单晶镍纳米薄膜单向拉伸破坏的分子动力学模拟

应用分子动力学方法模拟了单晶镍纳米薄膜受单向拉伸破坏的过程, 得出纳米尺度单晶镍薄膜的应力-应变关系、能量演化曲线和镍薄膜构型的变化及微损伤的形成和扩展过程. 模拟采用原子镶嵌势描述原子间作用, 得到镍单晶薄膜的弹性模量, 分析了拉伸过程中系统原子能量、应力变化和外荷载的关系. 结果表明: 纳米薄膜的自由表面影响拉伸过程中原子的运动和薄膜整体力学性能, 纳米薄膜破坏的几何特征是原子空位的连接和晶胞缺陷的扩展; 单晶的断裂接近脆性断裂, 模拟得到纳米薄膜的断裂强度符合Griffith脆性断裂的能量平衡理论.     

受压弯作用构件半椭圆表面裂纹的疲劳扩展分析

本文给出了半椭圆表面裂纹疲劳扩展的一种有限元仿真分析方法,并对潜艇锥柱结合壳焊趾处压弯联合交变载荷作用下的裂纹扩展进行了计算分析。该方法利用有限元分析计算裂纹前沿应力强度因子,采用Paris公式预测裂纹扩展速率及扩展量,对有限元网格随着裂纹的扩展进行自动重构,从而模拟分析裂纹的疲劳扩展过程。考察了两种初始尺寸半椭圆表面裂纹的情况,计算了裂纹尺寸、应力强度因子随裂纹扩展的变化历程。仿真计算结果表明,初始裂纹尺寸对于疲劳扩展的影响主要体现在初、中期的扩展上,对后期的扩展速率、裂纹形态影响不大;当考虑了焊接区应力集中效应后,扩展的速度提高,总的疲劳扩展寿命下降。本文方法和程序可用于其他较复杂构件表面裂纹的扩展分析。     

钢管混凝土拱肋平面内荷载-位移分析

研究了几何非线性、材料非线性、双重非线性和有初始几何缺陷的钢管混凝土拱肋的荷载 -位移全过程分析方法 ,并通过大型通用软件ANSYS计算一个具体算例说明。计算分析表明 :材料非线性对钢管混凝土拱桥的影响比几何非线性大得多 ,而考虑初始几何缺陷对拱桥后屈曲路径产生不同影响     

人参皂苷Rh1对AD小鼠认知障碍的改善作用

本文研究了人参皂苷Rh1对东莨菪碱导致的小鼠认知障碍的改善作用。小鼠被随机分成六组:空白组:灌胃等剂量生理盐水;阴性对照组:灌胃等剂量生理盐水;阳性对照组:灌胃66.7 μg/kg的石杉碱甲;人参皂苷Rh1低、中、高剂量组:灌胃5、10、15 mg/kg。分别进行了跳台试验、避暗试验、Morris水迷宫试验,并测定小鼠脑海马体中乙酰胆碱的含量。结果表明,在跳台试验、避暗试验中,与阴性对照组相比,人参皂苷Rh1低、中、高剂量组小鼠消退试验潜伏期明显延长;消退试验错误次数也明显减少(低、高剂量组P<0.05,中剂量组P<0.01)。在Morris水迷宫试验中,Rh1低、高剂量组找到平台的时间明显缩短(P<0.05);Rh1中剂量组极显著降低(P<0.01),且小鼠的游泳速度明显快于阴性对照组(P<0.05)。实验表明人参皂苷Rh1中剂量组在改善小鼠记忆方面有显著效果,且效果与石杉碱甲相当。     

内压作用下压力容器封头局部屈曲分析

采用有限元法分析了蝶形封头压力容器在内压作用下封头过渡区局部塑性屈曲问题。通过在内压作用下周向呈受压状态的局部区域引入以静力位移为基础的初始几何缺陷,采用由位移控制的RIKS算法计算跟踪载荷—变形情况,从而分析屈曲载荷和屈曲形态。计算分析了初始缺陷的幅值对所求得的屈曲载荷的影响,结果表明对于所提出的问题,屈曲载荷对初始几何缺陷比较敏感。在屈曲发生后随着加载过程的继续,在过渡区内屈曲区将逐渐增加,即逐渐出现多处皱褶。同时分析了设置多个分布缺陷的情况,与仅有一个缺陷的情况相比,结果显示当缺陷密度不是很密时,从加载初期到初始屈曲发生后的一定范围内,屈曲发生处的变形状态在两种情况下几乎一致,表明初始屈曲非常局部化。     

分子动力学模拟单晶纳米铝丝的拉伸破坏

采用原子镶嵌势函数模拟单晶纳米铝丝在受单向拉伸时的变形破坏过程,分析了纳米铝丝的力学性能及微缺陷形成与演化过程。模拟表明纳米金属丝在无外载荷状态存在本征应力,原子缺陷从自由表面开始向内部扩展。自由表面发射位错,位错的移动消耗能量导致了纳米丝的塑性,自由表面原子的不稳定运动降低了纳米丝的强度。模拟得到单晶铝纳米丝的弹性模量和断裂强度,证明纳米丝的破坏从能量平衡角度符合Griffith断裂理论。     

瓦楞纸板串联缓冲系统动力学响应

基于试验数据,得到单块C楞瓦楞纸板动态本构关系,并运用最小二乘法成功识别本构关系中的参数。然后建立了多层瓦楞纸板组成的串联缓冲系统动力学模型。最后计算串联缓冲系统的动力学响应,与试验数据对比并进行验证。所提出的方法为串联缓冲系统的优化结构设计奠定了基础。     

隧道集水廊道底板型衬砌结构排水泄压能力研究

为了进一步优化交通隧道排水系统的设计方案,以贵南高铁九万山隧道为工程依托,基于渗流场和应力场双场耦合理论,以新型集水廊道底板型衬砌、中心排水沟底板型衬砌和传统泄水洞+仰拱型衬砌结构为研究对象,从围岩渗流场分布规律、衬砌结构排水泄压能力以及力学性能等方面综合评价结构的安全性、适用性,并在此基础上研究盲管间距对衬砌结构排水泄压能力的影响。研究结果表明：在60 m水位高度作用下,当环向盲管、泄水孔间距一定时,新型集水廊道底板型衬砌结构拱部、底板所受外水压力为294,158 kPa,其水压降幅比中心排水沟底板型衬砌高出17.5%,12.9%,比泄水洞+仰拱型衬砌高出15.1%,28.6%,可同时达到削弱拱部、底板外水压力的作用,且满足结构安全性的要求。采用新型集水廊道底板型衬砌时,其外水压力分布较为均匀,可避免采用泄水洞时产生类似偏压隧道作用带来的不良影响。     

无限介质中矩形裂纹相互作用分析

为评估含矩形面裂纹的无限介质的局部强度和稳定性,分析了在沿裂纹面正向和切向分布载荷作用下矩形裂纹的应力强度因子及两个共面或平行的矩形裂纹相互作用问题. 基于一类不含强奇异性面力边界积分方程, 采用边界单元技术给出了含裂纹介质的三维静力分析数值方法. 采用该数值方法考察了应力强度因子随矩形裂纹长宽比的变化情况,以及共面和平行矩形裂纹间距对应力强度因子值的影响. 结果表明,当裂纹间距减小时,共面裂纹的应力强度因子增大,而平行裂纹的主要应力强度因子则变小,表现出了不同的相互作用效应;当裂纹间距较大时,两裂纹间的相互作用效应基本消失     

任意截面无黏结预应力混凝土梁的有限元分析

建立了基于大变形非线性有限元理论的无黏结预应力混凝土梁的计算模型,能够较好地预测任意截面无黏结梁整个加载历史的非线性结构响应.无黏结筋的效应以等效节点荷载替代,由此可按普通有黏结钢筋混凝土梁进行分析,其截面内力由外荷载和无黏结筋等效节点荷载共同引起.利用修正的Rodriguez截面分析模型,混凝土的贡献通过边界顶点定义的梯形单元来实现.导出了任意截面无黏结预应力混凝土梁非线性全过程分析的标准有限元公式.无黏结试验梁的分析计算结果与试验结果吻合良好.