In this article, the nonlinear postbuckling behavior of the magneto-electro-thermo-elastic (METE) laminated microbeams is presented. According to the modified couple stress the-ory (MCST) and Reddy's three-order shear deformation theory (RTSDT), in conjunctions with the von Karman geometric nonlinearity, the nonlinear static model of METE lami-nated microbeam is established. The nonlinear governing equations and the corresponding boundary conditions are derived by using the principle of virtual work principle. After-wards, using an analytical method, the nonlinear postbuckling behavior of METE laminated microbeam with simple supported and clamped boundary conditions at the both ends is described. Moreover, numerical examples are exhibited to reveal the effects of the material length scale parameter, slenderness ratio, temperature rise, magneto-electric potential on the critical buckling load and the nonlinear postbuckling response. Also the distribution law of magneto-electric potential through the thickness direction of the microbeam with various lay-up modes is discussed. (c) 2023 Elsevier Inc. All rights reserved.
采用"共沉淀-煅烧法"制备钴铝层状双金属氧化物(CoAl400@LDO),将其用于吸附水中的盐酸金霉素(CTC·HCl).采用X射线衍射光谱(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等表征方式对CoAl400@LDO吸附盐酸金霉素前后的微观结构进行系统表征,并研究污染物初始质量浓度、吸附温度及吸附时间对盐酸金霉素吸附性能的影响.结果表明,吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型,最大吸附量为74.06 mg·g-1.此外,结合XRD、FT-IR和SEM分析可知CoAl400@LDO对CTC·HCl的去除机制主要为络合作用.
挥发性有机化合物(VOCs)种类繁多,具有很强的毒性和致癌性,不仅带来了严重的大气污染问题,还给生态系统和人的生命健康造成了严重的威胁.目前,处理VOCs的方法有多种,其中最有效的方法之一是催化氧化,可以将VOCs完全转化成无毒无害的CO2 和H2O,并且不会产生二次污染,但该技术反应过程中的高温易导致催化剂发生聚集和烧结从而失去活性,因此设计制备抗烧结、稳定性和催化性能优异的催化剂是VOCs催化氧化中亟须解决的难题.介绍了多种分子筛封装型催化材料净化VOCs的研究现状,分别从金属物种在分子筛中的位置和金属物种在分子筛中的类型 2 个方面进行综述,着重介绍了分子筛中孤立的金属位点、分子筛封装金属纳米团簇及分子筛固定金属纳米颗粒,并对分子筛封装型催化剂应用于VOCs催化降解反应中的催化性能进行了阐述,最后对应用于VOCs催化降解的高性能分子筛封装型催化剂开发的未来发展方向进行了展望.
汽车行驶过程中动力电池包底面受到向上的挤压或撞击极容易造成电池安全风险,通过先进的仿真手段,准确地计算电池变形程度对评估电池的安全健康状态意义重大,而考虑材料失效模型是提高仿真精度的关键.基于GISSMO材料断裂准则,采用LS-DYNA软件进行有限元分析建立实验数值模型,对标单项拉伸等实验,获得应力三轴度与失效应变关系参数,同时优化累积损伤参数以考虑累积损伤因素的影响.基于优化后的材料本构模型进行底部球击仿真模拟分析,开展底部球击实验测试,通过对比分析发现,采用GISSMO材料失效本构模型进行底部球击仿真模拟分析,挤压力与位移曲线基本吻合,失效时间点的预测误差低于 17.9%,材料裂纹形式、失效时间点、位置及区域均满足实验精度要求.证明本文研究所得的基于GISSMO材料断裂准则失效计算模型,可以用于LS-DYNA软件预测动力电池包动力学分析中裂纹产生、材料失效问题.
采用外贴FRP布加固钢筋混凝土短梁时,现有抗弯承载力计算公式大多基于无下降段的混凝土受压本构模型,导致公式计算结果存在误差.为此,提出将带下降段的Hognestad混凝土受压应力-应变曲线引入计算过程,以考虑受压区混凝土的实际受力状态.根据加固短梁的破坏模式推导了 4 种破坏形式的抗弯承载力计算公式,包含FRP布未被拉断的适筋破坏、FRP布被拉断的少筋破坏、超筋破坏和剥离破坏,最后通过一批试验短梁数据验证了公式的准确性.结果表明:采用完整混凝土受压本构模型能提供更准确的加固短梁承载力评估值,所推导公式的计算结果与试验结果的平均值为1.03,标准差为0.04,变异系数为4.22%,离散性较小,说明公式具有较好的可靠性.
为了改进装配式空心板桥横向受力性能,以采用整体化铺装层加固的装配式空心板桥为研究对象,进行一跨 8m足尺模型室内试验,开展了车辆荷载作用下空心板桥受力性能和破坏模式试验研究,并与加固前的空心板桥试验结果进行对比.试验结果表明:采用整体化铺装层进行加固后,空心板的开裂荷载从 100 kN提高到 125 kN,提高了 25%,说明整体化铺装层可以明显提高空心板的开裂荷载和抗弯受力性能.加固前的空心板桥出现了明显的单板受力现象,但是,对于采用整体化铺装层加固后的空心板桥,由于整体化铺装层的作用使得即使出现铰缝结合面开裂也可以保证空心板间的荷载传递,因此即使在 3.0 倍公路-Ⅰ级荷载作用下空心板之间的挠度差始终相对较小.
研究了带有输入扰动和输出扰动的闭环变量带误差系统的稳定性分析.针对一个闭环变量带误差系统,无论是线性还是非线性,可以将其模型看成反馈互联系统,闭环变量带误差系统的扰动项视为反馈互联系统的输入,然后利用小增益定理判断反馈互联系统的有限增益L稳定,从而判断闭环变量带误差系统的稳定性.同时,也给出了使用Lipschitz条件的方法推导并判断系统的稳定性.最后,使用数值仿真验证理论结果.
传统空心板桥铰缝剪力传递效果差,横向连接性能弱,影响桥梁行车安全及使用寿命.设计一种无铰缝空心板结构,通过采用无铰缝设计加大单片空心板梁宽和增强混凝土桥面铺装来改善空心板桥整体结构受力.建立梁单元全桥有限元模型以及实体局部模型,并根据最不利原则简化计算,分别对梁板和桥面铺装进行受力验算.结果表明:该无铰缝空心板桥设计基本合理,结构受力满足规范要求,抗弯性能提升了 6.0%,抗剪性能提升了9.6%,结构的承载力得到了提升,且横向传力性能优于传统空心板桥,具有更广泛的适用场景,可为该类型桥梁设计和推广运用提供理论参考.
以镍渣和波特兰水泥(OPC)为主要原料,采用硫酸钠和氢氧化钠作为复合激发剂制备碱镍渣水泥并研究其力学性能和微观结构.结果表明:固定硫酸钠和氢氧化钠的总掺量为镍渣与OPC质量之和的 8%,随着NaOH从0%增加到 4%,碱镍渣水泥的凝结时间缩短,标准稠度用水量增大,主要水化产物C-(A)-S-H、C-A-H、钙矾石和钠钙硅铝酸盐增多,钙矾石和钠钙硅铝酸盐能够填充孔隙,使结构变得更加致密,因此抗折强度和抗压强度逐渐增大;采用硫酸钠和氢氧化钠(各为 4%)复合激发制得的碱镍渣水泥 28d抗压强度为 40.38 MPa.
提出了一种针对柑橘采摘末端执行器进行姿态调整的新型 1T2R 并联机构.先利用方位特征方程(POC)对该机构进行拓扑结构分析,得到其方位特征集.根据Yang和Sun提出的更具有一般性的自由度(DOF)公式,验证其DOF.利用封闭矢量法分析得到其运动学逆解方程,并用多种群遗传算法分析得到其正解,并与逆解相互印证.用逆解方程作为约束条件,基于蒙特卡洛法用Matlab软件编程求解并绘制其工作空间.用Adams软件建立该机构模型,并对动平台进行位移、速度和偏转角的仿真分析.结果表明此并联机构具备良好的转动能力和较大的连续工作空间,结构简单且运动平稳,为后续研究和设计该类型的并联机构提供参考依据.
由于细粒度图像类内差异大、类间差异小的特点,导致其识别具有较大的难度,针对该问题,提出了一种基于混合特征提取的细粒度图像识别方法.借助混合增强(Mixup)思想混合卷积神经网络中间层,提取类内和类间的特征信息,并通过非局部模块加强模型提取特征的能力.同时,为了降低Mixup方法引入的噪声和歧义,设计了与训练过程耦合的多损失函数.该模型在广泛使用的公开细粒度图像数据集CUB-200-2011 和Stanford Cars上分别达到了 87.4%和 93.8%的识别精度,与多个基线方法相比有显著的性能提升.
在中温(20～25℃)条件下,研究不同生物质原料在500℃热解温度下分别制得稻壳生物炭(RHB)、玉米秸秆生物炭(CSB)、鸡粪生物炭(CMB),投加至序批式反应器(SBR)中,探究了生物炭对SBR系统污泥特性和污水处理效果的影响.结果表明:生物炭强化了活性污泥的沉降性,使污泥稳定性增强,提高了污泥MLVSS,有利于微生物的增殖.相较于对照组K0,添加生物炭的组别有利于溶解性微生物代谢产物(SMP)含量的降低和污水出水水质改善.此外,生物炭还提高了污泥胞外聚合物(EPS)含量,在RHB、CSB和CMB的组别中,EPS含量分别升高至114.20、118.17 和113.37 mg·g-1,均显著高于K0,生物炭存在提高了EPS内PN/PS比值.通过对EPS测定三维荧光(EEM)分析可知,相较于K0,添加生物炭的活性污泥EPS中含有更多的芳香类、多芳香类蛋白和腐殖质类物质.生物炭的存在有效提高SBR系统对氨氮、总氮和总磷的去除效率,生物炭存在的组别内出水总氮(TN)的质量浓度基本维持在 9.14～13.6 mg·L-1,均明显低于对照组.
以油包水(W/O)乳液为载体负载甘蓝红,制备出甘蓝红营养强化型曲奇饼干,并考察不同甘蓝红添加形式对饼干中甘蓝红稳定性与消化特性的影响.结果表明:甘蓝红W/O乳液以质量分数为 1%的PGPR作为乳化剂,0.2%的WPI作为抗氧化剂,油水相质量比为 8:2,甘蓝红质量分数为 2%,甘蓝红W/O乳液在饼干的烘焙和贮藏过程中稳定性明显高于甘蓝红水溶液形式,并在消化过程中表现出更为优异的稳定性和生物可接受率.
针对多孔介质墙体的热湿耦合迁移控制方程的求解问题,提出了一种基于广义有限差分法的新型无网格区域法数值模型.该模型在空间域上采用广义有限差分法离散,在时间域上采用隐式欧拉法离散,得到递归形式的线性方程组并用Matlab软件进行程序编写和运算.将计算结果与采用解析解、有限差分法、TDMA法和实验的结果进行比较,验证解法的准确性.分析了区域总点数、子区域选点数以及时间步长对数值计算精度的影响,结果表明该数值方法在求解热湿耦合迁移微分方程上具有良好的稳定性.
2019 年 12 月 6-13 日,在枫生快速近路区域,在距离快速路不同水平距离设置 4 个采样点,距离快速路同一水平距离不同垂直高度设置 5 个采样点,采集PM2.5样品;采用碳分析仪测定有机碳(OC)和元素碳(EC),讨论分析碳气溶胶的分布特征,运用主成分分析法对PM2.5的来源进行解析.结果表明:采样期间,枫生快速近路区域,大气PM2.5中OC和EC的质量浓度为 8.3～20.5、2.5～5.4 μg·m-3,比南昌非快速路旁区域的OC、EC质量浓度高,反映机动车尾气对PM2.5中碳组分的贡献;距快速路不同水平距离 4 个采样点的PM2.5中OC、EC的质量浓度,随着与快速路水平距离的增加,呈递减趋势;距快速路同一水平距离不同垂直高度 5 个采样点的PM2.5中OC在不同高度采样点呈"W"型分布特征,而EC随着高度上升,质量浓度逐渐降低;垂直方向上,PM2.5中OC组分的质量浓度并没有随着高度的上升呈现单一渐减的趋势,反映OC的分布不仅受一次排放影响,同时受气象条件和二次生成的影响.主成分分析源解析结果显示,研究区域PM2.5的主要来源为汽油、柴油车尾气(56.1%)、煤炭/生物质燃烧混合源(25.4%)和特定柴油车排放源(14.8%),受机动车尾气(70.9%)排放影响大.
现浇梁式楼梯在框架结构中普遍使用,但在结构设计中往往被忽略,仅作为竖向荷载作用于结构上.为探究梁式楼梯及其支座形式对结构抗震性能的影响,利用数值模拟技术,对无楼梯框架及带不同支座楼梯框架在地震作用下应力、位移、耗能特性以及混凝土损伤等特性进行分析.分析结果表明:地震作用下,无楼梯框架、固定连接框架和滑动连接框架的柱顶位移分别为 15.70、4.37、5.89 mm,表明楼梯结构的存在将增大框架结构整体刚度,改善结构应力分布;滑动支座连接与固定支座连接相比,地震作用下楼梯间结构中钢筋与混凝土的应力峰值分别减小了 15%和 22%,同时滞回环面积更大,因此滑动支座连接楼梯将更好地改善整体结构耗能及抗震性能.
以全氢聚硅氮烷(PHPS)作为前驱体制备的涂层在光电领域有较高的应用价值.介绍了PHPS分子结构和PHPS涂层的形成机理,搜集整理了PHPS涂层的期刊文献与专利文献,根据功能将PHPS涂层分为介电层、阻隔层、光学层,以及其他功能层,分析了不同功能涂层中PHPS结构、改性原料、制备方法、涂层结构等因素对涂层性能的影响,对PHPS涂层在我国应用现状进行总结并提出未来的展望.
牙模 3D打印过程中出现的质量缺陷影响着牙模的外观和使用性能,严重时导致废品率高,造成时间、材料的浪费.为了减少牙模 3D打印的废品率,提出了一种基于YOLOv5 的牙模 3D打印实时缺陷检测方案:首先获取多维度牙模缺陷图片,采用切图分割与数据增强处理等方式制作数据集,然后通过构建YOLOv5 深度学习网络模型对牙模 3D打印图像进行迭代训练,最后通过YOLOv5 程序调用摄像头并使用训练后最佳权重值进行实时在线缺陷检测.通过实验对比,YOLOv5 深度学习网络模型的检测准确率要高于Faster R-CNN、YOLOv3、SSD这 3 种模型,其检测平均准确度高达 94.78%,平均检测时间为 21 ms.结果表明该方法能够检测牙模 3D打印过程中的质量缺陷问题.
聚乳酸(PLA)是一种很有前途的可降解、可再生和生物相容性的聚合物,L-丙交酯作为生产聚乳酸的重要中间体,其纯度直接影响聚乳酸的质量和生产成本.丙交酯通常采用气相色谱法(GC)、液相色谱法(LC)或核磁共振氢谱法(1H NMR)定量.然而,发现GC在乳酸生产丙交酯的过程中并不适用于定量,丙交酯收率总是比LC高得多.详细的分析表明,一些在反应过程中没有完全转化的乳酸低聚物在高温下可以发生解聚生成丙交酯,从而使丙交酯的产率比实际的高.因此,LC是一种较为准确的丙交酯定量分析方法.基于这一现象,采用固定床反应器模拟GC分析的反应条件,大大提高了丙交酯的选择性和收率.优化后的反应条件可使丙交酯的最高收率达到 100%.
由于混凝土服役时通常处于多因素耦合环境,单一的冻融循环场不能反映服役混凝土的工作状态.考虑了不同新、老界面渗透率、不同降温速率和是否存在外加荷载等因素,分析了再生混凝土第一主应力分布、孔隙水压力、各细观成分应变参数的变化.通过Python编写再生混凝土的二维随机骨料模型,利用Python对Comsol进行二次开发,从细观层面上分析了荷载-冻融循环作用下再生混凝土的性能.结果表明:新、老界面渗透率过高会导致试件第一主应力下降,导致砂浆发生受拉破坏;降温速率过快导致孔隙水结冰速率提高并使结冰量增大,水相变引起的体积膨胀导致孔隙壁受到更大压力;外加荷载的存在加快了冻融过程中老砂浆与新水泥基质的剥离.
