检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：薛雨芳广州中医药大学

学位级别：博士

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微米量级梁板结构弹性尺度效应的理论和实验研究

微米量级梁板结构弹性尺度效应的理论和实验研究

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作者：雷剑华中科技大学

学位级别：博士

随着材料科学、微加工技术和微电子技术的迅速发展与交叉融合,微机电系统(MEMS)迅速兴起并逐步得到了广泛的应用。微机电系统的基本组成单元为特征尺寸在微米/亚微米的微梁、微板、微壳和微薄膜等。当微构件的特征尺寸下降到微米/亚微米... 详细信息

随着材料科学、微加工技术和微电子技术的迅速发展与交叉融合,微机电系统(MEMS)迅速兴起并逐步得到了广泛的应用。微机电系统的基本组成单元为特征尺寸在微米/亚微米的微梁、微板、微壳和微薄膜等。当微构件的特征尺寸下降到微米/亚微米时,其物理力学性能与宏观尺寸下有很大的不同,表现出随特征尺寸变化而改变的特性,即尺度效应。近年来,在高分子聚合物、单晶硅微梁的静态实验中观察到了其弹性变形的尺度效应。因经典连续介质力学理论无法预测微构件力学性能的尺度效应,目前已发展了包括修正的偶应力理论和应变梯度弹性理论在内的若干非经典连续介质力学理论。有关微构件力学性能弹性尺度效应的理论和实验研究已成为当前微纳米力学领域的热点课题之一。本文以微构件力学性能的弹性尺度效应为背景,在理论研究方面,基于修正的偶应力理论和相应的板梁变形理论,详细探讨了功能梯度材料微尺度梁结构的稳态波传播、热振动和热屈曲,板结构的静态弯曲和自由振动特性。另一方面,通过自主搭建的微结构动态行为实时测量系统,首次对微米尺度金属梁单元动态行为的尺度效应进行了实验研究。本文的主要研究成果如下:1.基于修正的偶应力理论和Bernoulli-Euler梁理论,考虑高阶惯性效应的影响,建立了弹性地基上功能梯度微尺度梁稳态波传播的力学模型。给出了功能梯度微梁波传播的相速度与波数之间的离散关系与数值结果。研究表明,随着材料梯度指数的减小或无量纲内禀材料特征尺度常数的增大,相速度增加;弹性地基参数只在波数较小时对相速度产生影响,且不改变微梁的渐进相速度;以此相反,高阶惯性效应对相速度的影响体现在波数较大时,此时相速度随着波数的不断增加出现先增大后减小的过程,且渐进相速度趋于零。2.研究了功能梯度微梁在高温环境下的热振动和热屈曲问题。基于修正的偶应力理论和正弦剪切变形梁理论,应用哈密顿变分原理,得到了微梁热振动和热屈曲的控制方程和相关边界条件。模型中考虑了三种温度分布,即均匀温度升高、线性温度分布和非线性温度分布下的热载荷,同时考虑了微梁物性参数随温度的变化。采用Navier方法和微分求积法(DQM)分别得到了简单边界和复杂边界条件下微梁热振动和热屈曲的数值解。分析结果表明,当微梁厚度等于微梁内禀材料特征尺度常数时,尺度效应最强,微梁总刚度相比于宏观尺度时显著增大。当微梁长厚比较小时,正弦剪切变形效应对微梁性能有重要影响,使微梁刚度减小,临界屈曲温度和一阶频率降低。在高温环境时,微梁材料参数受温度的影响很大,对微梁热力学性能的影响不可忽略。边界条件对微梁热振动和热屈曲的影响很大。相比简支边界条件,固支边界时微梁的临界屈曲载荷和一阶频率增加。3.首次研究了考虑高阶剪切和法向变形效应的功能梯度微矩形板的静动态特性。基于修正的偶应力理论和准三维变形板理论,建立了功能梯度微板静态弯曲和自由振动的力学模型。模型中考虑了小尺度效应、高阶剪切变形效应和法向伸缩效应对微板力学行为的影响。应用Navier求解方法,给出了微板简支边界下的解析解。研究结果表明,当微板厚度减小时,微板刚度、无量纲频率增加,无量纲挠度、无量纲正应力和剪应力减小。随着微板材料梯度指数的增大,微板的刚度和无量纲频率减小,无量纲挠度增加。当考虑微板的法向伸缩效应时,微板刚度、无量纲频率和无量纲正应力减小,无量纲挠度和无量纲剪应力增大。微板的小尺度效应使剪切变形和法向伸缩效应对微板刚度的影响降低。4.首次对微尺度金属梁单元动态行为的弹性尺度效应进行了实验研究工作。以激光多普勒测振仪为基础,建立了非接触式微结构动态行为测试平台,对厚度在2.1-15μm镍悬臂梁的振动特性进行了实验测量,得到了微梁的幅频响应曲线和一阶基频的实测值。对实验结果的分析表明,当微梁厚度从15μm减小到2.1μm时,微梁的无量纲频率增加到原来的约2.1倍,无量纲弯曲刚度增加到原来的约4.4倍,表现出了强烈的尺度效应。同时,基于应变梯度弹性理论、修正的偶应力理论、微分求积法和最小二乘法,得到了镍微梁在弹性阶段的内禀材料特征尺度常数,相比环氧树脂材料,镍的尺度常数值要小得多,说明材料的微结构对材料尺度效应有重要的影响。综上所述,本文从理论和实验研究两个方面对微构件的弹性尺度效应开展了研究工作,为微机电系统的设计和优化提供了理论指导和相关基础实验数据,具有重要的学术意义和工程应用价值。

关键词：弹性尺度效应功能梯度微结构微尺度金属梁单元修正的偶应力理论理论和实验研究

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失谐连续双跨梁与三跨梁振动特性理论和实验研究

失谐连续双跨梁与三跨梁振动特性理论和实验研究

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作者：周盛林北京工业大学

学位级别：硕士

在机械工程、航空航天、高速列车、土木建筑等多个工程领域,多跨梁动力学问题一直是人们关注的热点问题,尤其是不同比例的失谐多跨梁振动特性问题更是工程领域重点需要研究的问题。为方便使用解析或者半解析的方法研究以上问题,需要进... 详细信息

在机械工程、航空航天、高速列车、土木建筑等多个工程领域,多跨梁动力学问题一直是人们关注的热点问题,尤其是不同比例的失谐多跨梁振动特性问题更是工程领域重点需要研究的问题。为方便使用解析或者半解析的方法研究以上问题,需要进行动力学建模并就不同失谐度下的失谐多跨梁的动力学特性进行研究,研究结果对于揭示多跨梁结构的振动特性具有实际工程应用价值。本文基于Euler-Bernoulli梁理论建立了失谐双跨梁、三跨梁结构的动力学模型,对比现有的动力学求解方法(如模态展开法、有限单元法、动力刚度法、传递矩阵法、谱单元法、回传射线矩阵法)的优劣势,根据实际情况将模态展开法应用于求解动力学方程。代入边界条件获得双跨梁、三跨梁的频率方程,由此求解出其固有频率,且与ANSYS结果进行对比,验证理论的正确性。运用都哈美积分和拉普拉斯变换进一步得到结构各点的时间响应历程曲线以及频响曲线,以此理论计算为基础,本文研究工作主要如下:(1)研究失谐双跨梁振动特性,包括结构的固有频率、振型、自由振动响应和强迫振动响应。在此基础之上定义失谐双跨梁的失谐度,进一步研究在不同失谐度下双跨梁的振动特性,从而分析失谐度对双跨梁振动特性的影响。(2)基于失谐双跨梁振动特性的研究结果,类比研究失谐三跨梁振动特性,尤其是失谐三跨梁固有频率随失谐度的变化趋势需要重点研究,绘制出各阶固有频率随失谐度变化的曲线,有助于三跨梁的减振优化设计。(3)利用失谐度对失谐双跨梁、三跨梁振动特性的影响规律,调整实际工程结构的失谐度,重新设计实例工程中失谐双跨梁、三跨梁结构,利用有限元软件ANSYS计算出其优化前后的响应曲线,验证优化设计的实用性。(4)实验验证。在以上分析基础上,为进一步研究、验证失谐双跨梁的振动特性,根据第二章中失谐双跨梁模型参数设计加工制作模型,利用LMS频谱分析仪和LK-Navigator激光位移测试仪搭建实验平台,测得结构的频响曲线、时程曲线,证实理论研究的准确性。

关键词：失谐双跨梁三跨梁振动特性理论和实验研究

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压榨过程的理论和实验研究

引用

过滤与分离 1994年第1期4卷 39-47页

作者：刘春梅天津大学

压榨过程的理论和实验研究天津大学刘春梅译朱企新校（上接９３年第３期）２、简化计算法显然，依据修正的Ｔｅｒｚａｇｈｉ模型的精确解法结果不能令人满意，特别是对于压密的后几级，而依据Ｔｅｒｚａｇｈｉ－Ｖｏｉｇｔ混合模型的复... 详细信息

压榨过程的理论和实验研究天津大学刘春梅译朱企新校（上接９３年第３期）２、简化计算法显然，依据修正的Ｔｅｒｚａｇｈｉ模型的精确解法结果不能令人满意，特别是对于压密的后几级，而依据Ｔｅｒｚａｇｈｉ－Ｖｏｉｇｔ混合模型的复杂解法则与实验数据极为吻合。但是，...

关键词：压榨速率单向压榨固态物料理论和实验研究压密系数空隙比实验数据过滤元件简化计算方法蠕变作用

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失谐双跨梁、三跨梁振动特性的理论和实验研究

失谐双跨梁、三跨梁振动特性的理论和实验研究

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第十届全国动力学与控制学术会议

作者：周盛林李凤明北京工业大学机电学院北京 100124

结构在动力载荷作用下将发生振动,这一动态行为对结构的安全稳定性将产生一定的影响.周期结构在实际工程领域应用广泛,当周期结构的某一尺寸不一致时会导致周期结构的失谐,致使结构产生不同的振动特性,而在实际应用中,对结构振动特性不... 详细信息

结构在动力载荷作用下将发生振动,这一动态行为对结构的安全稳定性将产生一定的影响.周期结构在实际工程领域应用广泛,当周期结构的某一尺寸不一致时会导致周期结构的失谐,致使结构产生不同的振动特性,而在实际应用中,对结构振动特性不了解可能159将导致结构的破坏,甚至发生重大安全事故.

关键词：失谐双跨梁三跨梁振动特性理论和实验研究

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失谐双跨梁、三跨梁振动特性的理论和实验研究

失谐双跨梁、三跨梁振动特性的理论和实验研究

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第十届动力学与控制学术会议

作者：周盛林李凤明北京工业大学机电学院

结构在动力载荷作用下将发生振动,这一动态行为对结构的安全稳定性将产生一定的影响。周期结构在实际工程领域应用广泛,当周期结构的某一尺寸不一致时会导致周期结构的失谐,致使结构产生不同的振动特性,而在实际应用中,对结构振动特性... 详细信息

结构在动力载荷作用下将发生振动,这一动态行为对结构的安全稳定性将产生一定的影响。周期结构在实际工程领域应用广泛,当周期结构的某一尺寸不一致时会导致周期结构的失谐,致使结构产生不同的振动特性,而在实际应用中,对结构振动特性不了解可能将导致结构的破坏,甚至发生重大安全事故。周期多跨梁结构在航空航天、大型建筑结构、机械工程等多个工程领域都具有广泛应用。因此周期多跨梁的振动分析是航空航天、机械工程等领域中的常见问题,尤其是对各种激振力作用下结构的动态响应及自由振动特性的研究具有重要意义。由于多跨梁结构的复杂性,针对梁结构振动的研究大多集中在单跨梁和周期谐调多跨梁上。而实际工程中多采用多跨梁,且由于制造误差或者实际工程需要,多跨梁结构往往出现某一跨梁的尺寸不一致,即出现尺寸失谐。失谐多跨梁的应用更加广泛,因此有必要针对失谐多跨梁结构的动力学特性展开深入研究。本文研究了失谐双跨梁、三跨梁的振动特性,分别从理论和实验两方面展开研究。在理论上,以Euler-Bernoulli梁理论建立失谐双跨梁、三跨梁的动力学模型,根据边界条件获得失谐双跨梁、三跨梁的频率方程,其为超越方程,通过求解超越方程获得失谐双跨梁和三跨梁的固有频率和振型函数。在此基础上,通过变换结构长度,研究了是失谐度对失谐双跨梁、三跨梁振动频率的影响,并且分析了各阶频率随失谐度的变化规律。研究结果对于航空航天等多个工程领域多跨梁结构的动力学分析和设计具有重要意义,并且可以为变结构振动控制提供参考。

关键词：失谐双跨梁三跨梁振动特性理论和实验研究

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自动复叠制冷系统中冷凝蒸发器理论和实验研究

自动复叠制冷系统中冷凝蒸发器理论和实验研究

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勇于创新，服务发展——2013中国制冷学会学术年会

作者：芮胜军张华赵巍李娟娟上海理工大学制冷技术研究所

分析了自动复叠制冷系统中冷凝蒸发器的运行特性,对其换热工况和制冷工质流动工况进行了理论分析。根据纯制冷工质换热理论公式,以及混合工质物性计算软件Refprop8.0对混合制冷工质在冷凝蒸发器中的换热进行了理论计算,得到了三级自动... 详细信息

分析了自动复叠制冷系统中冷凝蒸发器的运行特性,对其换热工况和制冷工质流动工况进行了理论分析。根据纯制冷工质换热理论公式,以及混合工质物性计算软件Refprop8.0对混合制冷工质在冷凝蒸发器中的换热进行了理论计算,得到了三级自动复叠制冷系统中两个冷凝蒸发器的换热理论计算数据,重点分析了冷凝蒸发器的设计工况与实验工况温度的数量关系。根据理论和实验研究,在目前没有比较好的混合制冷工质换热公式的情况下应用单工质换热理论公式可以基本满足工程要求。

关键词：自动复叠制冷系统冷凝蒸发器混合制冷工质换热理论和实验研究

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Z、E苯甲醛肟类化合物结构和性质的理论与实验研究

Z、E苯甲醛肟类化合物结构和性质的理论与实验研究

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作者：徐为人山东大学

学位级别：博士

苯甲醛肟是一类广泛应用的合成原料,而且,越来越多的苯甲醛肟衍生物被发现具有生物活性.然而,由于基础研究的薄弱,这类化合物的结构和性能没有被准确和清晰地认识,因此,限制了实际应用.为了比较系统地阐明Z和E苯甲醛肟类化合物的结构和... 详细信息

苯甲醛肟是一类广泛应用的合成原料,而且,越来越多的苯甲醛肟衍生物被发现具有生物活性.然而,由于基础研究的薄弱,这类化合物的结构和性能没有被准确和清晰地认识,因此,限制了实际应用.为了比较系统地阐明Z和E苯甲醛肟类化合物的结构和性质,我们从理论和实验两方面开展研究,比较了Z和E构型的差异,获得了一些有价值的结果.一、分子静态性质的研究二、化学反应特性的研究综上所述,我们的研究结果表明,Z和E苯甲醛肟构型的不同带来了许多性质上的差异,不仅表现在核磁共振谱、熔点和红外光谱等方面,而且表现在化学反应的特性上.我们重点研究了几类反应,结果表明:偶极互变反应中,Z型结构有利于偶极体的存在;苯甲醛肟的氯代反应主要是通过偶极体实现的,E型结构有利于反应;Michael加成反应是以Z型苯甲醛肟为主进行的;偶极加成反应也是以E型偶极体形式参与反应,产物主要为3-羟甲基取代物.苯甲醛肟还能参许多反应,由于存在Z-E异构体之间的互变及Z、E异构体与偶极体之间的互变,同样的反应物受反应条件的影响会导致不同的产物,因此,研究Z、E苯甲醛肟参与反应的机理,阐明构型差异带来的影响,具有重要的理论和实际意义.

关键词： Z-苯甲醛肟 E-苯甲醛肟理化性质理论和实验研究

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活性污泥热压过滤高干度脱水机理的研究

活性污泥热压过滤高干度脱水机理的研究

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作者：段晓荏苏州大学

学位级别：硕士

活性污泥无害化和资源化是今后活性污泥处置的发展方向。而活性污泥无害化和资源化的前提是经济高效的污泥高干度脱水。由于活性污泥胞内水的存在,直接采用机械过滤脱水方式很难使活性污泥含水率进一步下降。高含水率的滤饼对其后续的... 详细信息

活性污泥无害化和资源化是今后活性污泥处置的发展方向。而活性污泥无害化和资源化的前提是经济高效的污泥高干度脱水。由于活性污泥胞内水的存在,直接采用机械过滤脱水方式很难使活性污泥含水率进一步下降。高含水率的滤饼对其后续的热力干燥势必造成能量消耗较大。因此,以突破固液分离的极限,降低后续热力干燥作业的能耗水平,开展经济高效的污泥高干度脱水技术的研究,对推进污泥的资源化利用工作具有重要的理论研究意义和实际应用价值。基于上述思想,本文结合苏州市环保项目“城市生活污水中污泥无害化处置、资源化利用关键技术的研究”（项目编号:N3117925）内容,在综合国内外相关研究的基础上,提出了利用蒸汽热解作用与机械隔膜压榨相结合的方法,对活性污泥进行高干度脱水。论文主要研究工作包括以下几个方面: 1.论文首先通过对通入蒸汽后的污泥质量、动量和能量之间的相互作用机理的分析,将泥饼中各种水份粘性耗散伴随着能量的变化作为热源项进行处理;然后利用国内外学者提出的多场耦合模型理论,结合相关压榨过滤理论构建了污泥热解压榨过滤过程中的温度—应力—渗流状态下的“活性污泥热压过滤高干度脱水耦合数学模型”。 2.根据所构建的“活性污泥热压过滤高干度脱水耦合数学模型”,以及所给出的定解条件（包括边界条件和初始条件）,将方程组简化成一维模型,然后采用多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics,根据模型试验条件对其进行数值仿真。数值计算的结果表明:热压过滤过程中出现了尺寸效应和应力集中现象,这说明在热压流固耦合作用时,由于热解和压榨复合作用,在应力分布区内出现了拉应力突变,从而导致滤饼发生了较大的形变和塌陷现象的产生。研究表明采用传统的压榨过滤方法,孔隙流体压力随压榨时间的延长而逐渐消散。当采用热解和压榨复合作用方法时,污泥脱水过程中随着通入蒸汽温度的升高,滤饼厚度明显膨胀,系统压力增高,这说明在热力作用下,活性污泥中胞内水受热膨胀。但是,当温度超过400K以后,滤饼厚度突然变薄。这说明含在污泥中的胞内水膨胀破裂被释放出来了,在压榨力的作用下滤饼厚度进一步下降,达到高干度脱水目的。 3.为了进一步验证热解和压榨复合作用理论的实用性,课题进行了“活性污泥热压过滤高干度脱水机理”的环境实验。实验分别对蒸汽加热临界温度、压榨作用力、过滤速率以及最佳压榨脱水时间等工艺参数进行了实验研究,并对脱水各过程中污泥微观结构进行了比较分析。实验结果表明:采用热解和压榨复合作用方法,滤饼含水率显著的降低（58～63%）,加热温度在（1350C1450C）之间,脱水时间（25～30min）之间,压榨作用力（0.6～1.0MPa）。本课题通过理论研究和实验研究都表明了,本研究方法是一种经济高效的污泥高干度脱水方法。该课题研究为该方法的实际应用奠定了理论和实验基础。

关键词：活性污泥高干度脱水热压过滤理论和实验研究

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一种田间旱涝急转等级判别方法

一种田间旱涝急转等级判别方法

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作者：翁白莎毕吴瑕严登华王梦珂景兰舒严四英李梦宇 100038 北京市海淀区车公庄西路20号

本发明公开了一种田间旱涝急转等级判别方法，包括以下步骤：S1、提出旱涝急转等级判定的计算方法；S2、通过模拟实验装置模拟旱涝急转情景，并获取实验数据，通过实验数据校验步骤S1的计算方法；S3、按照步骤S2中校验过的计算方法来判... 详细信息

标准号: CN113960699A

本发明公开了一种田间旱涝急转等级判别方法，包括以下步骤：S1、提出旱涝急转等级判定的计算方法；S2、通过模拟实验装置模拟旱涝急转情景，并获取实验数据，通过实验数据校验步骤S1的计算方法；S3、按照步骤S2中校验过的计算方法来判定旱涝急转等级。本发明通过理论计算和模拟实验校验结合的方式，建立旱涝急转中的旱与干旱持续天数、土壤相对湿度、空气流动速度、植物蒸腾速率的关系，涝与降雨量的关系，进而判定旱涝急转等级，为旱涝急转的理论和实验研究提供科学依据，计算结果数据化，能够更直观地表达旱涝急转等级。

关键词：实验数据校验判定理论和实验研究模拟实验装置等级判别等级判定空气流动理论计算模拟实验数据化天数直观田间干旱土壤情景

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