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辽宁省县域耕地资源质量分类与耕地等别成果衔接与转化研究

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辽宁省县域耕地资源质量分类与耕地等别成果衔接与转化研究

作者：刘浩洋沈阳农业大学

学位级别：硕士

我国2009年完成的农用地分等工作全面摸清了全耕地等别与分布状况,形成了统一可比的耕地等别成果,为自然资源管理中的耕地质量保护、耕地占补平衡和国土空间规划等方面提供了依据,发挥了巨大作用。随着时间推移,耕地分等成果也出现了评... 详细信息

我国2009年完成的农用地分等工作全面摸清了全耕地等别与分布状况,形成了统一可比的耕地等别成果,为自然资源管理中的耕地质量保护、耕地占补平衡和国土空间规划等方面提供了依据,发挥了巨大作用。随着时间推移,耕地分等成果也出现了评价参数时效性不强、缺乏生态指标等问题,于是2020年国务院出台了《第三次全国国土调查耕地资源质量分类工作方案》,形成了新的耕地资源质量分类方法体系。新的分类体系紧扣耕地资源自然质量特征,相比农用地分等增加了全新的生态环境条件层级,但其成果是对耕地属性的分类描述,未做综合评价,无法满足耕地质量横向对比。基于此,本研究以辽宁省沈阳市苏家屯区为研究对象,对耕地资源质量分类成果与耕地等别成果的衔接与转化进行分析,运用对比分析法,结合Arc GIS空间数据处理功能和SPSS线性回归分析功能,探究耕地资源质量分类综合评价方法,并构建转化模型,以期掌握耕地资源质量分类与耕地等别成果的衔接和转化方式。研究结果表明:(1)从耕地分等到耕地资源质量分类,评价方法由定量化的综合质量评价变为半定量化的质量分类;因素指标由自然、社会和经济三方面变为紧扣耕地自然质量因素,纳入了生态环境条件指标,去掉了地表岩石露头度、盐渍化程度、剖面构型、灌溉保证率、排水条件和灌溉水源指标;成果表达由耕地综合等别变为耕地质量分类代码,这一变化使其与现有的自然资源统一调查体系能更好地契合。(2)耕地资源质量分类与耕地等别成果可通过综合评价的方法实现衔接,本文结合耕地资源质量分类体系和农用地分等方法,建立了基于耕地资源质量分类的耕地资源质量分类综合评价方法。采用综合评价的方式,确定“1指数1系数7指标”的综合评价要素,以自然地理格局指数为基础,通过7项因素指标和地类系数综合修正得到耕地资源质量分类综合评价指数,以等间距法划分等别;并针对各因素指标分值和权重提出3种赋值方案,以苏家屯区进行实证研究确定第三种赋值方案评价结果与耕地分等成果一致性最高。具体权重为:坡度0.22,土层厚度0.29,土壤质地0.1,土壤有机质含量0.09,土壤酸碱度0.06,生物多样性0.1,土壤重金属污染状况0.14。(3)耕地资源质量分类与耕地等别成果可通过线性回归函数进行转化,本文以苏家屯区耕地资源质量分类与耕地等别成果为研究对象,基于本文的耕地资源质量综合评价方法,通过线性回归得到,同一耕地评价单元的国家自然等指数与分类成果中坡度、土层厚度、土壤质地、土壤有机质含量、土壤酸碱度、生物多样性、土壤重金属污染状况的综合评价分数有多元线性回归关系,关系式为:y=799.700+8.831x+3.792x-9.966x+16.751x+4.052x+1.520x-3.561x;同一耕地评价单元的国家自然等指数与分类成果的耕地综合评价指数有线性关系,关系式为:Y=445.385+0.874X。

关键词：耕地质量评价耕地资源质量分类农用地分等空间分布

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XX公司总装车间柔性生产管理策略研究

XX公司总装车间柔性生产管理策略研究

作者：刘浩洋哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

中国制造2025在全球工业4.0的革命浪潮的背景下提出,开始了新一轮的制造业变革,是结合互联网信息通讯及人工智能技术实现制造体系逻辑的全新颠覆。而对于从事制造业的企业而言,基于数字化、信息化、自动化的柔性生产能力,是未来智能制... 详细信息

中国制造2025在全球工业4.0的革命浪潮的背景下提出,开始了新一轮的制造业变革,是结合互联网信息通讯及人工智能技术实现制造体系逻辑的全新颠覆。而对于从事制造业的企业而言,基于数字化、信息化、自动化的柔性生产能力,是未来智能制造实现自感知、自学习、自决策、自执行、自适应的初阶目标,也是制造企业在逐渐以客户定制化的市场背景下,保障持续竞争力的必要目标。本文在综述国内外柔性生产相关理论背景基础上,以XX公司总装车间作为研究对象,以A产品装配制造流程作为研究主线,通过生产质量记录梳理及产能缺口分析,梳理出XX公司总装车间在柔性生产模式中的现状:产品逾期交付,无法满足A产品的逐年批产计划;型号响应滞后,不具备模块化设计的柔性生产线的要求;经营浪费较大,不合格品返修及变线产生的成本浪费较大。结合以上生产现状,运用管理学方法分析产生的问题并剖析原因,即总装车间缺乏整体柔性生产能力,具体表现为生产运作流程低效、变线资源利用率低、生产布局不够精益、质量管理手段落后、与现有信息化管理系统集成不够。针对实际生产问题,以A产品生产过程中价值流分析为导向,通过工艺节拍的梳理及重组,调整生产运作流程;通过优化资源配置,提升生产单元柔性化率,提升总装车间变线资源利用率;通过规划精益路线,调整生产布局;通过管理制度优化、质量信息利用提出质量管理提升策略;拓宽信息系统服务场景,推进数字化应用,重构信息管理系统。在以上总装车间柔性生产管理策略实施的基础上,从组织结构管理、库存管理及安全管理三个角度进行分析并提出具体管理策略,保障总装车间柔性生产管理策略高效运行。本课题以管理学作为理论支撑,着重从工艺管理的角度,通过生产过程精益管理以及总装车间与多生产资源高度集成与协同的管理策略,显著提升生产效能、降低变线成本,最终提高XX公司整体柔性生产制造能力。本课题的研究内容希望对于制造业企业基于智能化的结构转型提供参考价值和借鉴意义。

关键词：柔性生产生产布局工艺管理装配制造

芳纶纤维增韧碳纤维—铝蜂窝夹芯结构界面性能

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芳纶纤维增韧碳纤维—铝蜂窝夹芯结构界面性能

作者：刘浩洋大连理工大学

学位级别：硕士

碳纤维增强环氧树脂复合材料(CF/EP)-铝蜂窝夹芯结构由于具备优异的力学性能,在工程领域有着广泛应用。然而由于CF/EP面板与铝蜂窝芯体材料的性能差异较大,且二者之间的界面层性能较弱,在实际服役过程中,结构容易出现界面裂纹损伤和分... 详细信息

碳纤维增强环氧树脂复合材料(CF/EP)-铝蜂窝夹芯结构由于具备优异的力学性能,在工程领域有着广泛应用。然而由于CF/EP面板与铝蜂窝芯体材料的性能差异较大,且二者之间的界面层性能较弱,在实际服役过程中,结构容易出现界面裂纹损伤和分层断裂破坏,极大影响该复合材料的整体性能和使用寿命。芳纶纤维增韧是一种适合CF/EP-铝蜂窝夹芯结构的界面增韧方法,但是对于采用芳纶短纤维增韧后该夹芯结构具体界面性能的提升效率如何、界面破坏形式是否较增韧前有明显改变以及界面增韧效果所对应的微观机理解释,目前缺乏针对性的研究和可量化的数据。因此,本文从宏观实验测量和微观SEM图像观测两方面,研究了低密度芳纶短纤维的界面增韧效果和增韧机制。本论文的主要工作内容如下:1.芳纶短纤维增韧薄膜及夹芯梁试件的制备方法研究:将芳纶纤维布裁剪为纤维长度为6mm的短纤维束,并采用“离心分散法”将6mm长度的纤维制备为面密度为(6.2±0.2)g/m的低密度芳纶短纤维增韧薄膜,用于复合夹芯结构界面层的增韧。随后采用热压固化工艺分别制备了含有和不含短纤维增韧薄膜的两类CF/EP-铝蜂窝夹芯梁试件,作为后续实验的实验组和対照组。2.增韧与未增韧试件界面断裂韧性指标的宏观定量测量与分析:参照ASTM D5528–01标准设计了测量实验所需夹芯梁试件和夹具的尺寸。采用非对称双悬臂梁(ADCB)实验,对芳纶短纤维增韧/未增韧试件的临界能量释放率G和临界载荷P进行了定量测量,对准静态加-卸载循环过程中界面裂纹扩展的规律进行了描述和必要说明,并对实验过程中的典型位移-载荷曲线、典型界面裂纹扩展距离-临界载荷散点图、界面临界能量释放率和临界载荷对比图等进行了分析,从宏观数值层面证明了芳纶短纤维显著的增韧效果。3.芳纶短纤维发挥增韧作用的微观机理研究:使用扫描电镜观察和分析了两类夹芯梁界面的断面形貌与特征。微观观测结果显示,在界面裂纹扩展的过程中,芳纶短纤维不仅可以部分嵌入蜂窝壁板周围的树脂“圆角富余区”形成更为复杂的“复合圆角结构”,避免蜂窝壁板因与面板接触面积过小、结合强度较弱而被拔出,同时还可以在夹芯结构的界面层形成“桥联增韧结构”,进一步增强面板与芯体之间的界面结合性能,并通过纤维剥离、纤维拔出、纤维断裂等行为增加界面断裂破坏所需要的临界能量释放率和临界载荷,发挥界面增韧的作用。

关键词：碳纤维铝蜂窝夹芯结构芳纶纤维增韧圆角增强

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面向失效解决的标准解创新过程模型研究

面向失效解决的标准解创新过程模型研究

作者：刘浩洋河北工业大学

学位级别：硕士

预期失效分析(AFD)方法在产品设计时可对其将来可能发生的失效进行预测并解决,从而减少迭代设计过程,缩短新产品开发周期并降低研发成本。相比传统的失效分析方法,AFD具有克服思维惯性、失效分析更为全面等诸多优点,对增强企业的创新研... 详细信息

预期失效分析(AFD)方法在产品设计时可对其将来可能发生的失效进行预测并解决,从而减少迭代设计过程,缩短新产品开发周期并降低研发成本。相比传统的失效分析方法,AFD具有克服思维惯性、失效分析更为全面等诸多优点,对增强企业的创新研发能力,提高产品在市场的竞争力具有重要意义。但在企业进行AFD实际工程应用时,失效解决过程相对不够成熟,严重影响了失效解决与创新的效率和质量。针对AFD在失效解决过程存在的问题,论文以TRIZ中的标准解为基础,对基于AFD失效解决特点的应用流程进行改善及基于TRIZ知识工具的工程化方案启发过程进行研究,建立了面向失效解决的标准解创新过程模型,该模型可操作性强并能有效提升AFD失效解决的质量和效率。论文主要进行了以下研究工作:1.针对标准解在应用于AFD失效解决时存在的诸多问题,论文基于AFD中的功能失效类型与标准解的关联性对标准解进行分析,提取适用于失效解决的标准解并对其应用的约束条件进行研究分析和归纳,建立了基于约束条件的两类标准解选择流程以及与AFD失效预测相衔接的面向失效解决的标准解应用流程。2.在对发明原理与效应进行研究的基础上,将其与适用于失效解决的标准解及面向失效解决的标准解应用流程的关联性进行研究,建立了按类别划分整理的发明原理辅助标准解方案启发项;构建了抽象程度高的标准解与方案启发项之间的关联关系;综合科学效应库和标准解的解题过程,构建了科学效应库辅助标准解方案启发过程模型。3.以论文建立的面向失效解决的标准解应用流程为主体,融入发明原理辅助的标准解方案启发项和科学效应库辅助标准解方案启发过程模型,构建了完整的面向失效解决的标准解创新过程模型。论文提出的模型被应用于某种室内吊顶装饰板生产线关键子系统的失效解决,最终系统的优化改善表明了论文构建的面向失效解决的标准解创新过程模型具有较强的实用性。

关键词： AFD 标准解发明原理辅助效应

高铁酸钾/微生物电解池组合工艺强化人排泄物降解效能

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高铁酸钾/微生物电解池组合工艺强化人排泄物降解效能

作者：刘浩洋哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

我国乡村厕所普遍存在卫生条件差、排泄物生物降解和资源利用率低等问题,因此,人类排泄物的安全无害化处理成为农村厕所亟待解决的问题。微生物电解池（MEC）与传统的厌氧消化技术（AD）相比,由于具有更高的生物降解速率与能源回收率。... 详细信息

我国乡村厕所普遍存在卫生条件差、排泄物生物降解和资源利用率低等问题,因此,人类排泄物的安全无害化处理成为农村厕所亟待解决的问题。微生物电解池（MEC）与传统的厌氧消化技术（AD）相比,由于具有更高的生物降解速率与能源回收率。本研究利用高铁酸钾对于粪便进行预处理,通过不同浓度的高铁酸钾对底物的影响,选择出处理效果最好的一组,作为后续高铁酸钾条件的实验组底物。通过与不同电压条件进行正交组合,分析不同条件下的粪便处理效果,对其应用于粪便处理的可行性、优越性以及实际操作性提供一定的数据支持,为拓宽粪便处理技术提供一定的帮助,以期待后续对粪便处理减量化、资源化提供指导和借鉴意义。以人类粪便作为本论文的研究对象,首先将粪便经过高铁酸钾预处理,实验浓度为0.3、0.6、0.9以及1.2 g/g粪便VS,研究不同浓度的高铁酸钾对底物释放的影响。研究发现高铁酸钾是粪便预处理的有效处理剂,高铁酸钾在1.2 g/g VS的浓度以下,展现出了对粪便预处理效果的正相关性。经过2 h的处理后,液相中的总碳、总氮、多糖、蛋白浓度有了大幅度的提高。其中表现最好的1.2 g/g VS组的各项指标相比于对照组提高了73.67%、66.57%、34.7%以及149%。经过预处理剂的浓度选择后,以预处理和不同电压（0 V、0.8 V以及1.2 V）作为调控微生物电解池强化厌氧消化系统（MEC-AD）的条件,以优化工艺参数。我们发现各未预处理组的产甲烷效率峰值为0.111 m L/（ml·d）、0.092 m L/（ml·d）以及0.132 m L/（ml·d）。各未预处理组产甲烷量为184.45 m L、242.28 m L以及206.82m L,0.8 V以及1.2 V组分别提高了31.35%以及12.13%。这时我们发现1.2 V处理组虽然有着较高的降解效率,但其产甲烷率不如0.8 V处理组。另外,高铁酸钾对于粪便的生物降解和减量具有显著影响,其对于大分子有机物有着较强的降解作用,利于有机物的溶出,降低体系中的氧化还原电位。与各对照组比较,其产甲烷量也有着大幅度提升。各预处理组的产甲烷率分别为0.101 m L/（ml·d）、0.161 m L/（ml·d）以及0.134 m L/（ml·d）,产甲烷量为223.12 m L、325.13 m L以及276.82 m L,与对照组比较提高了20.97%、34.20%以及33.85%。各样本中以Bacteroidetes、Firmicutes以及Proteobacteria为优势菌类,占据了各个处理组的94.8%以上。其中Bacteroidetes以及Proteobacteria在不同电压中的物种丰度为0.8 V＞1.2 V＞0 V。这说明外加电压的实验组有着更好的降解率以及电化学活性,使得其拥有更好的产气效率。另外在微生物群落结构方面,高铁酸钾组展示出了微生物群落上的差异,高铁酸钾会使群落中的Bacteroidetes减少,0 V、0.8 V以及1.2 V组分别降低了14.5%、32.9%、33.6%。但是相对的Proteobacteria产电菌的丰度增加。各组分别提升了85.2%、150.2%以及88.6%。这使得微生物在降解菌数量大致不变的情况下,拥有着更高的电化学活性,使得其拥有更好的降解率以及产气效率。

关键词：粪便处理工艺高铁酸钾微生物电解池产甲烷微生物群落

改进型五电平ANPC逆变器电容电压控制策略研究

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改进型五电平ANPC逆变器电容电压控制策略研究

作者：刘浩洋安徽大学

学位级别：硕士

相比于传统五电平NPC逆变器,五电平ANPC逆变器具有开关器件应力小、电容数量少、结构简单及控制策略灵活等优点,在风电、光伏等大功率应用场合获得了各国学者的广泛关注。五电平ANPC逆变器控制策略的难点在于控制中点电压和悬浮电容电... 详细信息

相比于传统五电平NPC逆变器,五电平ANPC逆变器具有开关器件应力小、电容数量少、结构简单及控制策略灵活等优点,在风电、光伏等大功率应用场合获得了各国学者的广泛关注。五电平ANPC逆变器控制策略的难点在于控制中点电压和悬浮电容电压的平衡,同时电容电压的三相隔离测量电路不仅增加了控制策略的复杂度,也提高了逆变器的成本。针对上述难题,本文的主要工作内容如下所示:1.对多电平逆变器的发展历程、研究意义、拓扑种类以及调制方法进行介绍,然后对本文的研究对象—五电平ANPC逆变器的关键问题进行分析。2.对五电平ANPC逆变器拓扑的工作原理进行详细分析,并介绍了载波调制和空间矢量调制这两种方法的基本原理与实现方式。3.针对五电平ANPC逆变器硬件电路中悬浮电容电压传感器体积大、成本高、调理电路复杂等问题,本文提出了一种无悬浮电容电压传感器的控制策略。以层叠载波PWM调制为基础,根据直流母线电容电压和输出相电压计算悬浮电容电压值,控制悬浮电容电压的平衡,从而减少三相电路中电压传感器的数量,降低了电路设计复杂度与系统成本。4.针对中点电压平衡问题,本文提出一种基于特定区域虚拟空间矢量的SVPWM控制策略,在平衡中点电压的同时,能够对悬浮电容电压进行估算和平衡。其次,对各个矢量不同开关状态下的中点电流进行分析,将无法通过自身冗余状态调节中点电流的矢量进行重新合成,并对部分小区进行重新定义,进而消除该矢量产生的中点电流对中点电压的影响。为了验证上述算法的可行性与有效性,本文基于Matlab/Simulink计算机仿真平台与五电平ANPC逆变器小功率实验平台,对上述控制策略进行实验验证。

关键词：五电平ANPC逆变器悬浮电容电压中点电压 SPWM SVPWM

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烯烃聚合助催化剂:发展、应用和展望

科学通报 2022年第17期67卷 1895-1907页

作者：王洋中国科学院大学化学科学学院北京101408

每年聚烯烃全球产量超1亿吨,其被广泛应用到人类生产生活各个领域.相比非均相聚合技术,单活性中心金属催化均相烯烃聚合可以用于合成分子量分布较窄、链段长度可控,以及插入率均匀的聚烯烃分子.通过灵活地对聚烯烃分子结构进行调节,可... 详细信息

每年聚烯烃全球产量超1亿吨,其被广泛应用到人类生产生活各个领域.相比非均相聚合技术,单活性中心金属催化均相烯烃聚合可以用于合成分子量分布较窄、链段长度可控,以及插入率均匀的聚烯烃分子.通过灵活地对聚烯烃分子结构进行调节,可制备性能可调的聚烯烃材料,能够应用到医疗包装器械等较高端领域.实现高效均相聚合的关键在于选择合适的催化剂和助催化剂组合.其中,助催化剂的主要作用是与催化剂前体反应,生成并稳定活性的金属阳离子,后者是催化烯烃聚合的中心.本文总结概括了烯烃聚合助催化剂领域近20年来较重要的工作,包括新型结构研究:单核、双核硼基、铝基以及聚合物基助催化剂;活化机理研究:用工业催化相关的吡啶胺基铪络合物作为示例展现催化剂和不同助催化剂复杂的化学反应过程;聚合中的应用:双核助催化剂及助催化剂结合配位链转移反应用于合成结构新颖的聚烯烃分子;助催化剂促进催化剂失活反应的研究;以及对助催化剂未来可能发展方向进行展望.

关键词：烯烃聚合助催化剂抗衡阴离子硼烷阴阳离子作用

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漂浮式光伏发电系统最大功率追踪技术研究

漂浮式光伏发电系统最大功率追踪技术研究

作者：刘浩洋太原理工大学

学位级别：硕士

根据2019年《世界能源展望》对未来20年能源的消耗形式进行的分析,人类对能源的需求从石油逐步转为电能,数据显示,到2040年光伏发电将成为装机容量最大的发电形式。因传统光伏电站对土地资源消耗过大,使得推广建设光伏电站受到了客观条... 详细信息

根据2019年《世界能源展望》对未来20年能源的消耗形式进行的分析,人类对能源的需求从石油逐步转为电能,数据显示,到2040年光伏发电将成为装机容量最大的发电形式。因传统光伏电站对土地资源消耗过大,使得推广建设光伏电站受到了客观条件的限制。漂浮式光伏发电系统采用将光伏发电系统放置于海面的方式,有效的解决了土地资源受限的问题,具有较高的工程应用价值。本文分析了漂浮式光伏发电系统在斯托克斯波浪作用下的输出特性,并采用不同的MPPT算法对其输出功率进行最大功率追踪。主要研究内容如下:首先,以传统光伏电站常用的光伏板尺寸为依据,对漂浮式光伏发电系统浮体的模型进行设计。采用二阶斯托克斯波作为正常天气状况下的海浪类型,研究无系泊浮体在波浪作用下的受力特性以及运动特性。基于正余弦曲线拟合方式对浮体的摆动轨迹进行拟合,将离散数据拟合为连续的函数关系,得到近似的时间与摆角的函数模型。将静止平面倾角-光照模型与时间-摆角的函数模型相结合,得到发电系统受到海浪作用下时间与光照的函数模型。通过在合理范围内设置极端海浪,得到极端海浪作用下的时间与光照的函数模型。其次,通过分析光伏电池的数学特性,以及光伏阵列在串并联情况下的输出特性,确认光伏阵列输出功率的多峰值效应是因串联阵列引起。通过拼接法得到串联光伏阵列的MATLAB模型,将其与时间-光照的函数模型相结合,得到漂浮式光伏发电系统的MATLAB模型。以三维图的方式将时间-电压-电流以及时间-电压-功率的关系可视化,明确光伏发电系统的输出特性。并进一步研究光伏发电系统在受到极端海浪影响下的功率输出特性。最后,采用细菌觅食算法以及蝙蝠算法等两种启发式算法用于漂浮式光伏发电系统的最大功率追踪。分别对两种算法进行改进,将改进前后算法的寻优时间以及寻优效果进行对比,最终确认寻优时间最短、寻优效果良好的改进蝙蝠算法适用于漂浮式光伏发电系统的最大功率追踪。文章最终从原理层面确认将光伏发电系统放置于海面的可行性。

关键词：漂浮光伏发电 MATLAB模型最大功率追踪启发式算法

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可压缩双层结构屈曲临界载荷的高阶渐近解

Acta Mechanica Sinica 2023年第8期39卷 108-120页

作者：刘洋 Department of Mechanics School of Mechanical Engineering Tianjin University Tianjin China Tianjin Key Laboratory of Modern Engineering Mechanics Tianjin China

本文研究了由可压缩超弹性材料组成的双层结构在轴向压缩下的屈曲失稳问题.使用neo-Hookean本构模型和Blatz-Ko本构模型,在有限变形理论框架下推导了欧拉屈曲的临界失稳条件.对于细长结构,采用摄动法得到了屈曲临界压缩比的二阶(neo-Hoo... 详细信息

本文研究了由可压缩超弹性材料组成的双层结构在轴向压缩下的屈曲失稳问题.使用neo-Hookean本构模型和Blatz-Ko本构模型,在有限变形理论框架下推导了欧拉屈曲的临界失稳条件.对于细长结构,采用摄动法得到了屈曲临界压缩比的二阶(neo-Hookean材料)和三阶(Blatz-Ko材料)渐近解析解.基于精确分岔条件分析了结构几何参数和材料参数对失稳临界载荷的影响,同时校核了渐近解的准确性和适用范围.相较于根据欧拉伯努利梁理论得到的一阶近似解,本文给出了一些高阶修正项,提高了渐近解的精度,进一步发现材料非线性和泊松比仅对渐近解的高阶项有影响.研究结果可指导双层结构屈曲失稳的调控,还可以作为基准问题为新型简化理论和数值方法的精度校核提供参考.

关键词：渐近解摄动法高阶项高阶修正有限变形理论屈曲失稳材料非线性双层结构