负泊松比蜂窝材料的动力学响应及能量吸收特性

针对传统正方形蜂窝，通过用更小的双向内凹结构胞元替代原蜂窝材料的结构节点，得到了一种具有负泊松比特性的节点层级蜂窝材料模型。利用显式动力有限元方法，研究了冲击荷载作用下该负泊松比蜂窝结构的动力学响应及能量吸收特性。研究结果表明，除了冲击速度和相对密度，负泊松比蜂窝材料的动力学性能亦取决于胞元微结构。与正方形蜂窝相比，该负泊松比层级蜂窝材料的动态承载能力和能量吸收能力明显增强。在中低速冲击下，试件表现为拉胀材料明显的"颈缩"现象，并展示出负泊松比材料独特的平台应力增强效应。基于能量吸收效率方法和一维冲击波理论，给出了负泊松比蜂窝材料的密实应变和动态平台应力的经验公式，以预测该蜂窝材料的动态承载能力。本文的研究将为负泊松比多胞材料冲击动力学性能的多目标优化设计提供新的设计思路。     

分层递变梯度蜂窝材料的面内冲击性能

提出了一种分层递变梯度蜂窝材料模型,以期控制蜂窝材料的能量动态吸收性能.此模型通过改变胞元的半径来改变蜂窝材料的面内特征参数,以实现蜂窝材料面内动力响应特性的多目标优化设计.计算结果表明,此模型可以在减小初始峰值应力水平的前提下,同时实现材料能量吸收过程的控制,并可以有效控制进入被保护结构的应力水平.此模型可为蜂窝材料...     

Impact Responses of Prismatic Lithium-Ion Battery Based on the Membrane Factor Method北大核心CSCD

Aimed at the internal short circuit problem due to large deformation of the prismatic lithium-ion battery cell under impact loadings, a simplified battery model was first established. Then the motion equations of velocity and displacement based on the membrane factor method were proposed. With the effects of the face-sheet thickness and the densification region on the normalized final deflection, impact response characteristics of prismatic battery cells were investigated in detail. The results show that, the improved motion equations involving the membrane factor can reflect the dynamic response mechanisms of the prismatic battery cell under impact loadings, and the large deflection under high-speed impact can be predicted. With the increase of the face-sheet thickness, the deflection of the battery cell’s lower part decreases obviously. However, the densification region expands with the face-sheet thickness. The deflection and the densification region of the cell’s lower part both increase with the inner core density of the battery. This proposed impact model provides a theoretical guidance for the multi-functional integrated dynamic design of prismatic battery cells. © 2022 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

具有负泊松比效应蜂窝材料的面内冲击动力学性能

基于显式动力有限元ANSYS/LS-DYNA,研究了面内冲击作用下具有负泊松比效应蜂窝材料的 动态冲击性能。在保证胞元壁长和壁厚不变的前提下,通过改变胞元扩张角,建立了内凹六边形蜂窝模型。 具体讨论了胞元扩张角和冲击速度对蜂窝材料面内冲击变形和能量吸收能力的影响。研究发现,在冲击载荷 作用下,内凹蜂窝材料的面内冲击性能依赖于胞元扩张角。胞元扩张角的绝对值越大,冲击端的平台应力越 高。随着冲击速度的提高,蜂窝材料表现出更强的能量吸收能力。     

胞元微拓扑结构对蜂窝材料面内冲击性能的影响

研究了面内冲击载荷作用下胞元微拓扑结构对蜂窝材料动态冲击性能的影响。首先，在胞元边长、厚度一致的条件下，讨论了不同形状胞元、以及胞元形状相同但排列方式不同的蜂窝材料的动态冲击性能，并给出了试件及其微结构的动态演化过程。在此基础上，讨论了胞元微观排列方式对蜂窝材料的能量吸收能力的影响。计算结果表明，除了胞元基本结构参数（边长、壁厚等），胞元形状及排布方式也是影响蜂窝材料动态性能的重要因素。由于三角形单胞的稳定性，三角形填充蜂窝材料与四边形填充蜂窝材料相比，表现出更强的能量吸收能力。而交错排布则对应着更加均匀的变形和稳定的平台区。同时，局部拓扑结构的变化，交错排布的试件在冲击压缩的过程中表现出独特的颈缩现象。此结论将为蜂窝材料微结构的动力学优化设计提供指导和依据。     

缺陷分布不均匀性对蜂窝材料面内冲击性能的影响

利用显式动力有限元方法数值讨论了缺陷（胞壁缺失）分布不均匀性对蜂窝材料面内冲击性能的影响。首先，参考理想六边形蜂窝材料在不同冲击速度下的变形特性，将蜂窝材料划分成9个区域,在此基础上讨论了缺陷分布在不同区域时对蜂窝材料面内冲击性能的影响。研究表明，在冲击载荷作用下，除了缺失率以外，蜂窝材料的面内冲击性能也依赖于缺陷的分布，且在中低冲击速度时表现出更高的敏感性。随着缺失率的增加，蜂窝材料的平台应力明显减小，而平台应力对缺失率及冲击速度的敏感性依赖于缺陷的位置。该结论对蜂窝材料的安全性评估及动力学优化设计具有一定的指导意义。     

缺陷对金属蜂窝材料面内冲击性能的影响

 利用显式动力有限元ANSYS/LS-DYNA,数值研究了缺陷（胞元缺失）的分布位置及其尺寸对金属蜂窝材料面内冲击性能的影响。考虑到理想六边形蜂窝材料在不同冲击速度下的变形特征,将试件划分成9个子区域,讨论了缺陷集中位置、缺陷尺寸和冲击速度对蜂窝材料面内冲击变形模式和能量吸收性能的影响。研究发现,蜂窝材料的面内冲击性能依赖于缺陷的分布位置和缺陷尺寸,且在中低速时表现出较高的敏感性,但冲击速度的增加将弱化缺陷分布不均匀性的影响。由于缺陷的存在,蜂窝材料的能量吸收能力明显降低,但与缺陷分布位置相比,蜂窝材料单位体积所吸收的能量更敏感于缺陷尺寸。研究结果将为多胞材料的安全性评估及能量吸收设计提供理论指导和依据。     

砂土中螺旋锚基础水平振动特性的模型试验研究

在水平激励作用下,钢管螺旋锚基础-土的动力相互作用具有明显的非线性特性。基于自制的锚土动力相互作用模型试验系统,对砂土中不同锚体几何结构的钢管螺旋锚的水平振动响应特性进行了研究,具体分析了螺旋锚长径比(L/D)、叶片距宽比(S/D0)、叶片外伸比(D0/D)、不同荷载幅值(F0)和振动频率(f)等对螺旋锚水平动力响应特性的影响,并与直桩进行了对比分析。通过研究螺旋锚周围土体的应力扩散,讨论了水平动力荷载作用下螺旋锚-土的相互作用规律。研究结果表明:长径比(L/D)是影响直桩和螺旋锚水平动力响应特性的重要因素;在锚径相同的条件下,锚土系统的共振频率随锚体长径比的增加而减小,随叶片外伸比的增加而增加,但对叶片距宽比相对不敏感;在锚体几何结构相同的前提下,激振荷载幅值越大,直桩土系统的共振频率越小,但激振荷载幅值对螺旋锚土系统共振频率的影响相对较小。     

微波辅助萃取-气相色谱-质谱法测定牙膏中二甘醇

提出了气相色谱-质谱法测定牙膏样品中二甘醇的方法。用微波萃取法以无水乙醇作萃取溶剂,在120℃萃取20min,使牙膏样品中二甘醇溶于乙醇中,所得萃取液经脱水后,用气相色谱-质谱法测定其含量。色谱分离选用HP-INNOWAX色谱柱,采用程序升温方式;质谱测定中采用电子轰击离子源及选择离子监测模式。在最佳萃取和测定条件下,方法的线性范围为0.01～50.0mg·mL-1,检出限(3s/b)为0.005mg·mL-1。用1.0mg·mL-1二甘醇标准溶液6份按方法测定,对方法的精密度作了试验,测得相对标准偏差(n=6)小于1.6%。在牙膏样品基体上加入标准溶液作回收试验,测得回收率为95.0%～103.0%。