工程实例在建筑力学课程教学中的应用1)

建筑力学是一门服务于工程实际的基础力学课程,如何将所学知识与实际工程有机地结合在一起尤为重要。本文分析了建筑力学课程教学中存在的问题,提出了将实际工程应用到建筑力学课堂的教学方法。以作者的横向课题"城市轨道交通U型梁受力性能及施工风险成本研究"为例,详细论述如何将该课题应用到建筑力学课程的梁的弯曲章节,并通过问卷调研方式对该方法的教学效果进行验证。验证结果表明该方法在提高学生学习兴趣、学生掌握知识的能力以及学生将所学知识应用到工程实际的能力皆优于常规教学方法,建议该方法大力推广应用。     

层流条件下并列三圆柱涡激振动响应与尾流形态

应用基于嵌入式压强-力迭代的高精度浸入边界法研究等间距并列三圆柱涡激振动。其中,雷诺数Re=100,间距比T/D=2.0～5.0,圆柱质量比m*=2.0,折合流速Ur=2.0～10.0,忽略振动系统的阻尼且三圆柱仅横向振动。研究发现,圆柱的振动响应随折合流速的增加呈现初始响应分支和下端响应分支两种模式;振幅响应出现不连续现象,且随着间距比的增加,该不连续现象对应的折合流速增加;尾流模式与间距比和折合流速密切相关。共发现六种尾流形态,分别为窄宽窄尾流、不规律尾流、反相同步尾流、调制尾流、同相同步尾流和偏斜尾流。总结并绘制了尾流形态在参数空间[Ur,T/D]内的分区图。     

基于线结构光传感器的轨道板几何形貌检测方法

轨道板的外形尺寸精度对于保证高速铁路轨道质量起着至关重要的作用,针对现有轨道板检测方法存在的问题,本文建立了一种基于线结构光传感器的轨道板测量系统并提出了基于轨道板点云数据的几何参数测量方法。线结构光传感器按照固定间隔扫描CRTS III型轨道板,获得点云数据;利用轨道板中特殊位置点云数据对整个点云数据进行位置和姿态的校正;最后根据特征参数定义,实现轨道板四项关键几何参数的快速非接触测量。实验结果表明,本文提出的测量方法测量精度可达0.2 mm,满足轨道板的在线检测要求     

巯基化、钠化和酸化膨润土对Cu2+，Pb2+和Zn2+的吸附性能研究

基于改性膨润土可能存在的优异吸附能力,利用傅里叶变换红外光谱仪和场发射扫描电镜研究分析了巯基化、钠化及酸化三种改性膨润土对Cu2+,Pb2+和Zn2+的等温吸附与竞争吸附实验结果。研究结果表明,在单一重金属离子的等温吸附环境下,巯基化膨润土对Cu2+,Pb2+和Zn2+的吸附能力明显优于其他两种材料,且对Pb2+具有一定的吸附选择性,吸附率达到近100%;在竞争吸附环境下,三种改性膨润土对Cu2+,Pb2+和Zn2+的吸附率都有所下降,但巯基化膨润土仍旧能够保持较好的吸附能力,较其他膨润土的吸附率大约高出10%～40%;三种重金属离子的吸附量均表现为Cu2+＞Pb2+＞Zn2+,这与三种重金属离子的竞争能力、化学亲和力等大小有关;膨润土的巯基改性,步骤简单且吸附重金属的效果好,对膨润土改性及其应用具有重要意义。     

酮类甲醛荧光探针的合成及其光学性质

设计合成了两种化合物4-氨基4-（4-甲氧基苯基）-3-丁烯-2-酮（1b）和4-氨基-4-（1,3-亚甲二氧基苯基-5-基）-3-丁烯-2-酮（2b）,测试了其在不同甲醛含量下的紫外吸收光谱及单光子荧光光谱。当含有100 μmol/L和5 μmol/L的甲醛时,化合物1b和2b的紫外吸收峰强度分别达到其最大值。在单光子荧光方面,化合物1b的荧光发射峰位置在384 nm,与紫外吸收峰相比红移50 nm。化合物2b的荧光发射峰呈现出双峰形状,其发射峰位置分别在384 nm及411 nm左右。当加入15 μmol/L的甲醛时,化合物2b的411 nm处的荧光发射峰明显增强,两峰的重叠程度降低,可作为检测甲醛的特征变化。以上数据表明,化合物1b和2b不仅能够对微量甲醛产生响应,也可作为一种理想平台为更进一步拓宽化合物1b和2b在监测生物体系中甲醛荧光生物成像上的应用奠定理论基础。     

轴向荷载下功能梯度材料圆柱壳的动力屈曲

基于Donnell壳体理论和经典板壳理论,利用Hamilton变分原理得到轴向荷载作用下材料属性呈幂律分布的功能梯度材料圆柱壳的动力屈曲控制方程。根据圆柱壳周向连续性设出径向位移的函数表达,利用分离变量法求解得到功能梯度材料圆柱壳在轴向荷载作用下的动力屈曲临界荷载的解析表达式和屈曲解。利用MATLAB软件编程计算,讨论了径厚比、梯度指数、环向模态数、轴向模态数等对功能梯度材料圆柱壳动力屈曲临界荷载的影响。结果表明:圆柱壳的临界荷载随临界长度的增加而减小;冲击端为夹支的临界荷载比冲击端为简支的临界荷载大,说明约束条件对临界荷载有较大影响;圆柱壳的临界荷载随着模态数的增加而增大,说明临界荷载越大,高阶模态越易被激发;屈曲模态图随着模态数的增加而复杂化。     

透闪石/环氧树脂复合材料性能研究

环氧树脂是一类综合性能较好的热固性树脂,为了扩大其应用范围．通常的办法是采用纤维进行增强．目前,许多研究工作者采用纳米粒子、粘土对其进行改性,所用的粘土包括各种有机蒙脱土、高岭土等,作者曾采用海泡石对环氧树脂进行改性,使环氧树脂的各项力学性能得以提高,然而采用透闪石对环氧树脂进行改性,还鲜见相关报道．透闪石是一种带有极性基团的天然矿物,     

基于连通器原理的小探头光纤液位传感器研究

介绍了以汞包层光波导为传感探头的光纤液位传感器的原理及信号处理,其工作原理是利用连通器将液位的变化转变为汞包层光波导包层长度的变化。理论分析和实验表明,当光波导直径和光波长一定时,光功率衰减随汞包层光波导长度增加作线性增加。通过对汞包层光波导引起光功率衰减的检测,探头结构的优化设计以及探测器件的选型,可以获得实时性很强的高精度液位测量。实验测得10m液位的最大测量误差为5．2mm,理论分析的相对测量精度可达0．02％。该液位传感器的研制对于油库等易燃、易爆环境中的液位测量具有重要意义。     

基于TMS320C6416的电子稳像的实现

为解决由于相机高速运动而导致的图像模糊,利用定点DSP芯片TMS320C6416和维纳滤波算法实现电子稳像。研究了运动模糊的退化模型,阐述了维纳滤波进行图像恢复的原理。介绍了利用定点DSP(TMS320C6416)完成电子稳像的关键技术,完成字长为32bit的FFT运算,充分发挥DSP的DMA功能来提高处理速度。分析了恢复图像中存在的振铃效应和边沿效应,给出了实验结果。     

方位远探测声波测井仪接收声系实验研究

方位远探测声波测井仪接收声系中各通道接收换能器及相应采集电路的综合一致性极大地影响处理结果的精确度,必须测试并进行必要的校正。在实验室构建了接收声系测试系统,使用主频10 k Hz的单极子声源辐射声场,测量了阵列化声系中每个换能器单独正对单极声源时所有通道的采集波形,分析了波形的时域和频域特征,对声系站内、站间的各通道综合一致性进行了评价并给出接收通道一致性不好时的校正公式;对比了相控接收子阵与单个阵元的接收特性。实验结果表明,该声系各通道综合一致性较好,不需要校正;软件相控处理后,接收阵的能量比单个阵元强、指向性更好,有利于提高有用信号的信噪比和空间的探测分辨率。