汽车吸能盒诱导槽结构多目标优化设计

吸能盒作为防撞系统的主要吸能组件,能在短时间内吸收大部分的能量,从而保护驾驶员和乘客的生命安全。为了研究诱导槽的布置位置以及诱导槽深度等参数对吸能盒能量吸收性能的影响,分别建立了无诱导槽以及具有均布诱导槽的两种吸能盒模型。以吸能盒的压缩位移和峰值碰撞力为优化目标,以诱导槽的深度和槽间距为设计变量,采用最优拉丁超立方试验设计选取样本点,用二阶多项式响应面模型构建其近似代理模型,选用存档微遗传算法对吸能盒诱导槽的参数进行多目标优化设计。优化结果表明:在满足吸能盒各设计要求的前提下,优化后吸能盒的能量吸收性能得到了进一步的提升,从而为汽车吸能盒的设计提供一定的理论基础。     

金字塔点阵复合材料结构力学性能分析与优化

金字塔点阵复合材料是一种轻质、高强的新型材料,又具有隔热、隔振和电子屏蔽等多功能可设计性,是极具潜力的先进多功能材料。采用有限元软件ABAQUS建立金字塔点阵结构平压和剪切模型,分析等效平压和剪切性能。进而建立含多层铺层的点阵复合材料力学模型,通过理论值计算其平压模量和剪切模量,用ABAQUS计算等效平压刚度和剪切刚度,得出平压和剪切模量,并与理论解对比验证数值分析的正确性。对于对称铺层的点阵复合材料结构,改变铺层层数、铺层角度,倾斜角等多种几何工艺条件,采用ABAQUS数值分析平压模量和剪切模量,得到相应的优化结果。     

退火T2纯铜单向拉伸损伤本构模型的研究

利用SEM、OM、MTS试验机等分析和测试了T2纯铜薄板的显微组织和力学性能,研究了晶粒尺寸和临界损伤因子对T2纯铜力学行为的影响,建立了T2纯铜的双线性弹塑性本构模型,量化了晶粒尺寸和微观组织演变对宏观力学行为的影响.结果表明,在其他变形条件相同的情况下,随着晶粒尺寸的增大,材料的屈服强度和抗拉强度减小.T2纯铜的强度随着临界损伤因子的增大而提高.晶粒尺寸和临界损伤因子相同时,材料的形状因子随着应变的增大具有相似的增大趋势.模型得到的预测值与实验值具有较高的一致性,可以准确的揭示T2纯铜在不同退火温度下宏观变形与微观组织演变之间的关系.     

无金属基底吸波结构对TE波的反射

详细分析了ＴＥ极化波以大角度入射到无金属基底的平面多层吸波结构上时的反射特性,导出连接层间电磁场的通用矩阵公式,计算了两层和三层吸波结构的反射系数,并证明了在何种条件下可以获得低的反射率,在此基础上提出了一个简易设计方法。对进气道和进气道内吸波导流板的两层和三层材料设计都获得了良好的特性。     

准脆性材料（岩石）结构的尺度效应

由于岩石类准脆性材料存在特征长度,其尺度效应不再符合Weibull尺度效应统计理论.具有非均匀性的岩石类准脆性材料,一方面特征长度破坏了几何相似,另一方面其破坏前的能量释放是与均匀材料构件完全不同的.本文运用RFPA2D软件研究了由于具有特征长度的材料本身的非均匀性引起的尺度效应以及能量释放规律.同时,对河北省井陉地区石灰岩进行了单轴压缩试验,结果与数值模拟取得了很好的一致性.研究认为(1)对于无宏观裂纹、均质度为2的岩石材料结构,临界尺度随材料特征长度的增大而增大.在临界尺度范嗣内,材料单轴抗压强度随尺度的增加呈幂函数减小;(2)对于无宏观裂纹、均质度为100的岩石材料结构,不同特征长度的材料临界尺度几乎相同,均为100mm;(3)岩样声发射能量随尺度的增加而增加,是解释准确性脆性材料尺度效应的重要研究思路.     

基于汽车正面碰撞的吸能盒设计及优化

对汽车正面碰撞有限元模型进行了分析,建立了可替代整车碰撞模型的子模型,并对其进行验证。在所建立的子模型的基础上,设计出了双层波纹管样式的吸能盒结构,利用自适应响应面法对其厚度进行优化设计。整车碰撞仿真结果表明:吸能盒结构吸收的能量比原结构提高了14.2%,纵梁碰撞力比原结构减小了15.3%。     

混凝土桥面板构造深度对铺装层间性能的影响

通过构造深度指标对水泥混凝土桥面板表面粗糙度进行表征，研究构造深度对桥面铺装层间性能的影响规律。室内设计4种构造深度(0、0.4、0.8、1.2 mm)的混凝土板，并通过上述混凝土板制备桥面铺装结构复合试件，测得几种复合试件的拉拔强度、剪切强度、横向渗水系数及抗疲劳特性。结果表明，受黏结材料类型影响，构造深度增大对层间拉拔强度影响各异；在一定范围内，增大桥面板构造深度能够提高铺装层间抗剪稳定性，但会对层间横向渗水和疲劳特性产生不利影响。     

壳聚糖非对称多孔膜的制备和性能研究

以可降解壳聚糖为材料,运用浸渍沉淀相分离工艺制备了壳聚糖膜,用扫描电镜观察了膜的微观形态,并研究了聚合物溶液浓度、溶剂蒸发时间等工艺条件对膜孔隙率、溶胀性以及拉伸强度和断裂伸长率等性能的影响。结果表明:该膜具有非对称结构,由致密层、过渡层和疏松多孔层几部分构成;聚合物溶液浓度、溶剂蒸发时间是影响膜结构和性能的重要因素,聚合物溶液浓度增大和溶剂蒸发时间变长都使得膜的孔隙率和溶胀性降低,但却可提高膜的力学性能。     

轿车侧面碰撞安全性分析

针对某中低档轿车侧面碰撞安全性差的情况,建立了该轿车侧面碰撞仿真模型,对其侧面车身结构进行改进,合理地利用车体结构和材料特性来改善汽车碰撞时的变形模式和吸能机理。改进前、后的侧面碰撞仿真结果表明,优化后车门和B柱的侵入量以及B柱侵入速度明显减小,车辆的侧面碰撞安全性得到显著提高。     

诱导结构对汽车前纵梁碰撞性能的影响

前纵梁作为汽车正碰的主要吸能部件,其诱导结构对耐撞性有着重要影响。针对汽车前纵梁正碰过程中的高速压溃塑性变形问题,建立了6种诱导结构周向位置及5种诱导结构组合形式的前纵梁与刚性墙碰撞有限元模型,采用分段线性塑性材料本构模型和显式动力学有限元法对其碰撞过程进行动态仿真,获得了前纵梁的变形情况、能量变化情况和碰撞力曲线,分析了诱导结构周向位置及其组合形式对前纵梁碰撞性能的影响。研究结果表明:诱导结构的周向位置及组合形式对前纵梁变形的影响较大,添加诱导结构可减小碰撞力峰值和增大载荷比,前纵梁刚度强弱相间分布可提高其碰撞过程的稳定性。仿真变形结果与试验结果吻合良好,验证了所建立的有限元模型的正确性。     

灰岩三轴循环力学特性及能量演化特征试验研究

岩石的三轴力学特性及变形破坏特征对于指导地下工程稳定具有重要的意义。针对徐州地铁地层中灰岩开展了常规三轴和三轴循环加卸载试验,基于围压变化,分析其应力应变曲线、强度特征、破坏模式和能量演化特征,确定了灰岩力学特性及能量演化特征。具体结论如下,围压的升高会造成灰岩的弹性模量、变形模量、峰值强度和损伤阈值均逐渐增大,破坏模式由拉伸破坏转变为剪切破坏;三轴循环加卸载下灰岩的材料属性劣化程度要低于常规三轴,裂纹的贯通网络要比常规三轴的更为复杂;循环加卸载过程中能量演化呈现不同趋势,可依据单个循环内弹性能快速降低和耗散能快速升高作为岩石破坏的前兆信息。研究结果可为徐州地铁隧道和硐室的开挖及支护提供一定的指导。     

碱式硫酸铝脱硫富液SO_2超声解吸特性

为实现烟气脱硫工艺中脱硫剂的高效再生及脱硫产物的资源利用,提出一种强化SO_2解吸性能和脱硫剂再生的新方法.利用超声波在溶液中的空化效应,研究了碱式硫酸铝(碱铝)脱硫富液超声解吸特性,揭示了超声强化热解吸性能的机理,得到了解吸温度和超声功率对SO_2解吸特性的影响规律.结果表明:超声解吸提高了热解吸的解吸率并缩短了解吸时间,超声解吸性能与解吸温度、超声功率有关.较高的解吸温度对解吸性能有利,相同超声功率下,解吸率随解吸时间的延长而提高但增幅减少.相同解吸温度下,同一时刻的解吸率并不随超声功率的提高而单调增大,而是存在一个最佳稳态空化功率,在此功率下可以达到最大的能量耦合而明显地提高解吸性能,实验环境的最佳超声解吸功率范围为597W～611W.     

干法室温振动制备超微颗粒的理论与应用

采用振动研磨的方法制备超微颗粒的理论研究表明,外力所作的功克服了材料的内聚力使材料发生局部变形,当局部应力超过临界剪切应力时产生断裂口,裂口的形成释放了物料内部的变形能,促使裂纹继续扩展形成新的表面,碰撞过程中振动能量转化为新生颗粒的表面能、热能和化学能.扫描电子显微镜和透射电子显微镜图像显示,研磨过程中固体颗粒于结构薄弱处发生塑性变形直至颗粒破碎,随着研磨时间的增加,颗粒不断细化,粒度分布趋于均匀.X射线衍射分析可见,样品的晶体结构和化学成分均未改变,颗粒细化过程中没有新物相产生.     

Y掺杂引起CdS红外吸收加强的第一性原理研究

基于第一性原理密度泛函方法,对不同浓度的Y掺杂Cd S进行了结构优化,并计算了能量带隙、光学性质.结果显示随着掺杂浓度增大,价带下降,费米能级进入导带,材料变为N型半导体.光学吸收系数随着浓度的增加出现向低能区移动.掺杂达到24.57%时,Y@Cd S红外部分出现明显的吸收,同时出现光电导,可作为红外示踪材料或光控开关材料.通过态密度分析了光电性质变化机理.     

共沉积Ag层对WO_3薄膜表面形貌和光吸收特性的影响研究

利用磁控溅射WO_3陶瓷和金属Ag靶的方法在玻璃衬底上沉积WO_3及弥散Ag粒子的WO_3薄膜,通过SEM、XRD、Raman谱和UV-Vis光谱等技术考察共沉积Ag层在薄膜表层和里层分布对WO_3薄膜表面形貌、分子振动模式和光吸收特性的影响。结果表明:共沉积Ag层不仅显著地影响了WO_3薄膜的Raman谱和光吸收特性,而且分布在薄膜表层和内层的Ag粒子能有效地修饰WO_3薄膜表面微观结构,为改善WO_3薄膜的结构和光学特性提供了一种有效的方法。     

复合吸水颗粒深部液流转向剂注入性研究

由于吸水网络与控制网络的互穿结构，复合吸水材料颗粒具有吸水膨胀速度可控、吸水后强度高的特点。通过填砂管模型、变径管模型研究了复合吸水颗粒深部液流转向剂的注入特性、吸水后在孔喉中的运移情况。实验结果表明：在粒径小于孔喉尺寸的前提下，未吸水膨胀前颗粒可以顺利注入；吸水后即使颗粒直径大于孔喉直径也可以通过拉伸变形顺利通过，通过后立即恢复原状。注入过程中填砂管渗透率降低，颗粒膨胀后渗透率进一步降低，颗粒膨胀后在驱替压力足够大的情况下依然可以在填砂管微孔中运移。     

硬段含量对嵌段聚脲结构与性能的影响

以端氨基聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯(IPD I)、二乙基甲苯二胺(DETDA)为主要原料,制备了一组硬段含量不同的IPD I基聚脲。通过FT-IR、DSC、SEM以及拉伸等测试手段,研究了硬段含量对聚脲羰基氢键化程度、微观结构及其力学性能的影响。结果表明:随着硬段含量的增加,脲羰基氢键化程度增加;软段相的微相分离率降低,硬段有序程度增大。硬段含量为35%时材料的力学性能较佳。     

二元结构地层基坑嵌岩支护变形性状研究

砂-岩组合地层是南昌地区基坑支护工程中常见的地层组合形式,因砂土体与基岩性质相差悬殊,嵌岩支护结构的性能发挥亦有较大差异。为系统研究深基坑嵌岩支护的受力特性与变形规律,选取南昌某地铁车站深基坑支护工程为例,对基坑开挖支护过程进行三维数值建模分析。研究表明:（1）支护结构在不同位置处的变形差异明显,基坑阴角处支护结构可有效抑制周边土压力及位移发展,表现出明显的坑角效应;（2）立柱桩对被动区土体起到拉锚作用,积极约束桩体临近土体产生竖向位移,可有效提高坑底土体整体力学性能,有助于控制基坑底部隆起变形;（3）基坑开挖支护下,支护构件在砂砾石层中出现支护薄弱区域,墙后砂砾层中土体变形发展迅速,形成贯通地表的潜在软弱滑移带。     

应变率对车顶压溃仿真试验的影响

依据FMVSS216法案,建立车顶静态压溃试验有限元模型并进行仿真研究。由仿真结果分析翻滚过程中车体的主要变形区域以及研究车顶支持力与侵入量的关系,针对车体结构和材料提出在翻滚情况下增大乘员安全空间的改进方案。结合应变率效应理论用Cowper-Symonds方法研究在考虑应变率情况下车顶钢板不同加载速度对车顶支持力与侵入量的关系的影响。研究结果可以为车顶静态压溃仿真相关研究提供借鉴,同时对车体翻滚事故过程中车体变形的研究具有重要意义。     

粮食纸包装未来新时尚

我国粮食包装传统布袋、麻袋、塑袋将被淘汰,纸袋包装将兴起。纸包装袋结构科学、牢固。如糊底袋,采取梯形粘接,每层独立粘接,层与层之间采用点糊粘接,从而使其更加牢固。做纸袋的材料是一种伸性纸袋纸,与普通纸袋纸比较其强度提高1.5倍,一袋装满为25公斤重面粉的四层伸性纸纸袋,在1.5米高处自由落下15次,仍不破包。纸张本身具有吸湿特性,用纸袋包装粮食,可以吸收粮食中的多余水份,又能有