上海地区沉桩阻力估算方法分析探讨

分析了估算沉桩阻力的必要性。在简单介绍了上海地区土层特性的基础上，按照桩端持力层土层性质和桩侧土性质的不同组合，将上海地区地基土分为4类进行研究。选择了4个具有代表性的已有计算沉桩阻力的计算公式，针对不同地基土类型，分别利用大量工程实测数据对各公式进行了分析研究，结果表明没有一个公式普遍适用于各种地基土。在分析各公式在不同地基土中的优缺点的基础上，提出了推荐使用的以静力触探比贯入阻力Ps值为主要参数，同时考虑土体灵敏度和侧阻力、端阻力深度修正的沉桩阻力估算公式。运用大量的工程实测数据对该公式进行了验证，结果表明对不同的地层组合都比较适合。推荐公式对判定静压桩沉桩可能性和施工设备选型具有参考价值。     

由润滑油密度求黏度的新黏压关系式探讨

研究了润滑油密度与黏度的关系,并提出了一个由密度求黏度的新黏压关系式.以Dowson-Higginson密度公式为媒介,新公式只改变一个常数可退化为Barus黏压关系,而改变两个常数可退化为Doolittle自由体积黏压关系.用Dowson-Higginson密压关系消去密度,新公式具有与Roelands黏压关系相同的结构,但对应常数各不相同.以squalane油为例,给出了由实验数据确定新公式中两个待定常数的简单方法,而如此确定下来的新公式可以与全部实验数据吻合良好.应用新公式计算黏度并以squalane油品为润滑剂,可顺利求得等温椭圆接触弹性流体动力润滑的数值解,说明新公式具有良好的适应性.     

基于t准则的各向异性强度准则及变换应力法

岩土材料通常呈现出成层水平分布特点, 即可将其视为横观各向同性材料, 横观各向同性对于岩土材料的变形以及强度值都会产生显著的影响. 基于已提出的t强度准则, t强度准则是基于各向同性单元体中存在有效滑移面来构建的, 并根据该空间有效滑移面上主剪应力与主法向应力的比值达到一定阈值为破坏条件. 在空间中存在有效滑移面与物理沉积面, 基于上述两个面在空间的位置关系, 用两面夹角作为表征横观各向同性对剪切强度影响程度的参量, 并假定当该夹角值越大, 则各向异性对强度贡献程度越大, 对应更大的应力比强度值, 反之, 则对应更小的应力比强度值. 基于上述思路并类比将其推广为正交三维各向异性准则, 基于三维各向异性材料的三维沉积面, 提出了三维特征沉积面的概念, 并基于空间滑移面与三维特征沉积面之间的夹角作为度量各向异性程度的变量, 提出了基于两面角作为参量考虑原生各向异性的应力比强度公式, 并利用该应力比强度公式来修正已提出的t强度准则, 最终建立了考虑各向异性影响的t准则公式. 在上述准则基础上, 考虑将各向异性应力空间转换为各向同性应力空间的思路, 在各向异性t准则基础上, 推导得到了基于各向异性强度t准则的变换应力公式, 利用变换应力公式可以将传统的以p, q为变量的各向同性本构模型转变为可考虑各向异性的三维本构模型. 通过对岩土材料的强度以及真三轴条件下的应力应变关系试验数据预测, 验证了所提的各向异性t准则及其变换应力公式的有效性及适用性.      

ANISOTROPIC STRENGTH CRITERION BASED ON T CRITERION AND THE TRANSFORMATION STRESS METHOD 1)

岩土材料通常呈现出成层水平分布特点, 即可将其视为横观各向同性材料, 横观各向同性对于岩土材料的变形以及强度值都会产生显著的影响. 基于已提出的t强度准则, t强度准则是基于各向同性单元体中存在有效滑移面来构建的, 并根据该空间有效滑移面上主剪应力与主法向应力的比值达到一定阈值为破坏条件. 在空间中存在有效滑移面与物理沉积面, 基于上述两个面在空间的位置关系, 用两面夹角作为表征横观各向同性对剪切强度影响程度的参量, 并假定当该夹角值越大, 则各向异性对强度贡献程度越大, 对应更大的应力比强度值, 反之, 则对应更小的应力比强度值. 基于上述思路并类比将其推广为正交三维各向异性准则, 基于三维各向异性材料的三维沉积面, 提出了三维特征沉积面的概念, 并基于空间滑移面与三维特征沉积面之间的夹角作为度量各向异性程度的变量, 提出了基于两面角作为参量考虑原生各向异性的应力比强度公式, 并利用该应力比强度公式来修正已提出的t强度准则, 最终建立了考虑各向异性影响的t准则公式. 在上述准则基础上, 考虑将各向异性应力空间转换为各向同性应力空间的思路, 在各向异性t准则基础上, 推导得到了基于各向异性强度t准则的变换应力公式, 利用变换应力公式可以将传统的以p, q为变量的各向同性本构模型转变为可考虑各向异性的三维本构模型. 通过对岩土材料的强度以及真三轴条件下的应力应变关系试验数据预测, 验证了所提的各向异性t准则及其变换应力公式的有效性及适用性.     

空心材料导热性能预测研究

本文建立了一种预测空心材料导热性的方法。研究了空心材料的导热性。用柱形空心材料分析了体分比和孔洞的排列方式对整体材料导热性的影响，用圆柱形、方柱形空心材料和含裂纹材料，分析了空心形状对材料导热性的影响。同他人的实验结果和某些现有的理论模型比较表明，本文方法是有效的。本文的结果能够很好地解释实验结果。     

Model for predicting effective thermal conductivity of composites with aligned continuous fibers of graded conductivity

Governing differential equations in both transverse and longitudinal directions for predicting the effective thermal conductivities of composites with aligned, graded continuous fibers are derived. It is shown that the effective conductivities of composites with graded fibers are predicted by solving the equations. The results by the present approach are applicable to both dilute and non-dilute cases without additional procedures unlike other approaches. The results are compared with those in the literature, and the applicability of the present approach is justified. A solution by the present approach is obtained analytically or numerically as long as thermal conductivity profile of fibers is given.     

润滑油密度与黏度关系的进一步探讨及定量广义牛顿热弹流数值分析

基于"同一油品相同的密度对应相同的黏度"这一假说,本文作者将最近提出的在等温条件下由密度求黏度的计算公式推广到热条件之下并进行了进一步的理论探讨.通过引入广义黏度,把润滑油的Eyring流动处理为广义牛顿流动,进而对由squalane油润滑的点接触副在不同赫兹接触压力和卷吸速度下,在滑滚比宽广的变化范围内开展了定量的热弹流数值仿真.仿真得到的摩擦系数与试验结果良好的吻合程度不但证实了作者的由密度求黏度公式在热条件下仍然准确,同时也证实了所用的密度与黏度关系假说的合理性.在比较新黏度公式与Barus、Roelands和Doolittle黏度公式所得数值仿真结果时,提出了一种不需要黏温系数而得到热条件下润滑油黏度值的算法,并用之得到了合理的广义牛顿热弹流解.     

南京地区土体热导率性质测试与分析

通过对南京地区大量粘土和粉质粘土样品热导率值的测试,分析了土体热导率与其含水量、孔隙比的相关关系。对影响土体导热值的因素作了详细分析,提出了根据土体含水量、孔隙比值计算土体热导率的经验计算公式。     

水下爆炸冲击波壁压理论及数值计算方法改进研究

水下爆炸冲击波是舰船抗冲击评估中重要的载荷成分,也是水中结构物毁伤程度快速预报的关键和依据。通过小当量实验发现,由于传统 Taylor 平板理论公式忽略了冲击波波速的非线性变化 ,导致其在预报近距离水下爆炸冲击波壁压脉宽时出现偏差。为此,给出了比例爆距R/W1/3为0.11～5.30 m/kg1/3 (R为爆距,W为炸药质量)下的冲击波速度拟合公式,对传统Taylor理论公式进行修正。修正后,在R/W1/3=0.11 m/kg1/3下,壁压脉宽及冲量偏差大幅减小;在R/W1/3≥0.21 m/kg1/3下,两者偏差均小于12%。此外,在处理水下近场和中远场爆炸问题时,发现数值耗散会导致壁压峰值被明显削弱,于是提出了一种可行的数值策略消除计算中数值耗散导致的削弱效应,结果与修正的Taylor平板理论公式吻合良好,峰值偏差均小于9%。改进后的冲击波壁压理论公式及数值计算方法可为舰船抗爆抗冲击领域提供理论和技术支撑。     

Der Druckverlust bei nichtisothermer,laminarer Rohrströmung von Potenzgesetz-Flüssigkeiten mit verschiedenartigen thermischen Randbedingungen

This work is concerned with numerical computations of pressure-drops in non-isothermal, laminar flow of power law fluids in circular tubes with various thermal wall conditions (constant and variable wall temperature as well as constant and variable wall heat flux). In the paper both temperature dependent rheological fluid properties and viscous dissipation are included. The results of numerical computations are plotted in 7 figures and selected numerical data are presented tabularly. As a result an extended friction factor formula is derived similar to that one introduced by Metzner and Reed. In addition, an approximative friction factor formula is proposed which enables the calculation of local friction factor if only one value of the so called “film temperature” has been previously measured. This formula is valid for all the thermal wall conditions considered in this work. The results of the present paper are intended to be very helpful for design engineers while calculating the pressure losses in some heat exchangers and pipes for transporting polymer melts.     

Predicting thermal conductivity of liquid suspensions of nanoparticles (nanofluids) based on rheology

A methodology is proposed for predicting the effective thermal conductivity of dilute suspensions of nanoparticles (nanofluids) based on rheology.The methodology uses the rheological data to infer microstructures of nanoparticles quantitatively,which is then incorporated into the conventional Hamilton-Crosser equation to predict the effective thermal conductivity of nanofluids.The methodology is experimentally validated using four types of nanofluids made of titania nanoparticles and titanate nanotubes dispersed in water and ethylene glycol.And the modified Hamilton-Crosser equation successfully predicted the effective thermal conductivity of the nanofluids.     

On hyperbolic heat conduction in solids: minimum mean free path of energy carriers and a method of estimating thermal diffusivity and heat propagation characteristics

The paper gives the analytical solution to the one dimensional hyperbolic heat conduction equation in an insulated slab-shaped sample that is heated uniformly on the front face with δ or laser impulse. The solution results in a formula that enables to estimate the minimum mean free path of energy carriers in the sample to detect the second sound (i.e. the thermal wave) at the sample rear face. A method of experimental data evaluation at the second sound effect is proposed, which gives the thermal diffusivity of the sample and the parameters of heat propagation.     

一种基于能量法则的爆炸成形弹丸速度的工程计算方法

为了准确预报爆炸成形弹丸的速度,提出了以药型罩中所有内部微元都变处于流动状态的时刻作为爆炸成形弹丸成形结束的标志,并因此得出药型罩自身变形时所消耗的变形能应与使整个药型罩都处于流动状态的熔化能相等。在此基础上利用能量守恒原理,建立了爆炸成形弹丸速度的计算公式,并通过试验和数值模拟验证。实验和计算结果表明,本文中所建立的爆炸成形弹丸速度的计算公式具有较好的工程实用价值。     

纵向剪切三相共焦点椭圆模型的精确解及其应用

推广夹杂问题的三相同心圆模型,提出了三相共焦点椭圆模型,从而计及了夹杂形状变化的重要因素。利用保角变换结合罗朗级数展开技术获得了纵向剪切载荷下的封闭形式解。本模型和解答对夹杂、界面层附近的细观应力场分析、对复合材料和含缺陷材料的有效弹性模量预测有重要实用价值,获得了比经典公式更精确的结果。对特殊模型,可以得到许多有意义的问题（如二相模型）的解答。     

Predicting thermal conductivity of liquid suspensions of nanoparticles （nanofluids） based on rheology

A methodology is proposed for predicting the effective thermal conductivity of dilute suspensions of nanoparticles （nanofluids） based on rheology. The methodology uses the rheological data to infer microstructures of nanoparticles quantitatively, which is then incorporated into the conventional Hamilton-Crosser equation to predict the effective thermal conductivity of nanofluids. The methodology is experimentally validated using four types of nanofluids made of titania nanoparticles and titanate nanotubes dispersed in water and ethylene glycol. And the modified Hamilton-Zrosser equation successfully predicted the effective thermal conductivity of the nanofluids.     

流变简单材料力学性能主曲线的构建新方法

提出一种新的构建流变简单材料力学性能主曲线的移位方法,该方法以移位曲线与参考曲线围成的交叠区域的“面积”为判定要素,推导出移位因子的计算公式. 公式形式简单、易于计算;公式所涉及的参量均来自实验数据自身,不用进行插值即可求得移位因子, 且得到的移位因子具有唯一性,避免了手动移位主观判断的不确定性及数值移位方法因拟合带来的误差问题. 由于推导过程是一种数学计算的过程,因此,只要材料满足流变简单性,则该移位公式均能适用. 此外,在构建主曲线时,首次考虑了含有明显峰值的实验曲线的移位情况,使所提出的方法具有更强的适用性. 最后,以构建炭黑填充橡胶的动态力学性能主曲线的实例验证了该方法的有效性.     

Thermodynamic properties and rheology of sterically stabilized colloidal dispersions

A procedure for predicting thermodynamic, dynamic, and rheological properties of polymerically stabilized colloidal dispersions in good solvents by mapping onto an effective hard sphere dispersion is investigated and evaluated for its range of applicability. Configurational pressures and energies, calculted by Monte Carlo simulations, are used to assess the model's accuracy for predicting thermodynamic data. Similarly, long-time self-diffusivities, calculated by equilibrium Brownian Dynamic simulations, are used to assess the model's feasibility for predicting dynamic properties. Finally, zero shear viscosities are calculated by the method of hydrodynamic preaveraging and compared to rheological measurements. The various testing methods demonstrate the effectiveness of the procedure and suggest the model's range of applicability. Received: 13 March 2000 Accepted: 28 June 2000     

基于应变计观测数据的混凝土温度应力解析

混凝土温度应力测定一直是人们致力解决的科学难题.本文根据振弦式混凝土应变计的工作原理,提出了基于混凝土应变计观测数据的温度应力计算公式,并采用电热带给试件直接施加温度作用的方法,模拟弹性约束条件进行了温度应力试验测定,确定了计算公式中温度应力修正系数与温度变化的关系.研究结果表明,振弦式混凝土应变计可以用来测定均匀温度作用产生的温度应力,根据本文提出的计算公式得到的温度应力计算值与实测值吻合良好.     

Prediction of vibration characteristics of blisks using similitude models

This study investigates the determination approach of distorted scaling laws for predicting the dynamic characteristic of an aero engine’s blisk. Based on the dynamic scaling laws of typical thin-walled structures, an assumption of geometrically complete scaling laws is firstly proposed and numerically validated. For distorted models of disk thickness, in order to simplify the design procedure, a simplification condition is proposed and applied to the first 10 orders’ distorted scaling laws (blade-dominated vibrations) by combining sensitivity analysis. Next, the 11th–14th orders’ distorted scaling laws are determined for disk-dominated vibrations. Numerical validation demonstrates that distorted scaling laws possess a good accuracy. Finally, the applicability of these new scaling laws is validated by the experimental data. The results indicate that, by using the new scaling laws, the simple models can predict vibration characteristics of blisk by employing similitude models.     

INTERNAL SOLITARY WAVE LOADS EXPERIMENTS AND ITS THEORETICAL MODEL FOR A CYLINDRICAL STRUCTURE

在大型重力式密度分层水槽中, 对内孤立波与圆柱型结构的相互作用特性开展了系列实验. 基于两层流体中 内孤立波的KdV,eKdV和MCC理论, 建立了圆柱型结构内孤立波载荷的理论预报模型, 给出了该载荷理论预报模型中3类内孤立波理论的适用性条件.研究表明, 圆柱型结构内孤立波水平载荷包括水平Froude-Krylov力、附加质量力和拖曳力3个部分, 可以由Morison公式计算, 而内孤立波垂向载荷主要为垂向Froude-Krylov力, 可以由内孤立波诱导动压力计算.系列实验结果表明, 附加质量系数可以取为常数1.0, 拖曳力系数与内孤立波诱导速度场的雷诺数之间为指数函数关系, 而且基于理论预报模型的数值结果与系列实验结果吻合.