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低次数疲劳加载下短切钢纤维对碳纤维织物增强混凝土力学性能的影响

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复合材料学报 2023年第11期40卷 6260-6274页

作者：朱德举唐昊湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

为了研究低次数疲劳加载下短切钢纤维对碳纤维织物增强混凝土(C-TRC)力学性能的影响,通过万能试验机对不同短切钢纤维掺量(0vol%、0.5vol%、1.0vol%)的试件进行低次数疲劳加载实验和疲劳加载前后的准静态拉伸试验,并结合数字图像相关分... 详细信息

为了研究低次数疲劳加载下短切钢纤维对碳纤维织物增强混凝土(C-TRC)力学性能的影响,通过万能试验机对不同短切钢纤维掺量(0vol%、0.5vol%、1.0vol%)的试件进行低次数疲劳加载实验和疲劳加载前后的准静态拉伸试验,并结合数字图像相关分析得到拉伸状态下裂纹与应变分布。结果表明:添加短切钢纤维能够增大C-TRC的拉伸强度、杨氏模量和韧性,降低试件的能量耗散及剩余累积应变,增加裂纹条数和裂纹宽度。疲劳荷载能够降低C-TRC的刚度、极限强度、峰值应变及韧性,加快C-TRC的破坏。添加短切纤维能够降低疲劳加载造成的性能损耗,且0.5vol%掺量的增强效果最佳。基于现有的剩余强度-剩余刚度关联模型和实验数据,改进了强度退化模型,对实验数据进行拟合并与现有模型进行对比,其结果与实验数据吻合更好。该成果对于织物增强混凝土(TRC)疲劳性能的评价具有指导意义。

关键词：碳纤维织物短切钢纤维拉伸试验疲劳加载织物增强混凝土

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仿生柔性防护装具的设计及防弹性能测试

复合材料学报 2020年第6期37卷 1411-1417页

作者：朱德举赵波湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082

依据仿生学原理,借鉴硬骨鱼鳞的微观结构及叠加模式,设计并制备了6套仿生柔性防护装具。使用了两种复合鳞片,分别为SiC陶瓷-超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合防护鳞片和Al2O3陶瓷-UHMWPE复合防护鳞片。对柔性防护装具进行侵彻测试,分析了... 详细信息

依据仿生学原理,借鉴硬骨鱼鳞的微观结构及叠加模式,设计并制备了6套仿生柔性防护装具。使用了两种复合鳞片,分别为SiC陶瓷-超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合防护鳞片和Al2O3陶瓷-UHMWPE复合防护鳞片。对柔性防护装具进行侵彻测试,分析了复合鳞片类型、覆盖角度和子弹侵彻位置对柔性鳞片防护装具防弹性能的影响。结果表明,新型柔性鳞片状防护装具均能成功抵挡速度为(445±10) m/s的手枪弹(铅芯)侵彻,垫层材料的凹陷深度为5~20 mm。SiC-UHMWPE复合鳞片防护装具的防弹性能显著优于Al2O3-UHMWPE复合鳞片防护装具。此外,柔性防护装具的防弹性能均随着鳞片覆盖率的增加而提高。本研究成果为新型柔性防护装具的设计提供理论依据和科学指导。

关键词：仿生柔性防护装具复合鳞片覆盖角度防弹性能超高分子量聚乙烯(UHMWPE) SiC陶瓷

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基于视觉的仿人机器人自主抓取研究

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 53-61页

作者：张续冲杨俊华南理工大学设计学院广东广州510006

随着机器人技术的发展,仿人机器人在多个领域展现出应用潜力和价值。针对仿人机器人,基于机器视觉进行自主抓取研究,旨在提高仿人机器人在自然环境中的抓取适应能力和动作仿人性。在机器视觉方面,硬件采用Realsense-D435深度摄像头,利用... 详细信息

随着机器人技术的发展,仿人机器人在多个领域展现出应用潜力和价值。针对仿人机器人,基于机器视觉进行自主抓取研究,旨在提高仿人机器人在自然环境中的抓取适应能力和动作仿人性。在机器视觉方面,硬件采用Realsense-D435深度摄像头,利用YOLO(You Only Look Once)物体检测模型实现目标物体的识别、空间定位、深度图裁切和目标点云生成,并根据目标点云与标准点云的配准算法(ICP)获取物体的姿态,通过D-H法对机器人头部进行建模,将物体的位置和姿态由相机坐标系转换为机器人坐标系。在运动规划上,参照人手臂的抓取规律,将抓取过程分为9个基础动作:初始位、移动至预抓取位、抓取物体、提起物体、搬运物体、移动至放置位、放置物体、退出位和回到初始位,针对不同物体确定对应抓取姿态,以提高抓取成功率,根据视觉获取的抓取点和放置点,自主计算余下的关键点,并以空间弧形作为抓取轨迹,通过Matlab仿真,验证抓取过程机械臂末端运动轨迹和关节轨迹的合理性。最后进行物体抓取实验,结果表明,仿人机器人在自然环境中能够快速准确地识别和定位不同物体,并能成功进行抓取和搬运,成功率均在80%以上,并且能够兼顾动作的仿人性,验证了所提出方案的有效性。本研究可促进仿人机器人在人类日常生活中的应用和普及。

关键词：仿人机器人视觉识别空间定位自主抓取运动规划

在位势能对Haldane模型能带的影响及其拓扑电路的实现

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光学学报 2022年第21期42卷 74-80页

作者：朱德军杭志宏苏州大学物理科学与技术学院江苏苏州215006 苏州纳米科技协同创新中心江苏苏州215006 苏州大学高等研究院江苏苏州215006 江苏省薄膜材料重点实验室江苏苏州215006

以Haldane模型为研究体系,扩展了拓扑电路对相互作用调制的研究,设计并构建了调制紧束缚模型在位势能的一般方法。通过改变Haldane模型的在位势能,包括改变整体在位势能、对蜂窝晶格两原子施加不同在位势能,以及调整边界原子在位势能等... 详细信息

以Haldane模型为研究体系,扩展了拓扑电路对相互作用调制的研究,设计并构建了调制紧束缚模型在位势能的一般方法。通过改变Haldane模型的在位势能,包括改变整体在位势能、对蜂窝晶格两原子施加不同在位势能,以及调整边界原子在位势能等,特别是构建相应的电路实验设计方案,实现了对界面态的调制,为进一步调控和利用界面态提供了新的思路。

关键词：物理光学 Haldane模型在位势能光子晶体类比拓扑电路

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超声速支板燃烧室中氢气火焰的超大涡模拟

航空动力学报 2023年第9期38卷 2142-2152页

作者：延冲朴英清华大学航天航空学院北京100084

采用超大涡模拟(VLES)方法对德国宇航中心(DLR)支板燃烧室中的超声速火焰进行了数值模拟,并使用基于守恒变量的爆炸模态分析方法(CCEMA)对火焰的稳定机理进行了分析。研究中采用了基于k-ω切应力输运(SST)模型的VLES湍流模型,以及基于In... 详细信息

采用超大涡模拟(VLES)方法对德国宇航中心(DLR)支板燃烧室中的超声速火焰进行了数值模拟,并使用基于守恒变量的爆炸模态分析方法(CCEMA)对火焰的稳定机理进行了分析。研究中采用了基于k-ω切应力输运(SST)模型的VLES湍流模型,以及基于Ingenito超声速燃烧模型(ISCM)和部分搅拌反应器(PaSR)模型的混合湍流燃烧模型。数值模拟方法预测的时间平均温度和流向速度分布与实验数据的吻合度较高。离散方法方面,提出了一种改进的低耗散激波捕捉格式,拥有更好激波分辨能力。相比原始格式,改进的格式进一步提高了燃烧室支板下游点火区内湍流/火焰结构的模拟保真度。火焰诊断结果表明:在着火点前,组分扩散、化学反应和激波压缩效应都对爆炸模态(CEM)起到正面促进作用。另外热爆炸效应相比自由基爆炸更为剧烈,说明了DLR燃烧室内的火焰稳定模式为扩散和压缩效应协助点火模式。

关键词：超大涡模拟方法超声速燃烧激波捕捉格式化学爆炸模态分析高保真度数值模拟

仿犰狳鳞片结构的躯干柔性防护装具抗穿甲燃烧弹侵彻性能

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第12期50卷 147-154页

作者：朱德举王丹湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 山东天意高科技有限公司山东济宁272000

根据犰狳外骨皮盔甲的结构形态,设计了由SiC陶瓷和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)构成的双层结构的仿生复合鳞片和新型柔性防护装具.该柔性防护装具由上层鳞片层与下层垫层组成,其中鳞片层由周期性排列复合鳞片构成,垫层为UHMWPE纤维层.采用M... 详细信息

根据犰狳外骨皮盔甲的结构形态,设计了由SiC陶瓷和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)构成的双层结构的仿生复合鳞片和新型柔性防护装具.该柔性防护装具由上层鳞片层与下层垫层组成,其中鳞片层由周期性排列复合鳞片构成,垫层为UHMWPE纤维层.采用MTS C43电子式万能试验机对防护装具进行了柔性测试,并依据《军用防弹衣安全技术性能要求》(GJB 4300A―2012)标准Ⅲ级弹道防护性能要求对其进行了弹道测试.分析了复合鳞片的厚度比、垫层数量、穿甲燃烧弹侵彻区域等因素对防护装具防护性能的影响,以及防护装具在集中荷载作用下刚度的变化过程.结果表明:该新型柔性防护装具具备良好的防护性能,不同侵彻区域对破坏范围具有显著影响;在集中荷载作用下垫层限制了鳞片层的弯曲变形,降低了整体柔性.

关键词：仿生复合鳞片柔性弹道测试侵彻

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光敏蛋白LB膜的高次光学非线性研究

中国激光 1993年第5期20卷 375-379页

作者：刘颂豪杜卫冲华南师范大学激光生命科学实验室广州510631

本文报道一种新型的光敏蛋白——细菌视紫红质LB膜,它的饱和吸收强度为0.42W/cm^2,饱和非线性折射率高达5×10^(-2)cm^2/W,非线性响应的特征时间在ms量级,我们首次在这种材料中采用简并双光束相互作用方法观察其中感应的吸收体布居光栅... 详细信息

本文报道一种新型的光敏蛋白——细菌视紫红质LB膜,它的饱和吸收强度为0.42W/cm^2,饱和非线性折射率高达5×10^(-2)cm^2/W,非线性响应的特征时间在ms量级,我们首次在这种材料中采用简并双光束相互作用方法观察其中感应的吸收体布居光栅所产生的高次衍射,并根据简化的bR分子光循环模型(bR(570)与M(410),导出了高次衍射光强度和入射光强度之间的关系,从而进一步求得这种材料的饱和吸收强度和非线性折射率等参量。

关键词：光敏蛋白 LB膜非线性激光材料