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Bridging Atomistic/Continuum Scales in Solids with Moving Dislocations

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Chinese Physics Letters 2007年第1期24卷 161-164页

作者：唐少强 LIU Wing K KARPOV Eduard G. 侯一钊 LTCS Department of Mechanics and Aerospace Engineering Peking University Beijing 100871 Department of Mechanical Engineering Northwestern University Evanston IL 60208 USA Applied and Computational Mathematics California Institute of Technology Pasadena CA 91125 USA

We propose a multiscale method for simulating solids with moving dislocations. Away from atomistic subdomains where the atomistic dynamics are fully resolved, a dislocation is represented by a localized jump profile, superposed on a defect-free field. We assign a thin relay zone around an atomistic subdomain to detect the dislocation profile and its propagation speed at a selected relay time. The detection technique utilizes a lattice time history integral treatment. After the relay, an atomistic computation is performed only for the defect-free field. The method allows one to effectively absorb the fine scale fluctuations and the dynamic dislocations at the interface between the atomistic and continuum domains. In the surrounding region, a coarse grid computation is adequate.

关键词： multiscale method Moving Dislocations dislocation atomistic subdomain

爆裂不确定性对高性能混凝土剪力墙火灾后抗剪承载力的影响

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爆裂不确定性对高性能混凝土剪力墙火灾后抗剪承载力的影响

吴耀祖(Theodore Yao-Tsu Wu)先生生平简介

第22届全国结构工程学术会议

作者：侯一钊肖建庄同济大学建筑工程系

本文采用有限元分析软件ANSYS对已有试验的高性能混凝土剪力墙的高温后抗剪承载力进行了非线性分析。分析中考虑了不同的爆裂情况对火灾后高性能混凝土剪力墙残余抗剪承载力的影响,包括爆裂深度、爆裂面积和爆裂位置的影响。根据计算结... 详细信息

本文采用有限元分析软件ANSYS对已有试验的高性能混凝土剪力墙的高温后抗剪承载力进行了非线性分析。分析中考虑了不同的爆裂情况对火灾后高性能混凝土剪力墙残余抗剪承载力的影响,包括爆裂深度、爆裂面积和爆裂位置的影响。根据计算结果,本文对高温后高性能混凝土剪力墙的残余抗剪承载力计算提出了相应的建议。

关键词：高性能混凝土剪力墙高温爆裂不确定性残余抗剪承载力有限元分析

来源： cnki会议评论

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力学与实践 2024年

作者：侯一钊加州理工学院

吴耀祖教授一位享誉世界的流体力学家，将毕生精力贡献给工程科学创新人才培养和前沿基础科学研究，在低雷诺数流体动力学、空泡流理论、水波理论、仿生推进理论等方面做出了具有里程碑意义的学术贡献。本文简要介绍吴先生的生平，包括...

吴耀祖教授一位享誉世界的流体力学家，将毕生精力贡献给工程科学创新人才培养和前沿基础科学研究，在低雷诺数流体动力学、空泡流理论、水波理论、仿生推进理论等方面做出了具有里程碑意义的学术贡献。本文简要介绍吴先生的生平，包括他在中国的早年生活、在加州理工学院的研究生学习经历及其职业发展。本文的许多故事来源于2002年在加州理工学院进行的口述历史系列访谈记录

关键词：

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天津软土地基

机械振动对AZ91镁合金充型及凝固的影响研究

1987年

作者：侯钊

全书共分地基与土的工程性质、软土地基的处理方法等六章。

ISBN: (纸本)7530801449

全书共分地基与土的工程性质、软土地基的处理方法等六章。

关键词：软土地基地点:天津

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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机械振动对AZ91镁合金充型及凝固的影响研究

作者：侯钊重庆大学

学位级别：硕士

随着镁合金在工业生产上的广泛应用，对镁合金的研究也日益增多。由于镁合金的充型和凝固过程直接影响着镁合金的性能，本文以AZ91镁合金为研究对象，对其充型和凝固过程施加低频机械振动力场，研究了振动频率为0Hz、20Hz、35Hz、50Hz时... 详细信息

随着镁合金在工业生产上的广泛应用，对镁合金的研究也日益增多。由于镁合金的充型和凝固过程直接影响着镁合金的性能，本文以AZ91镁合金为研究对象，对其充型和凝固过程施加低频机械振动力场，研究了振动频率为0Hz、20Hz、35Hz、50Hz时对AZ91镁合金充型和凝固过程的影响。实验结果表明： ①随着振动频率的升高，螺旋形试样的平均长度不断增加，流动性增强，当振动频率为50Hz时，螺旋形试样的平均长度相较于不振动来说增加了14%左右，说明了机械振动可显著提高镁合金的充型能力。 ②随着振动频率的增大，镁合金的晶粒组织不断细化，内部的夹杂物含量也不断降低。 ③施加振动后，金属模具达到最大温度值不断升高，所需的时间却不断降低，在50Hz时最大温度值最大，所需时间最少，随着振动频率的振动，铸件-铸型界面的传热效率不断增大。 ④在0-35Hz范围内，随着振动频率的增加，试样的孔隙率比不施加振动时不断降低，当振动频率达到最大值50Hz时，试样的孔隙率反而增大至6.57%，比不振动时还要大。本课题还对机械振动影响AZ91镁合金充型能力、晶粒尺寸、夹杂物含量、铸件-铸型界面的传热效率和孔隙率的机理进行了理论研究和推导，研究表明： ①在镁合金充型和凝固过程中施加机械振动可以破碎枝晶，加快夹杂物的上浮速度，减少了铸件内夹杂物的含量，降低了金属液黏度逐渐增大的趋势，流动过程中的沿程阻力损失减少，从而使镁合金的充型能力提高。 ②振动使金属液与模具内壁接触更为紧密，铸型与铸件间的边界层流层的厚度减小，接触间隙也变小，接触面积增大，对流换热系数当然也增大，界面传热效率自然上升。 ③当机械振动频率处在一定范围内，机械振动能够促进金属液内的气泡碰撞合并长大，提高其上浮速度，使铸件内的孔隙率下降。而过大的振动频率虽能加快气泡的上浮速度，但因为过于强烈的机械振动使金属熔体吸气卷气加剧且凝固速度加快致使孔洞现象严重，会增大铸件内的孔隙率。

关键词：机械振动镁合金充型凝固

高压水混流破鳞带钢清洗混流器设计及内部流场特性研究

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高压水混流破鳞带钢清洗混流器设计及内部流场特性研究

作者：侯士钊中国石油大学（北京）

学位级别：硕士

针对现有除鳞作业方法的缺陷,提出一种高压水混流破鳞带钢清洗（HPMFD）技术,其具有质量高、成本低、布置紧凑等优点。同时对其重要装置混流器进行结构设计并对流场进行研究分析,旨在提升现有除鳞作业技术水准。本文首先对磨料水射流的... 详细信息

针对现有除鳞作业方法的缺陷,提出一种高压水混流破鳞带钢清洗（HPMFD）技术,其具有质量高、成本低、布置紧凑等优点。同时对其重要装置混流器进行结构设计并对流场进行研究分析,旨在提升现有除鳞作业技术水准。本文首先对磨料水射流的机理进行了概述与分析,对混流器核心部件磨料喷嘴的类型进行了选择,通过作业要求以及经验公式对混流器进行了一个初步的结构设计。之后通过Fluent软件,对混流器核心部件磨料喷嘴的内部流场进行了仿真模拟,得到了喷嘴内部流场速度、压力的分布以及磨料颗粒的分布情况。研究了入口压力、磨料粒径、磨料浓度等操作条件对于喷嘴内部流场的影响情况。研究了喷嘴圆柱段长径比、收缩角等结构参数对于喷嘴内部流场的影响情况,分析之后得到了最优长径比为6、最优收缩角为30°。最后通过Fluent软件,对整个混流器内部液—气两相流流场进行了仿真模拟,了解到射流形成的过程,同时还得到了混流器内部流场速度分布情况。对混流器内部固—液—气三相流流场进行了仿真模拟,得到了混流器内部流场湍动能、速度的分布以及磨料的运动情况。研究了混合腔长度、混合腔长径比、磨料入口直径、水射流入口直径、磨料箱出口直径等结构参数对于混流器内部流场的影响情况,分析以后得到了最优混合腔长度为30mm、最优混合腔长径比为2.2、最优磨料入口直径为1.4mm、最优水射流入口直径为1.4mm、最优磨料箱出口直径为1.2mm。

关键词：磨料水射流混流器结构设计流场研究

5E教学模式对初中生英语语法学习影响的实验研究 ——以现在完成时为例

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5E教学模式对初中生英语语法学习影响的实验研究 ——以现在完成...

作者：侯亦钊扬州大学

学位级别：硕士

作为英语语言组织的规则系统,英语语法是学生学习英语的基础,也是学生使用英语实现有效产出的前提。现在完成时是初中英语语法教学的关键内容,也是初中生普遍反映的语法学习难点。然而,在针对现在完成时的实际教学中,大多数教师仍旧基... 详细信息

作为英语语言组织的规则系统,英语语法是学生学习英语的基础,也是学生使用英语实现有效产出的前提。现在完成时是初中英语语法教学的关键内容,也是初中生普遍反映的语法学习难点。然而,在针对现在完成时的实际教学中,大多数教师仍旧基于传统的PPP教学模式来灌输碎片化的语法知识,让学生通过大量练习强化对语法规则的记忆。而对语法规则的生硬背诵不仅给学生造成了记忆负担,也无法保证学生对语法内容的真正理解与内化。基于心理发展和问题探究的5E教学模式顺应英语学科核心素养发展的要求,推动英语学习活动观的落实,能够弥补PPP教学模式的不足,帮助初中英语语法课堂焕然一新。该教学模式包含五个密切相关的阶段:Engagement(吸引)、Exploration(探究)、Explanation(解释)、Elaboration(细化)、Evaluation(评价)。这五个阶段有助于营造轻松愉悦、灵活多变的英语语法课堂,增强学生英语语法学习的兴趣和信心,提高学生的探究意识和思维能力。本研究基于Michaelis(2004)对现在完成时的意义分类,旨在探讨5E教学模式对初中生现在完成时学习的影响,包括对初中生表结果意义、表存在意义、表持续意义的现在完成时学习的影响。研究问题如下:1.5E教学模式对初中生现在完成时的学习有何影响?(1)对初中生表结果意义的现在完成时的学习有何影响?(2)对初中生表存在意义的现在完成时的学习有何影响?(3)对初中生表持续意义的现在完成时的学习有何影响?2.5E教学模式对高低不同水平初中生现在完成时的学习分别有何影响?(1)对高低不同水平初中生表结果意义的现在完成时学习分别有何影响?(2)对高低不同水平初中生表存在意义的现在完成时学习分别有何影响?(3)对高低不同水平初中生表持续意义的现在完成时学习分别有何影响?本研究以扬州市某初中二年级两个平行班的学生为研究对象。两个班分别作为实验班和控制班,班级人数均为46人。定量研究中,在教学实验开始前,实验班和控制班的学生参加语法前测,结果显示实验班和控制班的学生在英语语法水平方面不存在显著差异。在教学实验期间,对照班采用PPP教学模式,实验班以5E教学模式为指导。在教学实验结束后,实验班和控制班的学生参加语法后测以检验5E教学模式是否影响学生学习现在完成时。前后测所得数据均由SPSS 26.0进行相应处理。定性研究中,在教学实验开始前,初二年级三位英语教师参加半结构化访谈;在教学实验结束后,实验班五名高水平学生和五名低水平学生参加半结构化访谈。访谈内容均被录音并在后续转化为文本做进一步分析。本研究的主要发现有:第一,与传统的PPP教学模式相比,5E教学模式对初中生学习现在完成时的积极影响更为显著,更有利于学生学习表结果意义、表存在意义和表持续意义的现在完成时。在后测中,实验班学生的平均分远高于控制班学生的平均分,且p值小于0.05,说明两个班的学生之间表现出显著性差异。在表结果意义、表存在意义和表持续意义的现在完成时题项上,实验班学生的平均分高于控制班学生的平均分,两个班的学生之间同样表现出显著性差异。第二,5E教学模式对高低不同水平初中生现在完成时的学习都具有积极影响,有利于他们学习表结果意义、表存在意义和表持续意义的现在完成时。同时,相较于低水平学生,5E教学模式更有利于高水平学生学习现在完成时。在后测中,高水平学生的平均分远高于低水平学生的平均分,且p值小于0.01,说明两组学生之间表现出极其显著的差异。在表结果意义、表存在意义和表持续意义的现在完成时题项上,高水平学生的平均分高于低水平学生的平均分,两组学生之间同样表现出极其显著的差异。本研究的教学启示有:第一,教师应该提高知识输入的数量和质量以获得教学活动的设计灵感。第二,教师应该关注不同水平学生的学习需求,在5E教学模式的不同阶段有的放矢地采取教学方法。第三,即使5E教学模式指导下的英语语法课堂给予学生很大的自主性,但教师仍然应该对学生的表现始终给予密切关注。第四,5E教学模式中评价环节所针对的对象并不仅限于学生,教师也要通过学生的课堂表现反思并评价自己的教学状况。

关键词： 5E教学模式语法教学现在完成时初中

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考虑局部损伤的方钢管短柱轴向力学性能研究

考虑局部损伤的方钢管短柱轴向力学性能研究

作者：侯清钊西京学院

学位级别：硕士

伴随建筑工业化的高速发展,钢结构凭其优点,广泛应用于各种领域。方钢管作为常见的结构构件,在工程领域得到广泛应用。由于实际工程中常常出现局部损伤,如裂缝或孔洞等,这些损伤对结构的承载能力和安全性造成不可忽视的影响。因此,研究... 详细信息

伴随建筑工业化的高速发展,钢结构凭其优点,广泛应用于各种领域。方钢管作为常见的结构构件,在工程领域得到广泛应用。由于实际工程中常常出现局部损伤,如裂缝或孔洞等,这些损伤对结构的承载能力和安全性造成不可忽视的影响。因此,研究局部损伤对方钢管力学性能的影响,对于结构的合理设计和安全评估至关重要。本文针对方钢管轴向力学性能在局部损伤情况下的力学性能进行了深入研究。主要内容如下:(1)根据各项技术指标和规范要求,制作了50个试件,其中包括2个无损伤试件和48个带缺口的局部损伤试件。通过对试件进行轴压试验,得出了不同类型局部损伤对试件力学性能的影响规律。试验结果显示,局部损伤会导致试件的破坏模式主要为板件的局部屈曲。同时,开缝损伤试件的荷载-位移曲线在破坏过程中出现了不同的现象,而开孔损伤试件的试验现象在整体上几乎相同。此外还对不同损伤参数,如缺口长度、角度、位置和缺口类型,对试件的破坏形态、初始刚度、轴压承载力和延性指标等进行了分析和对比。(2)详细描述了有限元建模的过程。通过ABAQUS有限元软件对试验设计的试件进行建立模型与计算,并验证了有限元模型预测局部损伤方钢管轴压短柱承载力和破坏模式的准确性。试验结果与有限元分析结果的吻合程度较好,验证了所建立的有限元模型的可靠性,为进一步理解局部损伤对结构性能的影响机理提供了有力支持。(3)采用ABAQUS有限元软件分别对裂缝型和孔洞型损伤方钢管轴压和轴拉试件进行了更加细致的研究,研究了裂缝型和孔洞型损伤试件一半高度区域内不同损伤角度下缺口的有效损伤长度、有效损伤宽度、损伤深度、损伤中心位置以及截面宽厚比对轴压承载力的影响。(4)通过试验结论提出了适用于局部损伤方钢管短柱轴压承载力降低系数的经验计算公式,并通过比较试验结果和有限元计算结果验证了经验公式的准确性:有限元计算结果与试验结果基本相吻合。借鉴轴压承载力降低系数的提出思路,汇总局部损伤方钢管轴拉有限元计算结果提出了适用于局部损伤方钢管的轴拉承载力降低系数经验计算公式,验证了该公式的准确性:有限元计算结果与公式计算结果基本吻合,再一次证明本文研究方法的合理性,为局部损伤后方钢管构件的承载力评估提供依据。

关键词：方钢管局部损伤力学性能有限元分析

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蚁巢对土石坝渗流及稳定性影响分析

蚁巢对土石坝渗流及稳定性影响分析

作者：侯彦钊郑州大学

学位级别：硕士

土石坝因建造成本低、结构简单和便于施工等优势被广泛应用在水利工程建设中,而土石坝中蚁巢危害是导致溃坝的重要原因。“千里之堤,毁于蚁穴”,蚁巢对土石坝稳定性的影响一直是堤坝工程研究的重难点问题。在土石坝内,白蚁通过蚀土来筑... 详细信息

土石坝因建造成本低、结构简单和便于施工等优势被广泛应用在水利工程建设中,而土石坝中蚁巢危害是导致溃坝的重要原因。“千里之堤,毁于蚁穴”,蚁巢对土石坝稳定性的影响一直是堤坝工程研究的重难点问题。在土石坝内,白蚁通过蚀土来筑巢繁殖,并形成以主巢、副巢、蚁道为主要部分的巢穴系统。当水位上升时,水流进入隐藏在土石坝内部的蚁道和巢穴形成渗流,会降低土石坝材料强度,造成散浸、管涌、跌窝等工程事故,严重影响土石坝的稳定性。因此,研究蚁巢对土石坝渗流及稳定性的影响具有理论及工程价值。本文采用有限元软件模拟了存在蚁巢和蚁道情况下土石坝渗流场的演变规律;然后,基于渗流-应力耦合理论,运用强度折减法分析了蚁巢大小、深度（蚁巢中心离坝顶的距离）、坡距（蚁巢中心离下游坡面的距离）以及副巢对土石坝整体稳定性的影响;最后结合白龟山水库实例计算分析,验证模拟结果的合理性,为土石坝的加固提供理论参考和实践指导。本文主要研究内容及结论如下:（1）采用有限元软件对处于饱和区和非饱和区蚁巢周围的渗流孔压和渗流速度进行模拟计算,分析不同蚁道（虹吸式、直通式和串联式）对蚁巢周围渗流孔压和渗流速度的影响。结果表明:蚁巢对周围的渗流孔压影响较小,当蚁巢周围存在虹吸式、直通式和串联式蚁道时,蚁巢周围的渗流孔压发生明显的变化;蚁巢增大了周围的渗流速度,当蚁巢周围存在虹吸式、直通式和串联式蚁道时,串联式蚁道结构对周围的渗流速度影响最大。（2）基于渗流-应力耦合和强度折减法理论,采用有限元软件分析蚁巢大小、深度、坡距和副巢对土石坝下游边坡稳定性的影响。结果表明:土石坝稳定性安全系数随蚁巢半径、深度和坡距的增加逐渐减小。安全系数变化率随着半径的增大而增大,随着深度和坡距的增大而减小;当主巢周围存在副巢时,副巢在主巢左侧时对安全系数影响最大。（3）采用有限元软件模拟蚁巢对白龟山水库渗流和稳定性的影响,结合白龟山拦河坝监测数据,验证模拟结果的合理性。结果表明:蚁巢对白龟山水库土石坝渗流和稳定性的影响规律与监测数据相符,验证了模拟结果的合理性。

关键词：蚁巢土石坝渗流强度折减法边坡稳定性安全系数