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碳纤维单向与三维编织混杂织物灌注成型复合材料结构与性能的研究

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碳纤维单向与三维编织混杂织物灌注成型复合材料结构与性能的研究

作者：李哲瑞东华大学

学位级别：硕士

碳纤维增强聚合物基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer:CFRP)凭借其高比强度和比模量、耐疲劳性能好以及其可设计性强等优点被广泛应用于航空、航天和轨道交通等领域。在CFRP中,碳纤维三维编织物通过树脂灌注成型制备的复合材... 详细信息

碳纤维增强聚合物基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer:CFRP)凭借其高比强度和比模量、耐疲劳性能好以及其可设计性强等优点被广泛应用于航空、航天和轨道交通等领域。在CFRP中,碳纤维三维编织物通过树脂灌注成型制备的复合材料具有抗冲击损伤容限高、比吸能高以及易成型复杂结构件等优势,近几年得到快速发展。然而,对于三维编织CFRP,由于其编织工艺和纤维取向等原因导致复合材料沿编织方向的力学性能低于相同体积分数下单向复合材料的力学性能,无法满足某些特定领域的工程需要。对此,有研究者在编织的过程中引入轴向纱线,通过提高轴向方向纤维含量来增强复合材料的承载作用,但此种方式对轴向力学性能的提升幅度有限。因此,研究如何提高三维编织复合材料的轴向力学性能,并保持其整体力学性能优势对三维编织CFRP的应用具有非常重要的意义。本研究以某高速轨道列车转向架构架复合材料侧梁为研究背景,采用碳纤维单向织物与三维编织织物进行层间混杂,并通过环氧树脂的灌注成型制备了兼具优异面内和层间性能的三维编织/单向碳纤维织物(3D/UD)混杂CFRP层合板,对混杂CFRP层合板的结构和力学性能进行深入研究,并进一步对混杂CFRP管状结构在压溃作用下的失效形式和吸能特性进行分析,其研究内容和结果如下:(1)选用四步法旋转编织工艺制备了碳纤维三维编织织物,采用碳纤维单向织物与三维编织织物混杂铺层,并通过真空辅助灌注成型工艺制备CFRP层合板,系统研究了不同碳纤维三维编织/单向织物混杂比、不同铺层顺序及不同铺层角度对碳纤维三维编织/单向织物增强环氧树脂基复合材料的结构与性能的影响。结果发现,CFRP的力学性能受碳纤维取向、碳纤维三维编织/单向织物的混杂比和铺层顺序的影响较大;CFRP的拉伸性能、压缩性能随着0°碳纤维单向织物的增加而增加;储能模量和弯曲性能随着0°碳纤维单向织物增加呈现出先增大后减小的趋势;相同碳纤维三维编织/单向织物混杂比下,不同铺层顺序对弯曲性能影响较大;当碳纤维单向织物在三维编织织物层间均匀分散时,CFRP的层间剪切性能最好;在碳纤维单向织物中加入三维编织层能有效提高CFRP抗低速冲击能力,在编织层中加入碳纤维单向织物能有效提高其冲击后压缩强度。(2)采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺制备了与转向架侧梁管径尺寸等比例缩小的不同混杂比和铺层顺序混杂的方形管状CFRP结构件,并进行准静态轴向压缩测试,研究其失效形式和吸能特性。结果表明,各混杂试样在压溃时均呈现渐进损伤失效;当碳纤维三维编织织物与碳纤维单向织物的混杂比不同时,随着三维编织层的增多,CFRP方管的后压溃阶段的压缩均值载荷增加,维持在较高水平,平均比能量吸收也逐渐增加;当碳纤维三维编织/单向织物的混杂比相同,铺层顺序不同时,三维编织层在最外层有利于提高管状CFRP的能量吸收水平。(3)为了更高效的研究转向架侧梁的吸能特性,利用ABAQUS软件建立了3D/UD混杂CFRP方管的有限元模型,采用3D-Hashin准则作为失效判据,仿真模拟了混杂CFRP方管的准静态轴向压缩的压溃过程。混杂CFRP方管失效过程和吸能特性参数的仿真分析结果与试验结果匹配度较好,验证了模型的有效性。

关键词：轨道交通三维编织层间混杂碳纤维复合材料力学性能

《特许金融分析师：财务报表与分析》前三章英汉翻译实践报告

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《特许金融分析师：财务报表与分析》前三章英汉翻译实践报告

作者：李哲瑞吉林外国语大学

学位级别：硕士

本篇翻译实践报告基于对《特许金融分析师:财务报告与分析》前三章内容的英汉翻译,随着中国金融领域对外开放的节奏越来越快,高端金融人才的缺口也逐渐突显,其中能证明在金融领域知识的深度与广度一个重要的证书,就是特许金融分析师证... 详细信息

本篇翻译实践报告基于对《特许金融分析师:财务报告与分析》前三章内容的英汉翻译,随着中国金融领域对外开放的节奏越来越快,高端金融人才的缺口也逐渐突显,其中能证明在金融领域知识的深度与广度一个重要的证书,就是特许金融分析师证书。在这种需求下,相关教材与辅导书的翻译在市面上需求激增。该教材由KAPLAN SCHWESER出版,对于参加特许金融分析师考试的考生尤为重要。本文主要选取了系列书籍中的第三本(财务报告与分析),对财报的精准理解与理性分析是一个分析师的基本功,其中前三章主要包括对财务报表分析简介、利润表、资产负债表,现金流量表的讲解,译者对这些内容进行了翻译,并在此基础上对翻译的整个过程,与其中遇到的问题进行反思,旨在让国内考生更好的理解西方的财务体系,为培养更多的金融高端人才加一把力。源语语言风格较为简洁,但大量专业术语与一些程度上的专业知识对于毫无基础的读者而言是相对困难的。对此译者参考了大量相关书籍,以准确地理解内容。在翻译过程中遇到的主要问题是长句与被动句的翻译。为了使译文更加贴近汉语读者的习惯,对于长句,译者运用了重组法来传递源语信息,另一方法是分译法。对于被动语态,译者转换为主动句进行翻译,另一种方法则保留被动语态。译者希望上述问题的解决方法,为从事相关领域的学习者和从业者提供参考,为今后金融类文本的英汉翻译提供借鉴。

关键词：特许金融分析师财务报告与分析长句的翻译被动句的翻译

四铺作插昂造斗拱的材料与结构性能研究 ——以甪直保圣寺天王殿为例

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四铺作插昂造斗拱的材料与结构性能研究 ——以甪直保圣寺天王殿...

作者：李哲瑞南京林业大学

学位级别：硕士

“斗拱”作为建筑木构架梁栿与立柱之间过渡的重要构件,是中国古建筑特有的技术成就,同时也是美化建筑的一种重要的装饰艺术。中国传统古建筑斗拱在不同历史时期、地域工艺技术、应用位置与结构承载的差异性,导致仅现存历史建筑及文献... 详细信息

“斗拱”作为建筑木构架梁栿与立柱之间过渡的重要构件,是中国古建筑特有的技术成就,同时也是美化建筑的一种重要的装饰艺术。中国传统古建筑斗拱在不同历史时期、地域工艺技术、应用位置与结构承载的差异性,导致仅现存历史建筑及文献资料可查的斗拱类型数目就相当庞大。相较而言到目前为止有关传统木结构斗拱结构性能的基础力学研究仍相当有限。同时在世界范围内大径级木材资源的不断消耗紧缺的背景下,本论文旨在已有振动台试验的基础上,通过拟静力试验及力学模型模拟等手段,分析斗拱节点的独特结构行为与抗震机理,并探索以胶合木为代表的现代工程木质材料应用于中国传统建筑构件的结构性能。以甪直保圣寺天王殿柱头处明式“四铺作插昂造”斗拱形制为参考,选取国产松木、加拿大铁杉胶合木两种材料制作独立斗拱无缩尺模型,并分别在0.8t、1.6t、2.4t三级竖向荷载条件下进行低周反复加载试验。试验结果表明:(1)斗拱在基本弹性阶段水平(抗侧)刚度与竖向荷载存在正相关性,随着竖向荷载的增大,斗拱的抗侧刚度也随之增大,但斗拱的耗能能力基本保持不变;在进入弹塑性变形阶段后斗拱抗侧刚度快速衰减,但随着斗拱残余变形不断增大,其耗能能力也随之提升;斗拱的整体变形以转角变形为主,其中栌斗的转角变形在斗拱整体变形中占主导地位,该结论也与前期完成的松木斗拱的振动台试验结果相互印证。(2)在材料性能方面,木材自身的弹性模量、横纹抗压强度,以及胶合木材料的胶合剪切强度是决定栌斗承载能力和稳定性的重要参数;受到材料自身强度限制,加拿大铁杉胶合木斗拱的抗侧刚度、侧向承载强度均低于国产松木斗拱,此外胶合木材料应用于斗拱主要构件上时,斗拱的工作状态及破坏现象较为稳定,耗能作用也更强;但应用在榫卯连接处时,胶层位置和木纹方向的差异性对榫剪切及抗压性能影响较大;(3)从斗拱的细部构造角度,华拱-插昂构件连接处的离缝和偏移易导致斗拱整体受力状态不平衡,特别是在拉向荷载作用下斗拱整体变形加剧,但同时也有助于斗拱节点耗能能力的提升。在藤田香織和北守顕久等学者已有的斗拱相关剪切刚度与转角刚度分析理论基础上,基于“刚性楼板假定”将斗拱抽象为一维弹簧近似模型,逐层推导斗拱各结构层弯矩-转角刚度及剪切-滑移刚度,最终整理叠加求得斗拱整体水平抗侧刚度与两种材料斗拱侧向荷载-滑移曲线与试验实测值取得了较高的一致性。

关键词：斗拱结构性能胶合木拟静力试验力学模型

碳纤维三向织物/TPU柔性复合材料制备及变形性能

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材料工程 2024年第6期52卷 132-138页

作者：李哲李炜东华大学上海高性能纤维复合材料协同创新中心上海201620 东华大学纺织学院上海201620 产业用纺织品教育部工程研究中心上海201620

碳纤维三向织物因其具有结构稳定、密度小和准各向同性特点,在空间展开装置具有良好应用前景。为研究碳纤维三向织物/热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes,TPU)柔性复合材料变形性能,通过热压法将TPU与碳纤维三向织物复合,结合金... 详细信息

碳纤维三向织物因其具有结构稳定、密度小和准各向同性特点,在空间展开装置具有良好应用前景。为研究碳纤维三向织物/热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes,TPU)柔性复合材料变形性能,通过热压法将TPU与碳纤维三向织物复合,结合金相显微镜与扫描电子显微镜进行观测,建立三向织物单胞模型,计算模型截面惯性矩,结果表明:纬向截面惯性矩大于经向的,三向织物纬纱方向更难变形;对碳纤维平纹织物与三向织物进行悬垂实验,结果表明:三向织物变形能力强于平纹织物,并且三向织物在悬垂时经向变形大于纬向,与模型截面惯性矩的计算结果一致;对碳纤维三向织物/TPU柔性复合材料在0°,15°和30°方向进行拉伸实验,分析3种角度不同应变阶段载荷曲线变化和极限载荷。

关键词：三向织物柔性复合材料截面惯性矩变形能力拉伸性能

中高层木结构用正交胶合木(CLT)在欧洲的研究与发展现状

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建筑结构 2017年第2期47卷 75-80,27页

作者：阙泽利李哲瑞王菲彬侯同宇尚澎南京林业大学木结构建筑系南京210037 南京林业大学风景园林植物系南京210037

针对目前我国正交胶合木(CLT)的相关研究工作较少,基础理论与试验数据匮乏,产品规范与检测标准不完善的现状,介绍CLT在欧洲的发展沿革与研究现状,从CLT生产与材料研究、基础理论模型、结构节点设计与加固试验、工程案例分析等方面进行... 详细信息

针对目前我国正交胶合木(CLT)的相关研究工作较少,基础理论与试验数据匮乏,产品规范与检测标准不完善的现状,介绍CLT在欧洲的发展沿革与研究现状,从CLT生产与材料研究、基础理论模型、结构节点设计与加固试验、工程案例分析等方面进行综述和分析评价,梳理CLT建筑与产品相关研究成果及发展热点,指出国内CLT研究中亟待解决的问题与尚未涉及的方面,为国内CLT产品设计研发与进一步试验研究提供借鉴和参考。

关键词：正交胶合木发展现状研究进展木结构建筑

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国家创新体系数字化转型:挑战与趋势

人民论坛 2024年第4期 14-18页

作者：李哲中国科学技术发展战略研究院科技创新理论研究所

数字技术、数字经济是世界科技革命和产业变革的先机,正在深刻影响并有力引领支撑经济社会的发展。国家创新体系是决定数字技术供给能力、供给质量、扩散水平的结构性因素,与数字技术同步发生着深刻变化。近年来,国家创新体系数字化转... 详细信息

数字技术、数字经济是世界科技革命和产业变革的先机,正在深刻影响并有力引领支撑经济社会的发展。国家创新体系是决定数字技术供给能力、供给质量、扩散水平的结构性因素,与数字技术同步发生着深刻变化。近年来,国家创新体系数字化转型相关政策密集出台,我国数字经济发展能力持续提升,同时也面临着竞争激烈的国际形势和复杂严峻的挑战。未来,应通过提高数字技术前瞻布局能力,加快培育造就数字人才,强化数字战略科技力量,完善数据要素治理体系,为国家创新体系数字化转型营造良好数字生态环境。

关键词：数字技术数字经济国家创新体系

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明甪直天王殿松木斗拱振动台试验研究

土木建筑与环境工程 2015年第3期37卷 26-34页

作者：阙泽利李哲瑞张贝贝侯同宇潘彪南京林业大学木结构建筑系南京210037

以甪直保圣寺天王殿斗拱为参考对象,进行无缩尺松木斗拱模型的地震台试验研究。通过对斗拱的加速度与动力放大系数变化趋势、斗拱在振动过程中位移响应变化特征、斗拱变形最大时刻和各构件变形最大时刻的滑移位移和回转位移数值对比分析... 详细信息

以甪直保圣寺天王殿斗拱为参考对象,进行无缩尺松木斗拱模型的地震台试验研究。通过对斗拱的加速度与动力放大系数变化趋势、斗拱在振动过程中位移响应变化特征、斗拱变形最大时刻和各构件变形最大时刻的滑移位移和回转位移数值对比分析,得出以下结论:地震加速度用于衡量地震烈度,并不能直接反映斗拱试件的最大变形;振动频率的变化对斗拱回转变形的变化起重要作用,振幅是决定各构件水平滑移的主要因素;各构件变形最大值与斗拱整体变形最大值具有很强相关性,其中栌斗和华拱的回转变形对斗拱的整体变形而言,处于支配地位;斗拱的华拱连下昂部分主要起装饰作用,其榫卯连接节点位置在振动过程中较为薄弱,在对实际文物维护修缮过程中应引起重视并采取相关加固措施。

关键词：木结构斗拱松木振动台试验抗震机理

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轻型木结构墙面板用结构胶合板冲击性能试验

建筑结构 2017年第2期47卷 81-83页

作者：王菲彬张晓兰阙泽利李哲瑞南京林业大学园林植物系南京210037 南京林业大学木结构建筑系南京210037

介绍了轻型木结构墙面板用结构胶合板抗冲击性能试验的条件、装置和方法,并根据欧洲标准研制了加载装置,研究了结构胶合板在冲击载荷下的结构性能。试验结果表明:同一树种、不同厚度的结构胶合板,厚度越大,抗冲击性能越强;同一树种、同... 详细信息

介绍了轻型木结构墙面板用结构胶合板抗冲击性能试验的条件、装置和方法,并根据欧洲标准研制了加载装置,研究了结构胶合板在冲击载荷下的结构性能。试验结果表明:同一树种、不同厚度的结构胶合板,厚度越大,抗冲击性能越强;同一树种、同一厚度的结构胶合板,芯板越厚(层数越少),抗冲击性能越好;同一树种的结构胶合板厚度和层数相同时,随着芯板厚度的增加,抗冲击性能有变差的趋势;意杨结构胶合板的抗冲击性能优于桉木结构胶合板。

关键词：轻型木结构墙面板结构胶合板冲击性能

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不同老化试验方法对层板胶合木性能的影响

林业科技开发 2015年第1期29卷 94-97页

作者：李哲瑞张晶孙友富南京林业大学材料科学与工程学院南京210037

以层板胶合木为研究对象,比较了不同人工加速老化方法(ASTM D1037、BS EN1087—1、CAN/CSA—0188、ASTM D3434)对层板胶合木构件力学性能的影响。层板胶合木构件在4种不同人工加速老化方法的作用下,通过对静曲强度、弹性模量、剪切强度... 详细信息

以层板胶合木为研究对象,比较了不同人工加速老化方法(ASTM D1037、BS EN1087—1、CAN/CSA—0188、ASTM D3434)对层板胶合木构件力学性能的影响。层板胶合木构件在4种不同人工加速老化方法的作用下,通过对静曲强度、弹性模量、剪切强度及木破率等实验指标的比较分析,发现试材的胶合剪切强度下降程度明显高于其他性能的变化程度,建议作为判定层板胶合木构件耐老化性能的重要指标;经分析认为达到相同老化效果BS EN1087—1法更节约时间,是研究层板胶合木耐老化性能较优的人工加速老化处理方法。

关键词：木结构胶合木人工加速老化方法力学性能耐老化性能