新型空心球结构的压缩力学性能

提出新型空心球结构,该结构是将球体上穿孔的空心球按照体心立方体进行排列和连接.通过实验研究了3D打印的单胞和胞元组合结构的压缩力学性能,建立单胞结构的三维有限元数值模型,实验结果验证了有限元模型的有效性.通过数值模拟研究穿孔空心球壁厚和孔径对结构弹性模量以及初始屈服应力的影响.结果表明,单胞结构的变形行为包括弹性变形、坍塌变形以及结构的自接触行为;多胞组合结构的变形过程包括弹性阶段、大变形阶段以及致密化阶段,其中大变形是由结构的层层连续坍塌变形所导致的;结构的弹性模量和初始屈服应力随壁厚的增大而增大,随孔径的增大而减小;与壁厚变化相比,结构的力学性能对孔径变化更为敏感.     

薄壁球壳受刚性平面压缩的连续变形测量

建立了非接触光学测量实验系统,对薄壁球壳受刚性平面压缩的连续变形及失稳行为进行了实验研究。实验以理想弹塑性材料制成的薄且壁厚均匀的乒乓球为压缩对象,采用透明石英玻璃板作为刚性平面,用相机透过玻璃板采集清晰的散斑图像。然后利用具有非接触、全场、高精度等优点的三维数字图像相关(3D-DIC)技术对与刚性平面接触的乒乓球表面的连续变形进行直接测量,同时利用二维数字图像相关技术结合压力传感器得到对应的力-位移关系。实验研究表明,基于3D-DIC方法测量三维表面变形场,实现了对受刚性平面压缩的乒乓球表面从局部压平阶段到轴对称屈曲阶段,进而演化到非轴对称屈曲阶段等力学行为的可视化。实验结果表明,对乒乓球半径的测量精度可达0.5%,利用Abaqus有限元方法得到的结果与实验结果非常吻合,验证了所提方法的有效性。     

基于双频彩色光栅投影测量不连续物体三维形貌

为减少多频条纹相移法进行三维形貌测量时的投影条纹数量,提高测量速度, 提出了采用双频四步相移彩色条纹投影技术来准确测量具有台阶状不连续或孤立物体表面三维形貌的方法。利用计算机将高低两种不同频率的正弦条纹分别输入彩色图像的红色和蓝色通道合成为彩色条纹,由数字视频投影仪将四步相移彩色条纹投影到被测物体,然后利用彩色CCD或CMOS相机采集4幅彩色条纹图并存储于计算机中。基于色彩分离技术得到8幅两种不同频率的四步相移条纹图并由图像灰度算法获得1幅反映背景的灰度图像;由低频条纹确定台阶状的物体边缘,高频条纹计算物体的形貌,并通过背景图像的二值化定位阴影和不连续区域。提出的方法仅用4幅彩色图像完成了台阶状不连续或孤立物体三维形貌的准确测量。与现有的多频4步相移条纹投影形貌测量技术需要8~12幅图像相比,该方法有效地减少了条纹投影与图像采集的数量。     

开孔空心球结构的准静态压缩力学行为

空心球材料具有超轻、高比强度、缓冲性能好等优点，在航空航天、汽车安全等领域具有诸多需求，其力学性能主要受微观结构的影响。利用实验和有限元数值模拟研究3D打印开孔空心球结构的准静态压缩力学行为，主要分析胞元个数、开孔孔径以及空心球排列方式对两种连接方式空心球结构力学性能的影响。研究结果证实，开孔空心球结构的准静态压溃过程主要分为弹性变形阶段、塑性大变形阶段以及密实化阶段；当试件中胞元个数达到3×3×3以上时，其力学性能基本与胞元个数无关；总体上，有连接颈结构的比模量和比强度高于无连接颈结构，而无连接颈结构的比吸能高于有连接颈结构；面心立方排列结构的压缩力学性能优越，其次是体心立方排列结构，简单立方排列结构力学性能最弱；简单立方和体心立方结构的比模量、比强度以及比吸能与孔径之间是线性关系，而对于面心立方结构是非线性关系。为3D打印空心球材料的设计与应用提供一定参考。     

胶粘结薄壁空心球结构的压缩力学行为研究

以乒乓球为基本单元,对胶粘结薄壁空心球之间的连接颈进行简化,通过实验和有限元数值模拟研究了薄壁空心球两球列结构的压缩力学行为。实验结果证明了有限元模型的有效性。然后利用有限元数值方法研究了薄壁空心球以及连接颈几何、材料等参数对结构力学行为的影响。研究结果表明:(1)两球列结构中变形球经历了弹性变形、轴对称屈曲、形成非轴对称多边形、向轴对称模式转变四个阶段;(2)结构的弹性模量和屈服应力均随着空心球壁厚、连接颈半径、中心厚度以及空心球材料的弹性模量、屈服极限的增大而增大;(3)结构发生自接触行为时的应变随着连接颈中心厚度和半径的增大而增大。     

基于单频四步相移条纹投影的不连续物体三维形貌测量

提出了基于单频四步相移条纹投影的不连续物体三维形貌测量方法。由计算机产生相移步长为π/2的4幅正弦条纹图像,利用液晶投影仪投影到被测物体表面,由CCD相机同步采集获得含有形貌信息的畸变条纹图并保存在计算机中,通过四步相移算法获得条纹相位信息。对于表面形貌不连续的物体,通过4幅畸变条纹图灰度算术和运算并进行二值化处理定位阴影或暗背景,利用二值图像修正解调的相位从而得到正确相位。实验结果验证了本方法的有效性。     

紫茎泽兰提取物对烟草疫霉菌的抑制作用研究

  目的  为探讨紫茎泽兰提取物对烟草疫霉菌的抑制作用,为其进一步的开发和利用奠定理论基础,  方法  采用室内抑菌试验研究了紫茎泽兰叶、茎、根3个器官的乙醇提取物对烟草疫霉菌丝生长、孢子囊产生及游动孢子释放的影响。  结果  结果表明:紫茎泽兰叶、茎、根3个器官的乙醇提取物均可显著地抑制烟草疫霉菌丝的生长、孢子囊的产生以及游动孢子的释放,抑制效果随处理浓度的增大而增强;叶、茎、根乙醇提取物对烟草疫霉菌的抑菌中浓度(EC₅₀)分别为7.74 mg/mL、13.63 mg/mL和16.38mg/mL;在处理浓度为10mg/mL时,叶、茎、根3个器官乙醇提取物对孢子囊产生及游动孢子释放的抑制率均在50%以上。  结论  紫茎泽兰不同器官乙醇提取物均对烟草疫霉菌均表现出显著的抑制效果,其中以叶片的乙醇提取物的抑菌效果最佳,茎和根次之。