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通过面积转换,修正了有限变形条件下的分形维数,并证明在应变小于10%的条件下,面积变化对分形维数的影响很小。通过蠕变试验,采集了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）在不同应力和不同时间下的蠕变银纹图像,并用盒维法计算了其分形维数。试验证明,蠕变银纹引发的应力阈值随时间的增长呈指数关系降低,并最终趋于常数;蠕变银纹的分形维数与应力呈线性关系,与时间呈指数关系;在达到应力阈值的瞬间,能产生大量银纹,导致银纹的分形维数产生阶跃。根据实验结果,建立了蠕变银纹的分形维数与应力、时间的关系式。

关键词: 银纹 , 蠕变 , 分形 , 有限变形 , 损伤

橡胶复合材料结构非线性有限元分析

危银涛 , 杜星文 , 王友善 , 吴宝国

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1998.04.016

用非线性有限元法对一种典型的橡胶复合材料结构--轮胎的力学性能进行了分析.给出了轮胎滚动边界值问题的数学描述和有限元列式及相应的求解策略.取旋转刚体构形为参考构形,得到消去时间变量的惯性场和控制方程.用增量约束方法处理轮胎滚动接触问题可以达到收敛快、精度高.研究了滚动参数对轮胎总体和局部变形和受力的影响.计算结果与已有数据和试验相吻合,对轮胎设计和汽车动力学有指导意义.

关键词: 橡胶复合材料 , 轮胎 , 滚动接触 , 约束增量 , 非线性有限元

粘弹性复合材料的有效三维阻尼

万志敏 , 马六成 , 谭惠丰 , 杜星文 , 危银涛 , 杨挺青

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2001.02.027

提出了一种计算纤维增强复合材料粘弹性阻尼和能耗的新方法.在层片的层次上,基于各向异性粘弹性理论导出以阻尼矩阵表示的材料能耗计算公式.在层板的层次上由能量等效原理得到有效阻尼矩阵.由此,可由层板的有效应力和有效应变计算出其能量耗散进而得到比阻尼.其中的关键点是有效阻尼矩阵的推导,最终得到的有效阻尼矩阵是各单层阻尼系数、体积分数、刚度系数以及层合板有效刚度系数的函数.用有效阻尼矩阵计算能耗可以适用于任意复合材料的应力应变状态,这对于粘弹性复合材料结构能耗的数值分析尤其重要.最后将该理论应用于几种情况下的复合材料的能耗和比阻尼分析,算例表明与其它的理论预测和试验相比吻合良好,证实了该方法的合理性.

关键词: 纤维增强复合材料 , 粘弹性 , 有效阻尼矩阵 , 能耗 , 比阻尼

轮胎结构中层间裂纹扩展过程的数值模拟

冯希金 , 闫相桥 , 危银涛 , 杜星文

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2002.06.014

轮胎是一个十分复杂的橡胶基复合材料结构,在使用过程中常常发生层间脱层破坏.提出了一种新的复合材料结构中层间脱层裂纹扩展模型,并利用Irwin的虚拟裂纹闭合技术和有限元分析技术对轮胎结构带束层中的层间脱层裂纹扩展过程进行了数值模拟.结果表明,提出的模型能够比较真实地揭示复杂复合材料结构层间脱层裂纹扩展复杂性的特点.

关键词: 裂纹 , 轮胎 , 脱层 , 有限元法

基于有效三维损耗矩阵的复合材料层合板模态阻尼预测

关永军 , 危银涛

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.04.031

为了在复合材料层合板阻尼分析中既考虑层合板厚度方向应力、应变对结构阻尼的贡献,又不增加厚度方向的单元数量,基于复合材料的有效三维阻尼矩阵预报理论,建立了新的高效复合材料结构模态阻尼的三维有限元预测方法.沿层合板厚度方向将原结构分成若干亚层,每一亚层包含若干单层.根据合成理论计算每一亚层的刚度矩阵、柔度矩阵和有效三维阻尼损耗矩阵.对亚层划分单元,进行结构的有限元模态分析.根据模态分析结果,利用有效三维阻尼矩阵求出各个模态对应的模态阻尼.利用该理论,分别计算了单向层合板、对称层合板以及厚板的结构模态阻尼.数值计算结果表明,该方法具有很好的适用性,其优点在于既考虑了板厚方向的阻尼贡献,又减少了厚度方向的单元数,提高了计算的准确性和效率.

关键词: 复合材料层合板 , 模态阻尼 , 有限元 , 三维有效损耗矩阵

一种平危结合的膜法水处理设施研究

张雪花 , 云菲 , 张宏伟 , 朱玥琦

膜科学与技术 doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.04.015

从供水系统柔性化建设出发,提出并设计了一种平危结合的膜法处理工艺和设施制造方法,为应对突然饮用水危机提出一种新思路.工艺方面根据平时直饮水用水需求,建立针对以市政自来水为源水的稳定的膜过滤工艺,保证过滤出水达到饮用净水水质标准(CJ 94-2005);根据危机时刻生活用水基本需求,建立针对危时应急储备水源为原水的“预处理+MF”工艺,保证过滤出水达到生活饮用水标准(GB 5749-2006).设备方面设计平危两用产水设备,使其能够通过合理组装,达到既能满足平时直饮水需求,必要时又能通过加装预处理满足危时生活饮用水需求.以自来水为平时源水,就近提取天津工业大学新校区人工湖水作为危时源水进行实验,结果显示,这种设施达到了平危两用的预期目标.

关键词: 供水系统 , 柔性化 , 平危结合 , 膜法水处理

不同掺量超危垃圾焚烧飞灰重构水淬渣-水泥性能及重金属浸出毒性研究

罗忠涛 , 郑亚然 , 卢冰洁 , 殷会玲 , 肖宇领 , 张磊 , 杨久俊

硅酸盐通报

采用超危垃圾焚烧飞灰(Ultra-risk MSWI fly ash)高温复合熔融矿渣制备重构水淬渣,研究不同掺量重构水淬渣对水泥复合体系性能和重金属浸出毒性的影响.结果表明:当重构水淬渣掺量不高于30％时,其复合水泥体系标准稠度用水量与纯水泥试样相比增加量不高于3.6％,初、终凝延长时间分别不高于5.3％和5.4％,3d和28 d抗压强度降低量分别不高于14.2％和23.1％.随重构水淬渣掺量增加试件的重金属浸出毒性增加量极小,其中重金属Cu的浸出毒性基本不变,随龄期延长各试件的重金属浸出毒性明显降低,且均远远低于固体废物浸出毒性鉴别标准限值,可安全消纳于建材领域.

关键词: 超危垃圾焚烧飞灰 , 重构水淬渣 , 水泥性能 , 浸出毒性