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温度对金属-复合材料混合多螺栓连接力学性能的影响

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3248-3257页

作者：王东董传瑞朱红民丁国元黄河源赵美英中国运载火箭技术研究院北京100076 西北工业大学航空学院西安710072 强度与结构完整性全国重点实验室西安710065

以铝合金-碳纤维/双马来酰亚胺(BMI)树脂复合材料多螺栓双搭接结构为研究对象,结合数字图像相关(DIC)技术开展了不同温度环境下(-100℃、25℃、150℃)的准静态拉伸试验,并采用金属弹塑性模型和复合材料渐进损伤模型进行数值模拟分析,同... 详细信息

以铝合金-碳纤维/双马来酰亚胺(BMI)树脂复合材料多螺栓双搭接结构为研究对象,结合数字图像相关(DIC)技术开展了不同温度环境下(-100℃、25℃、150℃)的准静态拉伸试验,并采用金属弹塑性模型和复合材料渐进损伤模型进行数值模拟分析,同时开发考虑温度影响的UMAT子程序预测复合材料损伤,研究了温度对金属-复合材料混合多螺栓连接结构承载能力、破坏模式、损伤演化和钉载分配的影响规律。结果表明:相比25℃室温环境,150℃和-100℃环境下结构的极限载荷分别降低4.46%和2.06%;不同温度环境下的破坏模式均为复合材料孔边拉伸断裂,同时高温环境下孔边分层与挤压现象更为严重,而低温环境下纤维与基体结合紧密,孔边挤压与分层现象更弱;150℃环境下复合材料孔边损伤不均匀性相比常温环境有所减弱,而-100℃环境下不均匀性有所增强;由于热膨胀不匹配性,高温和低温环境下3组螺栓钉载分配规律也表现出明显差异。

关键词：碳纤维/BMI树脂复合材料螺栓连接结构渐进损伤分析高/低温力学性能钉载分配

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飞行器舱室内壁蛛网仿生薄膜声学超材料设计

航空科学技术 2024年第3期35卷 11-19页

作者：曹尔泰延浩黄河源西北工业大学陕西西安710072 中国飞机强度研究所航空声学与振动航空科技重点实验室陕西西安710065

飞行器舱室内部噪声对乘员及飞行操控和通信构成了显著威胁,薄膜声学超材料(MAM)在满足轻量化要求的同时具有出色的降噪性能,能够满足航空工业领域对降噪和飞行器重量的双重要求。受蛛网启发,本文通过结合膜、框和一组振子设计了一种仿... 详细信息

飞行器舱室内部噪声对乘员及飞行操控和通信构成了显著威胁,薄膜声学超材料(MAM)在满足轻量化要求的同时具有出色的降噪性能,能够满足航空工业领域对降噪和飞行器重量的双重要求。受蛛网启发,本文通过结合膜、框和一组振子设计了一种仿生薄膜声学超材料。计算和试验结果表明,仿生模型的振子质量减少了19%,降噪带宽扩展了61%。此外,本文研究了三种设计参数(薄膜形状、振子位置和模型大小)对结构降噪性能的影响规律,并分析了其多级反共振模态。结果表明,圆形模型在降噪性能上优于两个方形模型。当振子位置在半径比为0.54时,可获得最佳的降噪性能。模型在尺寸减小时仍有较大的降噪效果,但当尺寸增大时有失效的可能。非固定框在2×2阵列模型中有助于形成反共振模态,而在3×3阵列模型中作用则相反。根据不同的频率需求调节设计参数,能够适配于飞行器内部复杂、多变的噪声环境。

关键词：薄膜声学超材料仿生结构飞行器降噪宽频吸声结构设计舱内噪声

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High-strength hydrogels:Fabrication,reinforcement mechanisms,and applications

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Nano Research 2023年第2期16卷 3475-3515页

作者： heyuan huang Zhicheng Dong Xiaoyang Ren Ben Jia Guowei Li Shaowen Zhou Xin Zhao Wenzhi Wang School of Aeronautics Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710072China School of Civil Aviation Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710072China State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China Department of Periodontology College of StomatologyXi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China

With the continuous appearance and expansion of high-strength hydrogels in emerging fields such as industry,medicine,and green development,the synthesis and application of high-strength hydrogels have developed dramatically and achieved remarkable results from the aspects of raw materials,preparation methods,and reinforcement ***,there is still a lack of systematic reviews on high-strength ***,we first discuss the advantages of natural and synthetic materials,and the characteristics of high-strength hydrogels prepared from different raw materials;we then expound on the influence mechanism of physical interactions or chemical bonds on the strength of the hydrogel from three aspects:physical cross-linking,chemical cross-linking,and dynamic chemical cross-linking;at last,we systematically expound the strengthening strategies,including double network/multi-network,nanocomposite,topology,supramolecular polymerization,and characteristics and strengthening mechanisms of such high-strength *** addition,based on the development status of high-strength hydrogels,we combined the application requirements and the existing drawbacks of high-strength hydrogels to propose their possible development directions in the future.

关键词： high-strength hydrogels raw materials for hydrogels cross-linking methods strengthening strategies applications

Atomic Ni directional-substitution on ZnIn_(2)S_(4) nanosheet to achieve the equilibrium of elevated redox capacity and efficient carrier-kinetics performance in photocatalysis

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Journal of Energy Chemistry 2024年第1期88卷 272-281,I0007页

作者： Haibin huang Guiyang Yu Xingze Zhao Boce Cui Jinshi Yu Chenyang Zhao heyuan Liu Xiyou Li School of Materials Science and Engineering China University of Petroleum(East China)Qingdao 266580ShandongChina Key Laboratory of Optic-electric Sensing and Analytical Chemistry for Life Science(MOE) College of Chemistry and Molecular EngineeringQingdao University of Science and TechnologyQingdao 266042ShandongChina College of New Energy China University of Petroleum(East China)Qingdao 266580ShandongChina

It is a challenge to coordinate carrier-kinetics performance and the redox capacity of photogenerated charges synchronously at the atomic level for boosting photocatalytic ***,the atomic Ni was introduced into the lattice of hexagonal ZnIn_(2)S_(4) nanosheets(Ni/ZnIn_(2)S_(4))via directionalsubstituting Zn atom with the facile hydrothermal *** electronic structure calculations indicate that the introduction of Ni atom effectively extracts more electrons and acts as active site for subsequent reduction *** the optimized light absorption range,the elevation of Efand ECBendows Ni/ZnIn_(2)S_(4) photocatalyst with the increased electron concentration and the enhanced reduction ability for surface ***,ultrafast transient absorption spectroscopy,as well as a series of electrochemical tests,demonstrates that Ni/ZnIn_(2)S_(4) possesses 2.15 times longer lifetime of the excited charge carriers and an order of magnitude increase for carrier mobility and separation efficiency compared with pristine ZnIn_(2)S_(4).These efficient kinetics performances of charge carriers and enhanced redox capacity synergistically boost photocatalytic activity,in which a 3-times higher conversion efficiency of nitrobenzene reduction was achieved upon Ni/ZnIn_(2)S_(4).Our study not only provides in-depth insights into the effect of atomic directional-substitution on the kinetic behavior of photogenerated charges,but also opens an avenue to the synchronous optimization of redox capacity and carrier-kinetics performance for efficient solar energy conversion.

关键词： ZnIn_(2)S_(4) Substitution Carrier kinetics Redox capacity Photocatalysis

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面向对象软件扇入耦合度量研究

计算机工程 2006年第6期32卷 76-78页

作者：段永红张申生黄鹤远上海交通大学计算机科学与工程系CIT实验室上海200030

针对C&K度量组中耦合度量指标(CBO)没有区分扇入耦合和扇出耦合对软件质量影响的情况,提出了一组正交的对象间扇入耦合度量组,并对该度量组中各度量指标对软件质量的指示作用进行了讨论。在Frank Sauer开发的基于Eclipse度量计算插件的... 详细信息

针对C&K度量组中耦合度量指标(CBO)没有区分扇入耦合和扇出耦合对软件质量影响的情况,提出了一组正交的对象间扇入耦合度量组,并对该度量组中各度量指标对软件质量的指示作用进行了讨论。在Frank Sauer开发的基于Eclipse度量计算插件的基础上实现了该度量组中各度量指标的自动计算。最后,通过对JUnit3.8.1和JUnit7.0扇入耦合度量计算结果的分析,验证了该文提出的扇入耦合度量组的有效性。

关键词： C&K度量组对象耦合度量(CBO) 扇入耦合

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复合材料层合板多钉连接的紧固件连接柔度

航空学报 2018年第3期39卷 122-133页

作者：侯赤万小朋黄河源倪凯强西北工业大学航空学院西安710072

复合材料层合板多钉连接结构中螺栓紧固件连接柔度随钉排数增加而变化。为了阐明多钉连接紧固件连接柔度与单钉连接紧固件连接柔度的差异并建立多钉连接紧固件连接柔度的计算方法,进行了ZT7H/5429复合材料层合板螺栓连接结构拉伸试验和... 详细信息

复合材料层合板多钉连接结构中螺栓紧固件连接柔度随钉排数增加而变化。为了阐明多钉连接紧固件连接柔度与单钉连接紧固件连接柔度的差异并建立多钉连接紧固件连接柔度的计算方法,进行了ZT7H/5429复合材料层合板螺栓连接结构拉伸试验和紧固件连接柔度解析求解;研究了旁路载荷对紧固件连接柔度的影响规律并提出了旁路载荷伴随下紧固件连接柔度的计算公式;针对紧固件连接柔度取值与分析模型的相关性,构建了描述钉间层合板柔度偏差的模型适应函数并提出了面向分析模型的紧固件连接柔度修正公式;对1列5钉连接结构进行了钉载计算。结论表明:采用所建立的修正公式对紧固件连接柔度修正后,使得梁-壳有限元模型的钉钉载最大计算误差由16%减小至3%,钉载峰值的计算误差由11%减小至2%,实现了准确且快速的钉载计算,尤其适合大规模复合材料层合板结构钉群连接区的工程应用。

关键词：复合材料结构螺栓连接紧固件连接柔度配合间隙钉载分配

Practical pattern-based design recovery approach

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Journal of Southeast University(English Edition) 2004年第1期20卷 31-35页

作者：黄鹤远张申生曹健段永红上海交通大学计算机科学与工程系上海200030

A practical approach is presented to enlarge the recoverable scope and improve the precision of pattern recovery. To specify both structural aspects and behavioral aspects of design patterns, we introduce traditional predicate logic combined with Alien's interval-based temporal logic as our theoretical foundation. Moreover, we take the Visitor pattern as an example to illustrate how to specify design patterns to support recovery of design patterns besides structural category. The experimental results show that the approach presented is practical for recovering design information of real world systems.

关键词： Logic design Recovery

复合材料三维损伤模型在大开口结构强度预测中的应用

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复合材料学报 2015年第3期32卷 881-887页

作者：黄河源赵美英王文智侯赤西北工业大学航空学院西安710072

为了预测复合材料大开口结构的强度及损伤扩展情况,开展了3种不同复合材料三维损伤退化模型(瞬间退化模型、渐进损伤退化模型和连续损伤退化模型)在复合材料大开口结构强度预测中的应用研究,完成了含口框加强件的复合材料大开口结构面... 详细信息

为了预测复合材料大开口结构的强度及损伤扩展情况,开展了3种不同复合材料三维损伤退化模型(瞬间退化模型、渐进损伤退化模型和连续损伤退化模型)在复合材料大开口结构强度预测中的应用研究,完成了含口框加强件的复合材料大开口结构面内纯剪切试验,并采用3种损伤退化模型对试验件及相关文献算例进行了数值模拟。数值模拟结果与试验结果的对比表明:3种损伤退化模型均可以较为精确地预测复合材料大开口结构的极限强度;与其他模型相比,连续损伤退化模型的预测精度最高、通用性最好且网格依赖度最低。研究结果为复合材料大开口结构力学性能的研究提供了理论指导。

关键词：复合材料大开口三维损伤退化模型强度剪切试验

一种复合材料螺栓连接结构非线性刚度模型及应用

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西北工业大学学报 2018年第1期36卷 66-73页

作者：黄河源赵美英万小朋侯赤西北工业大学航空学院陕西西安710072

针对复合材料螺栓连接结构挤压破坏及钉载分配规律,提出一种非线性刚度模型。基于单钉连接结构试验获得的应力-应变曲线,将连接结构挤压破坏过程分为:线性无损伤阶段、非线性损伤扩展阶段和线性退化阶段,并将连接结构等效为弹簧系统模... 详细信息

针对复合材料螺栓连接结构挤压破坏及钉载分配规律,提出一种非线性刚度模型。基于单钉连接结构试验获得的应力-应变曲线,将连接结构挤压破坏过程分为:线性无损伤阶段、非线性损伤扩展阶段和线性退化阶段,并将连接结构等效为弹簧系统模型。模型在线性阶段考虑了层合板间摩擦力的影响;在非线性阶段考虑了层合板面内剪切非线性并定义了非线性损伤函数;在线性退化阶段基于能量吸收原理,对结构失效后力学行为进行了表征。最后,将单钉弹簧模型引入多钉连接结构进行分析,通过多钉连接结构试验验证表明,模型计算结果与试验曲线吻合良好,钉载分配计算误差小,符合工程要求。

关键词：复合材料刚度模型多钉螺栓连接试验设计弹簧模型非线性应力-应变关系