承重试验台同步加载系统设计计算及模糊PID耦合调平控制

针对试验台加载系统需具有高效率、快响应和高同步精度的特点,设计了一套液压油路系统,并开发了一种模糊PID交叉耦合同步调平四缸的控制算法。通过对理论模型输出位移的实时跟踪,实现了试验台的同步加载和精确调平控制。基于AMESim建立的同步加载系统的仿真结果,验证了主从式控制与模糊PID交叉耦合控制方案设计的合理性和可靠性。调平系统实验进一步表明,改变四液压油缸负载值使液压油缸负载不同步,可明显提高系统的高精度同步性能。     

π平面上原状土的空心扭剪试验

为了通过空心扭剪试验获得原状土在π 平面上的屈服特性,在分析空心扭剪试验仪加载过程和加载特点的基础上,研究了空心圆柱试样可实现的应力状态,并设计了相应的加载路径．与重塑试样不同,原状土样的初始应力状态位于K0 固结线上而不是等倾线上,因此,其加载路径应从原点开始沿K0 固结线行至原始应力状态,然后再在π 平面上进行以初始应力为起点的等p 试验．在考虑原状土的初始应力状态和各项异性的基础上,针对具有不同主应力方向角的平行试样,给出了等p 条件下保持主应力方向角不变的加载路径实现方法,采用该方法可得到任意平均主应力时π 平面上六分之一范围内的屈服曲线,该范围对应于大主应力方向角从-45o~45o．本文设计的加载方案可完成真三轴试验的部分功能,但经济成本相对较低,操作方法简单易行．     

Deformation mode and energy absorption of polycrystal-inspired square-cell lattice structures

Lattice structures are widely used in many engineering fields due to their excellent mechanical properties such as high specific strength and high specific energy absorption (SEA) capacity. In this paper, square-cell lattice structures with different lattice orientations are investigated in terms of the deformation modes and the energy absorption (EA) performance. Finite element (FE) simulations of in-plane compression are carried out, and the theoretical models from the energy balance principle are developed for calculating the EA of these lattice structures. Satisfactory agreement is achieved between the FE simulation results and the theoretical results. It indicates that the 30° oriented lattice has the largest EA capacity. Furthermore, inspired by the polycrystal microstructure of metals, novel structures of bi-crystal lattices and quad-crystal lattices are developed through combining multiple singly oriented lattices together. The results of FE simulations of compression indicate that the EA performances of symmetric lattice bi-crystals and quad-crystals are better than those of the identical lattice polycrystal counterparts. This work confirms the feasibility of designing superior energy absorbers with architected meso-structures from the inspiration of metallurgical concepts and microstructures.     

孔结构金属复合夹芯板抗爆炸冲击响应及吸能特性研究

采用有限元方法研究爆炸载荷下四边固支孔结构金属复合夹芯板的动力响应及吸能特性,给出了孔结构金属复合夹芯板的动力响应过程,得到夹芯板的变形模式,比较了孔结构金属复合夹芯板与非孔结构金属复合夹芯板的抗爆炸冲击性能,同时讨论了孔大小、间距、排布方式和面板质量分布等因素对孔结构金属复合夹芯板抗爆炸冲击性能的影响。研究结果表明,迎爆面外面板的孔设计使爆炸冲击波穿过孔洞直接作用在芯材上,增强了芯材的压缩,从而提高了夹芯板的能量吸收能力。同等面密度情况下,内外面板厚度比大于1的孔结构金属复合夹芯板变形挠度小于内外面板厚度比小于1的孔结构金属复合夹芯板。进一步研究发现,通过合理设计内外面板的质量分布,可以使孔结构金属复合夹芯板的抗爆炸冲击性能最优。     

负载壳聚糖吸附剂的研制及吸附性能

以壳聚糖(CS)为原料,对不同温度活化的高岭土(KLN)作表面改性,制备了一系列高岭土负载壳聚糖微粒。通过对壳聚糖包覆率的测定确定了高岭土活化温度在800℃时其负载率最佳。IR分析发现壳聚糖对高岭土的改性是以高岭土中的骨架铝与壳聚糖产生化学键合完成的。Cu2 吸附实验表明,改性后的高岭土(CS-KLN)饱和吸附量达到158.3mg/g,优于仅用酸活化的高岭土,且吸附的pH范围为4~6,比高岭土宽,其最佳吸附pH=5.2。     

一种登陆作战兵力上船装载方案优化计算方法

建立登陆作战兵力上船装载方案优化模型,针对大规模登陆作战兵力上船装载方案确定问题特点,提出一种用需装载兵力、可用舰船和可用泊位类型排列表示方案的方案编码方法,称为方案的类型排列基因码.给出排列基因码生成及进化方法,实现装载方案的遗传优化.计算结果表明,使用该方法可以在较短时间内得到较好的上船装载方案.     

不同循环加载应力下花岗岩Kaiser效应特征的试验研究

为了更准确地获取花岗岩的Kaiser效应点对应的应力值σAE,利用RMT-100B岩石力学伺服试验机和Micro-Ⅱ Express型声发射监测系统,研究不同循环加载应力σci下岩石Kaiser效应特征.结果表明:相比单次加载,在循环加载作用下,试样的应力-应变曲线在加载初期下凸减弱,压密阶段变短;由于试样的加卸载曲线...     

岩石时频效应的实验研究

对饱和泵油南京砂岩和饱水大理岩在MTS上进行了单轴压缩实验和正弦波加载实验,求得两种饱和岩石的单轴抗压强度和屈服强度,并获得随正弦波频率的提高,饱和泵油南京砂岩的杨氏模量、纵横波速度增大,具有较明显的频散效应.饱和岩石中的微细观缺陷在正弦波加载中引起滞后,导致瞬时杨氏模量与应力成不对称"X"形,获得随正弦波频率增高,"X"交点在模量轴上的位置增高,杨氏模量增大,模量的频散增强.本文揭示了岩石的非线性时频响应的一些物理机理,对于岩石介质中的非线性波动研究以及地震、工程等理论研究和应用都具有重要意义.     

加载速率对骨的流动电位的影响

骨受力变形时所引起的压力驱动骨内哈佛氏管或骨小管内的液体流动,是骨内出现流动电位的外部原因.由于人体经常受动态载荷作用,研究骨在动态加载过程中流动电位的变化,更有助于了解骨细胞周围电环境的性质.为此,设计了流动电位测试系统,在骨试样两端施加梯形压力波.实验测量了在不同加载速率下流动电位的变化波形.结果显示,加载速率越高,流动电位有减小的趋势.分析认为这是由于微管中局部产生的湍流引起的.     

强动载荷下结构的柔性防护和刚性防护

通过研究柔性防护和刚性防护方面的实例,结合作者的研究结果,对应力波效应和材料动态特性效应如何影响强动载荷下的结构安全防护进行了分析和讨论。研究表明,在研究强动载荷下的结构安全防护时,不论结构承受的是爆炸冲击波还是弹体的直接撞击,都应该考虑结构与周围介质中的波传播效应与材料的应变率效应,以及这两者之间的互相联系和互相耦合。