基于有限元模拟的超声应力系数标定及分析*

应力系数的标定作为超声应力检测最为关键的环节,直接决定应力检测结果的准确性。传统的应力系数试验标定对于被测物的表面粗糙度、耦合剂厚度、声匹配块与被测物接触力等因素十分敏感,但缺少基本参照值。基于COMSOL建立多物理场耦合的超声应力检测模型,施加不同的拉伸载荷,计算临界折射纵波到达时间与不同应力值之间的关系,模拟标定45#钢的超声应力系数为13.7MPa/ns。单轴水平拉伸试验标定的45#钢应力系数为16.5MPa/ns。结果表明,通过两种方法标定的应力系数较为接近,试验标定的应力系数偏大,这是由于有限元方法能够消除试验过程中各种不确定因素对声时精确测量所造成的影响,能够更加纯粹的反映材料的声弹性效应,因此具有作为基础数据的参考价值。有限元方法作为传统试验方法的补充,可以减小试验标定数据的离散性,提高超声应力检测结果的可信度。     

示波极谱法测定空气中苯胺

在稀盐酸介质中,苯胺与亚硝酸盐反应生成重氮盐,在沸水浴中,重氮盐水解生成苯酚,继而与过量的亚硝酸盐发生亚硝化反应生成对亚硝基酚,并被进一步氧化成对硝基酚。在碳酸氢钠碱性介质中,对硝基酚产生一灵敏的二阶导数吸附波,在０～８μｇ／１０ｍｌ范围内线性关系良好。与现行国标法进行了比较,两法结果之间无显著性差异,并用该法对现场空气中的苯胺进行了测定,取得满意结果。     

基于全矢量显式算法注射填充软件的研究与开发

基于前人模拟注射填充的显式算法,提出了一种新的全矢量化运算显式算法。对于各类注射填充的模拟,此算法避免了压力场的全局求解,矩阵操作仅在单元一级进行,通过反馈修正,在各时间增量步使已填充的区域满足不可压缩条件。由于避免了所有的全局耦合求解,计算代价与节点的自由度近似成正比,可实现填充模拟过程的高效运算。由于矢量化算法是完全脱耦的,容易实现并行计算。基于这种新算法,应用有限元法进行了注射填充仿真软件的初步开发。其填充模拟结果与商业软件MOLDFLOW的三维模拟结果比较,证实了该软件的有效性。     

Three-Level Safety Evaluation of Suspended Sections of Underwater Buried Pipelines北大核心CSCD

The uneven riverbed, and the impact and scour actions by water flow, make the underwater buried pipeline vulnerable to exposure and suspension, and endanger the pipeline operation safety. To investigate the mechanical properties and failure behaviors of the suspended pipeline section under water impact, according to the failure mechanism of the pipeline, the statics and dynamics analyses of the pipeline were carried out, and the graded safety evaluation technique for the buried pipeline with suspended sections was presented. First, a “static strength safety evaluation under static loads” (level 1) was conducted according to the mechanical features and stress states of the pipeline’s suspended section. Second, a “resonance safety evaluation under dynamic loads” (level 2) was conducted based on the correlation between the natural vibration frequencies of the suspended pipeline and the vortex emission frequencies of water flow. Finally, the periodical change process of the pipeline’s alternating stress was studied to solve the fatigue damage and fatigue life of the pipeline, and the “fatigue strength safety evaluation under dynamic loads” (level 3) was performed. Thus, a 3-level safety assessment procedure for pipelines with suspended sections was proposed. The stabilizing measures for pipelines of poor safety were suggested, and through an example, a specific calculation process was provided. The work serves as a theoretical guide for the safety evaluation of the suspended sections of underwater buried pipelines. © 2023 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

微注射成形中表面张力效应的数值模拟

微注射成形过程是一个喂料射入膜腔挤出腔内空气的过程。在这一过程中,存在喂料和空气的移动界面。由于喂料和气体物质特性差异很大,喂料分子对界面上的分子引力明显大于气体分子的引力,故界面上的分子会受到方向指向喂料内部的合力,即表面张力。为了研究表面张力效应对粘性流微注射模拟结果的影响,在矢量化显式算法的有限元模拟软件中,实现了表面张力计算和模拟功能,并在有限元方法中以系统化方法确定了离散变量场的拉普拉斯算子值。应用植入该功能的软件,模拟了一个典型的注射填充过程的算例,探讨了表面张力作用项对粘性流体填充过程的影响。通过对不同尺寸构件的模拟结果比较,证实表面张力作用项对粘性流注射填充过程模拟结果影响不大,除了毫米级以下构件,在一般情况下可以忽略。     

一种基于Mumford-Shah模型的红外图像边缘检测方法

 Chan-Vese模型是一种优秀的简化Mumford-Shah模型。然而Chan-Vese模型是以两个同质区域为基础建立的，这并不符合红外图像的特点，导致直接应用该模型处理红外图像时可能失败。针对这一问题，提出了一种适用于红外图像边缘检测的改进Mumford-Shah模型，并对该模型中目标边缘的保持、停止准则的建立及算法速度的提高作了详细讨论。实验表明，改进Mumford-Shah模型能够克服Chan-Vese模型在对红外图像边缘检测时不能跨越过渡区域的缺点，有效地检测出目标边缘。     

树脂吸附法处理高浓度DSD酸氧化工序生产废水的研究

本文采用大孔吸附树脂固定床工艺处理DSD酸氧化工序生产废水。实验结果表明，ND804大孔吸附树脂对该废水具有良好的吸附－脱附效果，废水经ND804树脂吸附处理后，CODCr由14790mg/L降至1300mg/L左右，COD去除率约为91％，并可回收纯度达80％的DNS酸，废水在得到有效治理的同时实现了废物的资源化。     

反相高效液相色谱法同时测定食品和多维片中8种水溶性维生素

建立了以0．05mol/L KH2PO4-甲醇为流动相的梯度洗脱反相高效液相色谱同时测定水溶性维生素C,B1,B2,B6,B12,烟酸,烟酰胺和叶酸的分析方法,方法检出限为1．4－0．76ng,用该法测定了奶粉,玉米粉,饮料及复合维生素片中水溶性维生素,相对标准偏差为2．8％－8．8％,加标回收率为74．7％－112．5％。