典型板架结构压缩试验不确定度评估方法研究

目的 针对当前船舶结构极限强度试验中试验场地、试验环境、试验方法、试验模型、试验设备等因素导致试验结果精度不高的问题,通过分析典型加筋板结构压缩试验过程中主要不确定度来源,提出降低试验不确定度的措施和方法。方法 基于不确定度分析理论,聚焦典型加筋板结构,开展压缩试验,围绕模型材料、模型加工、试验系统等不确定度来源开展分析,对其压缩极限载荷进行不确定度评估。结果 建立了一套适用于加筋板结构极限强度压缩试验的不确定度评估方法。典型加筋板结构极限压缩载荷、材料屈服强度引起的不确定度最大,其次是主面板及腹板厚度引起的不确定度,加强筋腹板高度与主面板尺寸对试验结果的不确定度有一定影响,加载伺服控制系统引起的不确定度可忽略不计。结论 材料屈服强度、板厚等因素均对极限载荷的不确定度有较大影响,在后续类似试验模型材料选择、模型加工等阶段应严格把控,确保材料、板厚等关键参数与设计值一致,提高试验结果可信度与精确度。     

基于失效模式的船体典型加筋板极限承载能力预报

目的 探究失效模式对加筋板极限承载能力的影响,并提出加筋板极限承载能力预报方法。方法 利用非线性有限元法,对某典型船体加筋板模型进行分析。考虑加筋柔度与甲板柔度2种主要影响因素,分析加筋板的破坏机理,明确不同失效模式下甲板柔度与加筋柔度对加筋板极限承载能力的影响规律,并提出不同失效模式下加筋板极限承载能力的经验公式。结果 甲板柔度一定时,随着加筋柔度的增加,加筋板的破坏模式由板与加筋的局部屈曲,变为板格的局部屈曲,最后演变为加筋板的整体梁柱屈曲。板格宽度较低时,随着加筋高度的增加,加筋板的破坏模式会由梁柱屈曲变为板格屈曲;板格宽度较大时,不同加筋高度的加筋板破坏模式均为板格屈曲。不同失效模式下,加筋板的载荷位移曲线也呈现出不同的趋势。结论 加筋柔度与甲板柔度二者之间的数量关系会导致加筋板呈现出不同的失效模式,此时二者对加筋板极限承载能力的影响规律会有所不同。此外,在设计阶段,需保证加筋与甲板的刚度匹配,避免出现材料利用率过低的现象。     

重复碰撞载荷下加筋板结构的动态响应研究

目的 探究船体加筋板结构在受到重复碰撞载荷作用下塑性变形的累计趋势,分析加筋板主要参数对损伤演化过程的影响,揭示高速、重复冲击下船体加筋结构的变化机理。方法 以一纵三肋加筋板为研究对象,建立基于能量法的刚塑性加筋板动态变形计算方法,以及基于Johnson-Cook本构关系的数值模拟方法,开展不同板架厚度、冲击能量以及冲击尺寸等参数对加筋板变形演化影响的研究。结果 对比分析了理论模型和数值方法,获得了不同参数下的加筋板的结构损伤演化规律。结论 理论解和数值解较为吻合。冲击能量增加后,加筋板的塑性变形量、塑性变形累积速度也随之增加。载荷集中程度越大,对于碰撞边界的破坏效应越大。     

生态加筋土高挡墙数值计算与分析

以某机场生态加筋高挡墙为例,采用ADINA有限元软件建立模型,模拟加筋土挡墙的施工加载过程,从应力、应变、塑性区分布和破裂面形式等角度对比分析加筋与不加筋高挡墙,结果表明:生态加筋能够有效限制挡土墙的侧向变形,但对挡墙整体竖向沉降的较小作用较不明显;加筋还可以使挡土墙内应力分布更均匀,避免应力集中或突变;台阶式加筋土高挡墙的潜在破裂面形式与0.3H破裂面存在较大差异;加筋使挡土墙内塑性区减小,有效地抑制了挡土墙塑性区的发展贯通。     

昔格达土路堤边坡稳定性优化分析

昔格达土是一种广泛分布于川西南地区的性质特殊的岩层,遇水时易产生滑坡、崩塌等不良地质灾害。为了研究施工过程中不同加筋位置、间距和层数对昔格达土路堤边坡稳定性的影响,本文利用大型有限元分析软件ABAQUS,结合工程实例分别建立了不加筋和加筋有限元模型,并以位移突变为失稳判据利用强度折减法对不同加筋位置、间距和层数对昔格达土路堤边坡稳定性的影响进行了研究,并计算得到了各个模型的边坡安全系数,结果表明在昔格达土路堤中部加筋效果最好,同时从经济角度进一步提出了昔格达土路堤加筋的优化方案。该研究结果对实际施工具有一定的指导意义。     

含预制缺陷PLA蜂窝加筋结构承载力分析

目的 分析不同加筋构型及预制缺陷形式对蜂窝加筋结构抗弯承载能力的影响。方法 以热塑性PLA为基材,通过增材制造技术,制备含预制缺陷蜂窝加筋结构试件,考虑缺陷的长度、数量、深度、方向等因素,采用三点弯曲实验方式,并结合有限元仿真结果进行综合分析。结果 实验得到了结构的位移-荷载关系及破坏情况。线弹性变形阶段,实验与仿真拟合良好,该阶段内,六边构型PLA蜂窝加筋曲板结构承载能力整体优于正六边结构,但后者在后屈曲阶段的残余承载能力更好,且更不易发生断裂。相较于缺陷长度,缺陷深度和缺损肋壁数量对结构承载力的影响更为显著。缺陷方向越趋近宽度方向,结构承载能力越低。结论 实际工程中,应尽可能避免结构中间承载位置处横向加筋肋壁出现缺损,并充分利用正六边与内六边构型蜂窝加筋结构各自的承载优点。     

基于理想点法的加筋板屈曲承载力优化

目的针对加筋板在使用工况中易发生屈曲和结构失稳,提出一种基于理想点法的屈曲承载力优化设计方法。方法以加筋板的屈曲承载力最大和结构质量最小为目标,以加筋板的屈曲、最大vonMises应力和筋条压损等为约束条件,并利用理想点法将多目标优化问题转化为单目标优化问题。基于ANSYS参数化建模技术,构建屈曲分析、优化设计一体化分析与设计模型,并采用单目标优化算法——DOWNHILL SIMPLEX算法实施了优化分析。结果优化后结构质量从0.195 kg增加到0.24 kg,增加了23%,结构承载力从129.4 k N提升到235.84 kN,提高了82%。结论通过优化能够获得结构性能折中的方案,可为加筋板结构设计应用提供参考。     

处理废弃轮胎的一种有效方法——轮胎加筋土结构

废胎占用大量空间 ,且会产生诸多环境问题 ,利用轮胎加筋建筑挡土墙或陡坡 (堤 )是解决该问题的一种有效方法。本文提供了一种加筋堤的设计方法 ,比较了不同加筋模式 ,并对该堤进行了环境及其它指标的评价 ,证明了其可行性。     

加筋板在复杂载荷下的振动疲劳寿命分析

目的研究航空工程结构部件——加筋板在准静态载荷和随机动载荷联合加载下的振动疲劳寿命预估问题。方法针对某铣制铝合金缺口加筋板,建立有限元模型,并采用时域法进行静动联合加载下的疲劳寿命分析。首先将准静态载荷分解为静力与正弦激励,以静力结果作为平均应力修正S-N曲线,再采用随机响应分析计算动载荷单独作用下结构危险点的应力PSD函数,通过逆傅里叶变换法,提取随机加载过程中的时域信号后,应用Von Mises等效准则,将其与正弦激励时域样本进行叠加,得到疲劳分析应力谱,再结合Miner线性累积理论和雨流循环计数法,计算得加筋板结构静动联合加载下的疲劳寿命。结果通过有限元仿真分析计算,得到加筋板在静动载荷共同作用下的疲劳寿命,对比试验寿命,误差基本在两倍界以内。结论由仿真与试验的结果对比说明,该方法可以有效预估试验件在静动载荷联合加载下的疲劳寿命,并能进一步推广到类似载荷下的疲劳寿命预估问题。     

基于混合FE-SEA方法的加筋板宽频隔声预计

目的预测有限尺寸加筋平板结构宽频范围内的隔声特性,指导飞行器结构声学设计。方法基于混合FE-SEA方法,对单向加筋平板结构开展宽频隔声预计。同时,在标准声学试验室对其进行隔声测试,并将FE-SEA法预计结果与测试结果、SEA方法计算结果进行对比分析。结果与SEA法相比,混合FE-SEA方法在50 Hz~10 kHz频带内的预计结果与试验结果更为吻合,其更适用于宽频隔声预计;在400 Hz~10 kHz的中高频段内,FE-SEA方法预计结果与试验结果基本相同;在50 Hz~400 Hz的低频段内,FE-SEA方法预计结果略高于试验结果,且随频率降低,偏差会逐渐增大。结论进行加筋板结构声学设计时,为了获得精确的宽频隔声预计结果,可首先选用FE-SEA方法。FE-SEA方法预计结果在中高频段可直接使用,在低频段仅能作为参考,使用时应当进行修正。     

生活垃圾填埋场污泥塘处置方式探讨

目前国内许多生活垃圾填埋场接纳未达到入场技术要求的市政污泥,既要考虑尽量增加库容以满足填埋场使用年限的要求,又要对库区内现有的污泥塘进行处置以确保安全运行.文章以某填埋场污泥塘处置方案为例,探讨了针对污泥塘的加固措施,计算了加固前后垃圾堆体竖向位移、水平位移、不均匀沉降以及堆体边坡稳定系数等主要参数,设置加筋垫层一方面能提高地基承载力,另一方面减少了竖向和水平向位移和不均匀沉降,是处置污泥塘的有效措施.     

共价有机框架材料在环境保护领域中的应用研究进展

共价有机框架(covalent organic framework,COF)材料是一种新型的晶型有机多孔材料,因其具有比表面积高、密度小、稳定性好、孔结构规整和种类丰富等诸多优点,在环境保护领域拥有广阔的研究和应用前景。对COF材料的特点与合成方法进行了详细介绍,综述了COF材料在处理SO_2、H_2S、CO_2、I_2等废气、染料及重金属等污染物中应用的研究进展,并指出了COF材料应用在环境保护中的不足和发展方向。最后,对COF材料在环境保护领域的应用进行了总结。     

碱矿渣-废石材新型复合胶凝材料稳定固化污泥的试验分析

为寻找稳定固化污泥效果较好的低成本廉材料,选用水泥、石灰、JCM复合胶凝材料、垃圾焚烧飞灰、钢渣、水磨石材矿粉等来稳定固化污泥。通过无侧限抗压强度、水稳性测试、TCLP毒性浸出、COD等实验,考察了这些材料对市政污泥的稳定固化效果。经过各种性能相互比较,认为水泥、石灰以及新型JCM复合胶凝材料是较为合适的稳定固化材料,从材料经济成本和节约能源方面考虑,JCM复合胶凝材料要优于水泥、石灰。     

吸附法去除水中抗生素研究进展

随着社会经济的快速发展,抗生素被越来越多地应用于生产生活中,抗生素污染已成为亟须解决的环境问题。吸附法是一种去除抗生素简单、高效、经济的方法。综述了环境领域应用较为广泛的抗生素吸附材料,主要包括碳材料、矿物材料、金属骨架材料及水凝胶、气凝胶、磁性纳米材料、分子印迹材料等新型材料等,并比较了这些吸附材料各自的优缺点。同时,对利用吸附法去除抗生素的机理和吸附动力学行为进行了讨论。综合评价吸附材料的二次污染及环境风险,开发吸附材料的回收利用和安全处置方法,是未来吸附材料研发的重点。     

第四届中美国际材料环境腐蚀与老化试验学术研讨会在沪举行

2006年11月13-14日,第四届中美国际材料环境腐蚀与老化试验学术研讨会在上海举行。本次会议旨在加强国际、国内在材料环境腐蚀与老化试验等领域的交流。会议期间,来自中、美等国的相关专家就国际、国内材料腐蚀与老化试验的最新研究成果和发展动态进行了深入探讨。会议围绕“自然环境和工业环境中材料的腐蚀与老化,金属材料的腐蚀防护和高分子材料的老化防护,材料失效分析及寿命评估,材料腐蚀与老化试验技术及相关设备,材料腐蚀与老化试验相关标准以及其他材料的腐蚀与老化”等议题进行了交流。来自国家材料环境腐蚀试验站网办公室、北京科…     

等离子体技术在材料领域中的应用研究进展

详述了等离子体在材料领域的应用研究进展,在材料表面处理方面可实现材料的表面粗糙化、表面清洁、表面化学基团引入和表面亲水性调变等,在催化材料制备方面可用于催化剂的还原、氧化、掺杂、刻蚀以及特殊化合物的合成等。还分析了等离子体技术在材料制备领域具备诸多优势,但仍然面临一些挑战,如等离子体处理具有时效性、处理量小、等离子体发生作用机制不清晰、工程放大困难等。因此,需要从等离子体反应机理及工程技术两个层面进行更深入研究,以期该技术在材料领域获得更广泛的应用。     

介质材料在可渗透反应墙中的应用进展

可渗透反应墙正发展成为修复污染地下水技术的新方向,其中介质材料是可渗透反应墙成功修复污染地下水的关键。可渗透反应墙介质材料可以细分为还原型、吸附型、沉淀型和降解型介质材料等四类,并分别从不同类型的介质材料的反应机理、应用情况以及存在的问题等方面加以阐述。可渗透反应墙介质材料的选择应在其反应机理的基础上,结合实际的地下水环境条件、污染源、人类活动和经济费用等加以综合考虑,以保证可渗透反应墙长期有效经济安全地运行。     

环氧树脂体系功能化研究进展

简述了环氧树脂的优异性能,对国内外环氧树脂作为灌浆材料、环氧防辐射材料、金属防腐材料、环氧树脂防火材料、环氧树脂粘结材料和环氧绝缘材料等6种类型的功能化材料研究现状进行了分类总结和详细分析。在此基础上,指出了目前环氧树脂体系功能化研究存在的问题,最后展望了未来环氧树脂功能化研究的发展方向。     

复合土工合成材料在垃圾填埋场中的应用

介绍复合土工合成材料排水/气垫层在垃圾填埋场中的应用情况。对材料的渗透率、抗剪强度、长期折减系数等关键指标进行详细研究,给出基本的设计步骤。并对复合土工合成材料试验、施工和选材等进行讨论并给出建议。     

喷射成形技术突破高性能电接触材料的制造难点

电接触材料在工业乃至整个国民经济中发挥着越来越重要的作用,随着电力、电子、通讯、机械等行业的快速发展,对电接触材料的质量、性能、经济性和环保性提出了很高的要求,这就要求材料工作者不断开发新的高性能电接触材料。