催化链转移聚合制备接枝型两亲共聚物及其溶液性质研究

采用大分子单体法制备接枝型两亲共聚物, 通过表面张力仪、偏光显微镜、旋转流变仪和小角X射线衍射研究了两亲共聚物在水溶液中的聚集行为及其相结构. 首先末端带有可聚合双键的聚甲基丙烯酸叔丁酯大分子单体(PtBMA Macromonomer)通过催化链转移聚合法制备, 所用到的催化链转移剂为二水合双(二氟化硼苯二酮肟)合钴(II) (COPhBF). 然后将所得到的大分子单体与丙烯酸正丁酯(BA)进行自由基共聚得到接枝共聚物PBA-g-PtBMA, PBA-g-PtBMA中PtBMA的侧链部分在酸性条件下定量水解成聚甲基丙烯酸(PMAA)并用NaOH中和得到主链疏水侧链亲水的接枝型两亲共聚物PBA-g-P(MAA^－Na^＋). 用Wilhelmy吊片法研究了不同浓度的两亲共聚物水溶液的表面张力, 发现其行为与小分子表面活性剂不同. 同时用动态光散射法测量了两亲共聚物水溶液中聚集体的粒度, 发现在研究的浓度范围内(0.02～10 g/L)聚集体都存在两个粒度分布峰(约30和300 nm). 浓溶液(w＝37.5%)的偏光显微照片呈现层状液晶的特征图案, 而流变研究表明此时体系具有明显的粘弹性, 说明体系形成了层状液晶. 并且用小角度X射线衍射测定了层状液晶的层间距, 约为12.6 nm.     

斜拉桥拉索-阻尼器系统非线性瞬态响应分析

考虑索的抗弯刚度、垂度及几何非线性的影响,得出了索-阻尼器系统的空间非线性振动偏微分方程,用中心差分法将偏微分方程在空间内离散,导出了系统的非线性振动常微分方程组．结合Newmark法及虚拟力法提出了一种用于求解非线性振动瞬态响应的杂交分析算法．并以典型的斜拉桥拉索为研究对象,给出了数值算例,并与Runge-Kutta直接积分法进行了比较,说明了杂交算法的准确性及有效性．为大跨斜拉桥拉索的振动控制研究提供了一种简便、有效、快速的时程分析方法．     

损伤粘弹性力学的广义变分原理及应用

从粘弹性材料的Boltzmann迭加原理和带空洞材料的线弹性本构关系出发,提出了一种损伤粘弹性材料具有广义力场的本构模型．应用变积方法得到了以卷积形式表示的泛函,并建立了损伤粘弹性固体的广义变分原理和广义势能原理．把它们应用于带损伤的粘弹性Timoshenko梁,得到了Timoshenko梁的统一的运动微分方程、初始条件和边界条件． 这些广义变分原理为近似求解带损伤的粘弹性问题提供了一条途径．     

Adhesion elastic contact and hysteresis effect

In this paper, we study the relationship between the pull-off force and the transition parameter (or Tabor number) as well as the variation of the pull-off radius with the transition parameter in the adhesion elastic contact. Hysteresis models are presented to describe the contact radius as a function of external loads in loading and unloading processes. Among these models, we verified the hysteresis model from Johnson－Kendall－Roberts theory, based on which the calculated results are in good agreement with experimental ones.     

界面张力弛豫法研究不同分子量原油活性组分界面扩张粘弹性

采用界面张力弛豫法研究了不同分子量原油活性组分在正癸烷-水界面上的扩张粘弹性质,阐述了界面扩张模量的弹性和粘性随扩张频率的变化规律.研究发现,随着原油活性组分分子量的增大,极限扩张粘度明显增大,而极限扩张弹性逐渐增大;当分子量大于某一数值后,极限扩张弹性变化不明显.对界面张力弛豫实验结果进行拟合得到的参数表明,界面上和界面附近的微观弛豫过程的数目随原油活性组分分子量的增加而增加,弛豫过程的特征频率也呈规律性变化.不同原油活性组分的界面扩张粘弹性质可从其不同特征的微观弛豫过程得到解释.     

粘弹性薄板准静态分析中一种时域算法

基于线性粘弹性材料的Boltzmann叠加原理和大挠度薄板的vonK-rm-n假设,给出了粘弹性薄板准静态问题的数学模型.     

具有分数导数型本构关系的粘弹性柱的动力稳定性

研究简支的受轴向周期激励的粘弹性柱动力稳定性,柱的材料满足分数导数型本构关系.建立了描述粘弹性柱动力学行为的弱奇异性Volterra积分-偏微分方程,利用Galerkin方法将其化归为弱奇异性Volterra积分-常微分方程.利用平均化方法的思想给出了粘弹性柱运动稳定状态的存在性条件.给出一种新的计算方法,克服了存储整个响应历史数据的困难,并给出了数值算例,计算结果与解析方法的结论比较吻合.     

非线性粘弹性Timoshenko梁动力学行为的分布

本文讨论了有限变形粘弹性Timoshenko梁的动力学行为。首先由Timoshenko梁的理论和分数导数型本构关系给出了梁的控制方程。其次为了便于求解,采用Galerkin方法对系统进行了简化,并比较了1阶和2阶截断系统的动力学性质,它们具有相同的定性性质,说明Galerkin方法的合理性。给出了求解包含分数积分的积分－微分方程的一种新方法,以便求解系统的长时间的解。综合利用非线性动力系统中的经典方法,揭示了梁在有限变形情况下丰富的动力学行为,并分别考察了载荷参数的材料参数对结构的动力学行为的影响。     

非线性粘弹性平面问题的数学模型及其失记效应

本文以位移为基本未知量,利用非线性粘弹性力学中的Leaderman本构关系和线性几何假设,建立了非线性粘弹性平面问题的数学模型;在粘弹性泊松比为常数的情况下,利用Titchmarsh定理和Laplace变换法证明了非线性粘弹性平面问题与非线性弹性平面问题之间存在着某些对应关系,对应关系为粘弹性问题的求解提供了一种新的思路,利用这些关系可直接从相应弹性问题获得粘弹性平面问题的部分响应,与传统的时域有限差分法相比,计算时间明显缩短,另外,对应关系也揭示了粘弹性结构的失记效应,即结构的部分响应仅与外部输入的现时值有关,而与其历史无关。     

分数导数型本构关系描述粘弹性梁的振动分析

本文研究粘弹性梁在周期激励作用下的受迫振动问题。梁的材料满足Kelvin-Volgt分数导数型本构关系。基于动力学方程、本构关系和应变－位移关系建立了小变形粘弹性梁的振动方程。采用分离变量法分析粘弹性梁的自由振动,导出模态坐标满足的常微分－积分方程和模态函数满足的常微分方程,对于两端简支的截面梁给出了固有频率和模态函数。对于简谐激励作用下粘弹性梁的受迫振动,利用模态叠加得到了稳态响应。最后给出数值算例说明本文方法的应用。