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1.
为探究水牛角的结构性能关系,基于上海同步辐射光源搭建了高分辨原位CT系统,对水牛角角鞘进行初始表征和准静态压缩下的实时表征,并通过Top-Hat方法提取了角鞘内孔洞三维形貌。结果显示,水牛角角鞘孔隙率在1%左右,椭圆柱状孔洞沿牛角生长方向排列成线,首尾相连却并未连通,均匀分布在波浪状片层之间。孔洞特征椭球的轴长分布满足对数正态分布,长轴和短轴的长度均值分别为7μm和3μm。原位CT结果表明,角鞘在屈服之后,初始孔洞首先扩张而形成微裂纹,随后微裂纹沿着片层界面由外向内发生桥接,片层发生局部屈曲和层间开裂,形成宏观裂纹,导致角鞘内裂纹密度急剧上升。片层之间不仅存在大量纤维黏接(提高了层间拉伸/剪切强度),而且孔洞互不连通,这些因素抑制了层间裂纹的快速传播,使得各处裂纹只能独立缓慢发展而无法贯通样品。波浪状片层使裂纹传播路径更加曲折,层间屈曲增加了片层摩擦耗能。这些机制使得牛角表现出加工硬化,也是牛角在纵向方向呈现优良韧性的主要原因。  相似文献   
2.
坝前淤泥面与新填筑坝体接触面是"坝前淤泥面加坝"技术的薄弱环节。为了探究不同工况下淤泥坝基、新填筑坝体,以及淤泥土-新填土接触面的剪切强度特性,以宁夏南部山区西吉县南川水库坝前淤泥面加坝工程为研究对象,通过常规应变式直剪仪、改进常规应变式直剪仪分别进行剪切试验,分析了淤泥土含水率和压实度变化时,淤泥土、新填土、淤泥土-新填土接触界面的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角的变化规律。试验结果表明:新填土抗剪强度最大,不同工况下淤泥土-新填土接触界面的抗剪强度介于淤泥土和新填土的抗剪强度之间;淤泥土含水率在12%~16%之间存在最优含水率,超过该含水率后,淤泥土及淤泥土-新填土接触界面之间的抗剪强度均显著降低;当淤泥土含水率从8%增加至12%、16%时,黏聚力减小8%左右后迅速减小至22%,具有明显的阶段性,而淤泥土-新填土接触界面的黏聚力呈现先增加后减小的趋势;当含水率相同时,随着压实度的增加,淤泥土、淤泥土-新填土接触面的黏聚力、内摩擦角总体呈增大趋势。最后根据试验结果对"坝前淤泥面加坝"工法的工程应用提出了相关建议。  相似文献   
3.
本文利用原位低场核磁共振(LF-NMR)技术在真实固液反应环境中对光催化还原Cr(Ⅵ)反应进行了定量研究,并对Ag纳米颗粒负载量不同的Ag担载石墨相氮化碳复合光催化剂(Ag/g-C3N4)在可见光照射下催化Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)的性能进行了研究.研究发现,Ag纳米颗粒负载(负载量分别为1 wt.%、2 wt.%、5 wt.%和10 wt.%)可以有效提高g-C3N4的光催化性能;且负载量为5 wt.%时光催化性能最优,为无Ag负载的g-C3N4的4倍.此外,本文还通过横向弛豫时间(T2)定量分析了反应体系中顺磁性Cr(Ⅲ)离子的浓度,证实了采用LF-NMR弛豫法评价光催化Cr(Ⅵ)还原反应性能的可行性.  相似文献   
4.
冲击载荷作用下边界条件对方板的毁伤破坏具有很大影响。利用落锤试验机开展了不同边界支撑下固支方板的冲击试验,为获取固支方板边界撕裂的典型破坏模式,专门设计加工了与固支方板尺寸相当的冲击锤头和可改变倒角的方板支撑框架。研究结果表明:(1)冲击载荷作用下,固支方板呈现出塑性大变形、单边撕裂、双边撕裂等典型破坏模式,倒角越小,方板越容易撕裂;(2)边界支撑对固支方板中心位移、整体变形轮廓影响较小,但对方板的撕裂长度、临界撕裂阈值存在较大影响;(3)不同边界支撑主要改变方板边界处的剪切应变,边界支撑倒角越小,剪切效果越明显,方板边界临界撕裂应变位于[0.191,0.241]区间。  相似文献   
5.
A continuum damage model was developed to describe the finite tensile deformation of tough double-network (DN) hydrogels synthesized by polymerization of a water-soluble monomer inside a highly crosslinked rigid polyelectrolyte network. Damage evolution in DN hydrogels was characterized by performing loading-unloading tensile tests and oscillatory shear rheometry on DN hydrogels synthesized from 3-sulfopropyl acrylate potassium salt (SAPS) and acrylamide (AAm). The model can explain all the mechanical features of finite tensile deformation of DN hydrogels, including idealized Mullins effect and permanent set observed after unloading, qualitatively and quantitatively. The constitutive equation can describe the finite elasto-plastic tensile behavior of DN hydrogels without resorting to a yield function. It was showed that tensile mechanics of DN hydrogels in the model is controlled by two material parameters which are related to the elastic moduli of first and second networks. In effect, the ratio of these two parameters is a dimensionless number that controls the behavior of material. The model can capture the stable branch of material response during neck propagation where engineering stress becomes constant. Consistent with experimental data, by increasing the elastic modulus of the second network the finite tensile behavior of the DN hydrogel changes from necking to strain hardening.  相似文献   
6.
To study drag force on a moving heavy quark through a plasma, we use a deformed AdS space-time, in which deformation parameter c describes non-conformality in AdS/QCD. In this case, the quark is mapped to a probe string in the AdS space. Considering the probable contribution of the deformation parameter in the probe string, we apply a general form of c-dependent string ansatz in the drag force computation. Then, we find the acceptable value of this parameter as it satisfies QCD calculations. Using this result, we also discuss the diffusion constant which is in agreement with the phenomenological result for the non-relativistic limit. Also, we show that while in absence of a deformation parameter, the probe string is a strictly increasing function of radial coordinate, the c-dependent probe string has a maximum value versus z.  相似文献   
7.
采用分子动力学模拟计算方法,考察具有较高层错能的Al纳米线沿不同晶向的力学行为和变形机制。在相同计算条件下与具有较低层错能的Ni、Cu、Au和Ag等FCC金属纳米线进行比较。结果表明:在力学行为方面,Al纳米线的弹性模量呈现明显的结构各向异性,满足E[111] > E[110] > E[100]的关系,这一关系在FCC金属纳米线中普遍成立;Al纳米线的屈服应力随晶向呈现σy[100] > σy[111] > σy[110]的关系,这一关系在具有较低层错能的FCC金属纳米线中不具有普遍性,这与体系中位错形成机制密切相关。根据拉伸变形过程微观结构的演变规律,阐明Al纳米线不同晶向的变形机制,并与具有较低层错能的Ni、Cu、Au和Ag等FCC金属纳米线的变形机制进行比较。结果表明,对于尺度较小的高层错能Al纳米线,Schmid因子和广义层错能均难以准确预测其变形机制。  相似文献   
8.
基于Euler-Bernoulli梁理论的经典纤维模型忽略了剪切变形给截面带来的影响,为了得到更加精确的梁单元模型,该文基于考虑剪切效应的纤维梁单元,根据Timoshenko梁理论,推导了该纤维梁单元的刚度矩阵,并结合弹塑性增量理论,同时考虑了几何非线性和材料非线性的双重影响,建立了压弯剪复杂应力状态下结构非线性有限元分析理论。该文最后利用MATLAB编制了相关计算程序,对钢筋混凝土和矩形钢管混凝土的典型压弯剪构件进行有限元数值模拟,得到了构件的荷载-位移非线性全过程曲线。典型算例的验证结果表明:该文建立的非线性有限元分析理论是通用、可行和正确的。  相似文献   
9.
Developing oxygen evolution reaction (OER) electrocatalyst based on earth-abundant materials holds great promise for ascertaining water-splitting to surmount its deprived kinetics. In this regard, NiFe-LDH (layered double hydroxide) receives considerable attention owing to their layered structure. However, they still suffer from poor electronic conductivity and structural stability. We combined NiFe-LDH nanosheets with Magnéli phase Ti4O7 into a heterostructured composite. A series of analyses reveal that decorating Ti4O7 facilitates charge transfer to enhance the conductivity of NiFe-LDH-Ti4O7. During electrochemical measurement, Ni2+ is transformed to metastable Ni3+ (Ni (OH)→ NiOOH) before the OER onset potential. Thus, the presence of Ni3+ as the main active sites could improve the chemisorption of OH? to facilitate OER. As a result, the NiFe-LDH-Ti4O7 catalyst delivers as low as onset potential (1.43 V). Combining the holey structure (NiFe-LDH and Ti4O7) and the defect engineering generated on NiFe-LDH-Ti4O7 as a synergistic effect improves the OER performance. The inclusion of Ti4O7 in the composite leads to more vacancy sites, as evidenced by the extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) analysis. The obtained defective structure with a low coordination environment would improve the electronic conductivity and facilitate the adsorption process of H2O onto metal cations, thereby increasing the intrinsic catalytic activity of NiOOH. The strong coupling of NiFe-LDH and Ti4O7 also increases the stability, and the heterostructured composite helps maintain the structural robustness of the LDH.  相似文献   
10.
We report an experimental investigation of free falling super-hydrophobic (SH) spheres in glycerine-water mixtures over a wide range of Reynolds number. SH coatings have the ability to reduce the contact area between the surrounding liquid and the solid surface by entrapping an air layer in the surface roughness. We investigate the effect of this air plastron on the hydrodynamic performance of spheres, focusing our attention on the onset of wake instabilities. Our results emphasise the key role of the surface roughness properties on the triggering of wake instabilities. It is shown that, unlike what was reported in previous numerical studies on SH bluff-bodies, local deformation of the interface may act as a by-pass mechanism promoting earlier transition, yielding a decrease of the critical Reynolds number at which the wake becomes unstable. A scenario coupling the hydrodynamic instabilities (scaling with the Reynolds number) and the interface deformation (scaling with the roughness-based Weber number) is proposed to describe the different transition mechanisms in presence of SH surfaces. It is found that the promotion of wake instabilities over SH surfaces occurs when the roughness-based Weber number is larger than a critical threshold. These findings are of primary importance for guiding the design of resilient and efficient SH surfaces.  相似文献   
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