对小主应力-应变关系、球应力-体应变关系和广义剪应力-剪应变关系的影响更显著.球应力和广义剪应力对体积应变和广义剪应变之间存在着明显的交叉影响.

摘要： 为探究浸水时间对煤岩力学特性的影响规律,通过设计静水压下煤岩试件浸水试验和单轴压缩试验,获得不同浸水时间下试件的质量、吸水率、纵波波速、抗压强度.试验结果表明:煤岩质量增加速率与吸水速率随浸水时间推移呈现出先快后慢.煤岩在饱和前,随着浸水时间推移,煤岩纵波波速增大;饱和后,煤岩纵波波速随浸水时间推移而逐渐减小.煤岩试件的单轴抗压强度、弹性模量随着浸水时间推移逐渐降低.

摘要： 研究农业物料的物理特性,可以为各种机械和设备,如生产、处理、贮藏、加工、包装、运输和质量检验等提供合理和可靠的设计依据.马铃薯种薯个体差异较大,尤其是东北地区马铃薯种植大多采用切块种薯,受人工切块影响,薯块的形状和尺寸更是参差不齐.为了使马铃薯播种机作业质量好,性能稳定,需对种薯的物料特性进行统计测定分析,为排种器的设计提供基础数据和依据.对切块马铃薯的基本物理参数和力学特性进行测定分析,同时考虑排种器的通用性,也对小型整薯进行必要的测定.

摘要： 橡胶元件在工业界得到广泛的应用,橡胶材料在不同动态激励下,其力学特征会发生较大变化.橡胶材料是一种典型的非线性材料,其弹性性能与硬度、载荷等多种因素有关,不能使用简单的弹性模量来表征.通过对橡胶材料的力学特性进行实验和分析,研究硬度对橡胶弹性模量的影响.通过对实验数据的整理分析,得到硬度对Mooney-Rivlin模型参数的影响规律,为深入分析橡胶超弹性特性提供可靠支持.

摘要： 以某工程为背景,通过对其标准层平面布置进行简化,建立了满足现行规范要求的框架-核心筒-巨型支撑结构的基本模型.首先对基本模型的整体力学特性包括竖向及水平荷载作用下的结构受力特点及主要控制指标进行了研究总结;并在基本模型的基础上通过改变巨型支撑的截面及角度考察对结构各主要参数(周期、位移、剪重比、刚重比、侧向刚度、倾覆力矩、框架剪力等)的影响,并找出相应的规律.

摘要： 大跨度地下洞室围岩的分类除采用HC(水电围岩工程地质分类)分类外,宜采用其他国家标准综合评定,还可采用国际通用的围岩分类(如Q系统分类)对比使用.某水电站大跨度导流洞围岩稳定性采用了HC、[BQ]、RMR、Q系统进行分类研究,四种方法具有很好的相关性,可以相互验证、相互补充.大型地下洞室岩体质量影响因素较多,导致围岩分类相对复杂,应基于岩体物理力学特性、岩体结构特征,充分考虑岩体尺寸效应,采用多种方法进行围岩稳定性对比研究、综合评定围岩分类.

摘要： 通过对花岗片麻岩在不同温度-围压下进行的三轴压缩试验,研究结果表明:弹塑性变形特征明显,且弹性变形增长过程较长,以30°C时占全应力-应变曲线的比例为最大;破坏应力随温度升高而降低,扩容现象随温度升高而明显.弹性模量E具有随温度升高而减小的规律,以围压20MPa时的最为显著;泊松比u随围压增大而减小,随温度升高而增大,而且在高围压下对温度的敏感性更强.峰值强度σ1随温度升高逐渐减小;随着围压增加,峰值强度随温度升高而减小的程度减弱.内聚力c随温度的升高而减小,70°C时的内聚力c为30°C时的40.73％;内摩擦角ψ随温度升高而略有增大.围压较低时,出现一条主剪切破裂面并发生剪切滑移破坏;围压升高后,破坏形态从脆性向韧性转换,但仍以剪切破坏为主,弹脆性体的剪切破坏特征明显.

摘要： 为了得到不同卸荷速率对于细粒花岗岩卸荷力学性能的影响规律.采用恒轴压卸围压的方式进行了室内三轴卸荷试验研究,卸荷速率分别为0.01MPa/s、0.02MPa/s、0.03MPa/s、0.04MPa/s、0.06MPa/s.试验结果表明:(1)卸荷速率对岩样的环向变形比轴向变形影响大,卸荷速率达到0.04MPa/s后,环向变形更为明显且岩样呈现一定的应变软化特征.(2)应变-围压柔量随着卸荷速率的增加而增大,表明卸荷速率的增加对于岩样变形具有促进作用;卸荷量达到30MPa后,岩样的环向及体积应变—卸围压柔量发生明显的增大,且卸荷速率越快柔量增加越明显.(3)岩样是以剪切破坏为主,随着卸荷速率的增大,岩样主裂缝与水平线的夹角有所减少,鼓胀现象明显,说明在较快的卸荷速率下,岩样产生了明显的侧向变形.试验结果可为不同开挖方式下岩体的变形破坏机理提供理论参考.

摘要： 将岩石损伤演化看成破坏微元的增长过程,借助生态学中的logistic方程,建立损伤本构模型,理论推导模型参数的表达式,探讨其物理意义.并通过实验验证模型的准确性,参数r反映了岩石损伤演化速度和强度特性,a反映了岩石强度特性和峰后破坏的脆性程度.

摘要： 公开了一种计算设备和一种三维打印机。计算设备可以访问与参考解剖特性相关的数据以生成一组3D打印文件。使用计算设备编译3D打印文件以生成打印模型，打印模型将解剖方向定义为对应于参考解剖特性。参考实验得出的数据集配置用于打印模型的打印参数和材料，实验得出的数据集定义用于打印参数和材料的预确定的设置，打印参数和材料的预确定的设置适合于构造具有与参考解剖特性相关的特性的合成解剖模型。使用配置的打印参数和材料打印合成模型。在模型的生物力学测试之后，可以根据需要修改打印参数和材料。在后期处理期间，或形成模型之前或形成期间，附加合成解剖部件可以被添加或被包括到模型中。

摘要： 公开了一种计算设备和一种三维打印机。计算设备可以访问与参考解剖特性相关的数据以生成一组3D打印文件。使用计算设备编译3D打印文件以生成打印模型，打印模型将解剖方向定义为对应于参考解剖特性。参考实验得出的数据集配置用于打印模型的打印参数和材料，实验得出的数据集定义用于打印参数和材料的预确定的设置，打印参数和材料的预确定的设置适合于构造具有与参考解剖特性相关的特性的合成解剖模型。使用配置的打印参数和材料打印合成模型。在模型的生物力学测试之后，可以根据需要修改打印参数和材料。在后期处理期间，或形成模型之前或形成期间，附加合成解剖部件可以被添加或被包括到模型中。

摘要： 本发明提供了一种变分渐近的细观力学模型预测复材热力学等效特性的方法，其特征在于，设置复合材料的基体相和增强相的材料参数；设置分析方法、复合材料增强相结构以及分析类型；设置分析参数，包括分析时间、时间增量、施加载荷的载荷类型、施加载荷的载荷方向以及施加载荷的载荷增长速率；设置复合材料结构组分；运行分析。本发明能够利用三维复合材料微观结构的仿真软件来模拟计算复合材料微观结构的等效特性，可以快速预测不同体积分数下复合材料等效特性，并通过计算出的结果进行快速设计，避免了对复合材料的单次计算次数，建立整个复合材料微观结构分析模型，从而在减少了计算次数、时间和资源浪费的情况下能够保证结果准确度和计算效率。

摘要： 在一些实施例中，一种系统包括盒组件和笔组件。盒组件包括管嘴组件和支架盒组件。管嘴组件包括管嘴部件和外部壳体，所述管嘴部件限定管嘴开口，所述外部壳体限定蒸汽出口并且包括凹入的侧壁部分。笔组件包括笔壳体和支架组件，所述支架组件被配置为与盒组件的支架盒组件接合，以便可以提高盒组件的芯组件的线圈的温度，使得可以通过线圈使设置在线圈附近的载体材料汽化。当盒组件与笔壳体接合时，外部壳体的凹入的侧壁部分和笔壳体的内表面形成从蒸汽出口至管嘴开口的流体路径。

摘要： 本发明涉及一种GIL力学特性测试装置及GIL力学特性测试系统。GIL力学特性测试装置包括并行延伸的两个沿左右方向间隔布置的连接段，两连接段均采用GIL结构，两连接段的相应同一端为接口端以用于形成安装待测GIL的接口，相应另一端串接有采用GIL结构的中间段，测试装置还包括与两连接段及中间段串接的电压发生装置以在待测GIL安装在连接段接口处时形成检测回路，所述中间段上套装有升流器，测试装置还包括应变仪和用于举升待测GIL以实现升降的升降装置，所述应变仪连接有用于布置在待测GIL的壳体上的应变片、温度传感器和位移传感器。本发明的GIL力学特性测试装置可以模拟大流量和地基沉降双重工况并测试GIL力学特性，有助于提高GIL使用安全性。

摘要： 本发明涉及一种GIL力学特性测试装置及GIL力学特性测试系统。GIL力学特性测试装置包括并行延伸的两个沿左右方向间隔布置的连接段，两连接段均采用GIL结构，两连接段的相应同一端为接口端以用于形成安装待测GIL的接口，相应另一端串接有采用GIL结构的中间段，测试装置还包括与两连接段及中间段串接的电压发生装置以在待测GIL安装在连接段接口处时形成检测回路，所述中间段上套装有升流器，测试装置还包括应变仪和用于举升待测GIL以实现升降的升降装置，所述应变仪连接有用于布置在待测GIL的壳体上的应变片、温度传感器和位移传感器。本发明的GIL力学特性测试装置可以模拟大流量和地基沉降双重工况并测试GIL力学特性，有助于提高GIL使用安全性。

摘要： 本发明公开一种岩石力学参数评价模型构建方法及岩石力学特性评价方法，构建方法包括：构建包含有结构体的三维岩心数值模型组；确定三维岩心数值模型组中每个岩心数值模型的岩石力学参数组合；获取岩心数值模型的物理参数；对每岩石力学参数矩阵与物理参数矩阵进行数理统计，建立以声波时差、体积密度、结构体积占比为评价变量的岩石力学参数计算评价模型。本发明实现了强非均质性、强各向异性的岩石力学参数评价模型的经济、高效构建，为安全钻井、高效压裂所必需的岩石力学特性评价提供了关键支撑，对深部油气、页岩油气等复杂油气藏的安全高效勘探开发具有重要意义。

摘要： 本发明提供了一种锂离子电池一阶RC等效电路动力学模型的动力学特性分析方法，包括如下方法，以锂离子电池非线性特性建立基于荷控忆阻器的一阶RC等效电路模型及动力学数学模型，对一阶RC等效电路参数变化的动力学数学模型的混沌动力学特性分析判别锂离子电池寿命；具有较高的工程应用价值和经济意义。

摘要： 本发明属于土木工程领域，具体地，涉及基于几何损伤力学模型的节理岩体力学特性分析方法。基于几何损伤力学模型的节理岩体力学特性分析方法，步骤如下：(1)、节理岩体代表性单元的几何模型构建；(2)、定义节理岩体代表性单元的损伤张量；(3)、计算单组节理岩体损伤张量；(4)、计算多组节理岩体的损伤张量；(5)、推导节理岩体有效应力公式，建立节理岩体几何损伤本构模型；(6)、节理岩体几何损伤本构模型程序化；(7)、统计工程岩体的节理几何参数，进行工程岩体的损伤特性数值模拟。

摘要： 本发明属于土木工程领域，具体地，涉及类岩石裂隙试样力学特性的几何损伤力学分析方法。类岩石裂隙试样力学特性的几何损伤力学分析方法，步骤如下：(1)、类岩石裂隙试样代表性单元的几何模型构建；(2)、定义类岩石裂隙试样代表性单元的损伤张量；(3)、计算单组类岩石裂隙试样损伤张量；(4)、计算多组类岩石裂隙试样的损伤张量；(5)、推导类岩石裂隙试样有效应力公式，建立类岩石裂隙试样几何损伤本构模型；(6)、类岩石裂隙试样几何损伤本构模型程序化；(7)、统计工程岩体的裂隙几何参数，进行工程岩体的损伤特性数值模拟。