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球壳结构馈通增长的瑞利-泰勒不稳定性

爆炸与冲击 2002年第4期22卷 289-294页

作者：林其文中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室四川绵阳621900

利用小扰动分析法 ,导出不可压缩球壳结构的馈通增长方程 ,数值模拟了高压气体驱动外表面有初始扰动的明胶球壳的瑞利泰勒不稳定性模型。计算结果表明 :对于低波数扰动 ,外界面比较稳定 ,内表面的馈通增长较快 ,具有比较明显的三个演... 详细信息

利用小扰动分析法 ,导出不可压缩球壳结构的馈通增长方程 ,数值模拟了高压气体驱动外表面有初始扰动的明胶球壳的瑞利泰勒不稳定性模型。计算结果表明 :对于低波数扰动 ,外界面比较稳定 ,内表面的馈通增长较快 ,具有比较明显的三个演化阶段和波形反转现象。高波数扰动的增长恰好与低波数相反。

关键词：球壳结构馈通增长会聚结构瑞利-泰勒不稳定性小扰动分析

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球壳结构类型的比较及下料板幅的计算

石油工程建设 2001年第1期27卷 31-33页

作者：官云胜孙长玉周俊鹏大庆油田黑龙江省大庆市163453

球壳用材占整个球罐耗材量的 90 %左右 ,掌握球壳板下料板幅的计算 ,比较不同分瓣类型的球罐制造特点 ,对球罐的设计和制造具有重要意义。为此专门介绍球壳板下料板幅展开计算方法 ,并比较了不同结构类型球罐的特点。

关键词：球形罐钢板油气罐球壳结构下料板幅

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球壳结构在爆炸作用下的压力场分布研究

球壳结构在爆炸作用下的压力场分布研究

作者：马加路哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着恐怖袭击事件的逐年增多,全世界的反恐形势日益严峻。恐怖袭击不仅给全世界的经济政治造成了不可估量的损失,而且给各国人民的生命财产及自身安全带来了严重的危害。结构形式各异的大跨空间结构常常被作为一个地区乃至国家... 详细信息

近年来,随着恐怖袭击事件的逐年增多,全世界的反恐形势日益严峻。恐怖袭击不仅给全世界的经济政治造成了不可估量的损失,而且给各国人民的生命财产及自身安全带来了严重的危害。结构形式各异的大跨空间结构常常被作为一个地区乃至国家的标志性建筑,其往往具有比较深远的政治和经济的意义。因此,大跨空间结构就更容易成为恐怖袭击者的目标,研究大跨空间结构在遭受爆炸荷载时的响应及其抗爆能力就显得十分必要。本文主要针对球壳结构在遭受爆炸作用时其表面所形成的爆炸荷载压力场分布问题展开研究。使用显式动力学有限元软件LS-DYNA作为课题研究工具,实现了爆炸问题的全过程仿真。并通过对于半自由空气中地面爆炸问题的模拟与分析,将其结果与爆炸问题的经验公式进行对比,验证了有限元计算模型的正确性,以及使用LS-DYNA计算远距离爆炸问题结果的可信性。着重介绍了40m跨度的球壳结构在遭受中心爆炸时结构表面的爆炸荷载压力场分布的规律及其研究方法。并建立了结构表面爆炸压力场的描绘方法。通过研究冲击波压力场的分布规律,获得了各种不同参数的变化对于结构上爆炸荷载压力场分布的影响。同时还分别对于炸药位于球壳结构内、外的各不同位置时爆炸问题进行了研究分析,得到了炸药起爆点位置对于结构上荷载分布的影响规律,讨论了球壳结构上爆炸荷载的分布模式。为将球壳结构遭受的爆炸荷载方便地应用于工程分析,本文提出了一种球壳结构上爆炸荷载分布的简化方法。通过划分荷载分区及对荷载时程曲线进行简化等手段,达到简化爆炸荷载计算的目的;通过对炸药位于结构中心时不同高度爆炸现象的回归分析,提出了冲击波荷载分布参数的数学表达式。

关键词：球壳结构爆炸荷载冲击波压力场

球壳结构轻质树脂基复合材料的制备及性能研究

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球壳结构轻质树脂基复合材料的制备及性能研究

作者：孙佳慧哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近年来海洋工程、航天航空等各个领域的快速发展,对于轻质树脂基复合材料性能的要求也越来越高。目前国内外通常采用玻璃微珠填充树脂制备轻质复合材料,通过改变填加玻璃微珠的体积分数,调整复合材料的密度与强度,但在约定强度的条件下... 详细信息

近年来海洋工程、航天航空等各个领域的快速发展,对于轻质树脂基复合材料性能的要求也越来越高。目前国内外通常采用玻璃微珠填充树脂制备轻质复合材料,通过改变填加玻璃微珠的体积分数,调整复合材料的密度与强度,但在约定强度的条件下,密度降低幅度不大。因此,开展球壳结构填充玻璃微珠/环氧树脂复配体系的研究,对进一步提高轻质树脂基复合材料的比强度具有重要工程意义。本文以自行配制的低粘度ES-1环氧树脂为基体,甲基四氢苯酐和2-乙基-4-甲基咪唑为固化剂,玻璃微珠及球壳结构为轻质填料,将质量份数分别为10wt%、15wt%、20wt%和25wt%的玻璃微珠与低粘度环氧树脂固化体系混合,对预制料粘度和固化后浇注体密度及力学性能进行评价,综合其性能变化与制备工艺可行性,优化出预混料中玻璃微珠的最佳配比作为复配基体,并进一步与球壳结构复合,制备球壳结构轻质树脂基复合材料,分析不同球壳直径及壁厚对轻质复合材料性能的影响关系。研究结果表明,在玻璃微珠填充低粘度环氧树脂预混料中,随着玻璃微珠填量的增加,预混料的粘度增加,浇注体的密度、压缩性能、弯曲性能和拉伸性能均呈下降趋势。当玻璃微珠填量为15wt%时,玻璃微珠填充低粘度环氧树脂预混料的粘度适中,粘度为5578mPa·s,密度为0.91g/cm3,比压缩强度为117960N·m/kg,比弯曲强度为55246 N·m/kg,比拉伸强度为31250 N·m/kg,适合作为球壳结构轻质树脂基复合材料的复配体系。通过对压缩断口微观形貌观察表明,玻璃微珠填量的增加导致浇注体内部玻璃微珠之间的低粘度环氧树脂固化体系层变薄,玻璃微珠受剪切破坏或低粘度环氧树脂固化体系与玻璃微珠间的脱粘,使得浇注体的力学性能有所下降。在固定体积的模具中,依据最紧密堆积原则填充球壳结构,将玻璃微珠填充低粘度环氧树脂预混料真空浇筑至含球壳结构的模具中,在一定的固化工艺条件下,得到球壳结构轻质树脂基复合材料。分析不同直径及壁厚的球壳结构对轻质树脂基复合材料密度和压缩性能的影响关系。研究结果表明,填充球壳结构直径为10mm,壁厚为0.38mm的球壳结构轻质树脂基复合材料的性能最佳,其密度为0.572g/cm3,压缩强度为29.36MPa,比压缩强度为59399 N·m/kg。通过对断口宏观形貌分析发现,球壳结构轻质树脂基复合材料在压缩载荷作用下,应力集中在球壳结构上,引起球壳结构损伤并产生裂纹,裂纹在球壳间进一步扩展,致使球壳结构轻质树脂基复合材料失效。

关键词：低粘度环氧树脂玻璃微珠球壳结构比强度

多层球壳结构中等离激元与手性分子的相互作用

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2022年第1期50卷 1-11页

作者：杨泽华郭杨喆方蔚瑞大连理工大学物理学院辽宁大连116024

利用扩展的Mie理论研究了手性分子与金属组成的复合纳米球体系的光学性质。结果表明:当圆偏振光入射到球壳结构(Au@手性分子@Au)上时,手性分子和表面等离激元发生相互作用,金核与金壳发生杂化,在表面等离激元共振位置处出现圆二色性(cir... 详细信息

利用扩展的Mie理论研究了手性分子与金属组成的复合纳米球体系的光学性质。结果表明:当圆偏振光入射到球壳结构(Au@手性分子@Au)上时,手性分子和表面等离激元发生相互作用,金核与金壳发生杂化,在表面等离激元共振位置处出现圆二色性(circular dichroism,CD)响应、Rabi劈裂和类激子诱导透明现象。当共振位置在近红外时,类激子诱导透明现象更加明显;当手性分子层振子强度增大时,分子诱导手性表面等离激元的能力提高。当分子层厚度增加时,导致的共振模体积的增加同样提高了等离激元诱导能力;当金壳层厚度增加时,在分子层形成较强手性场,可诱导出较强的CD信号。

关键词：球壳结构强相互作用表面等离激元手性分子 Mie理论

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基于深度学习的SOFC球壳结构检测方法

计算机工程与设计 2020年第2期41卷 471-476页

作者：柯晗付晓薇李曦武汉科技大学计算机科学与技术学院智能信息处理与实时工业系统湖北省重点实验室湖北武汉430065 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074

为优化固体氧化物燃料电池(SOFC)制备工艺提供数据支持和理论依据,提出一种基于光学显微镜微观图像的球壳检测方法。在SOFC阳极微观图像上如果出现球壳结构,表明氧化镍(NiO)未完全还原,该现象严重影响电池的电化学性能、稳定性和使用寿... 详细信息

为优化固体氧化物燃料电池(SOFC)制备工艺提供数据支持和理论依据,提出一种基于光学显微镜微观图像的球壳检测方法。在SOFC阳极微观图像上如果出现球壳结构,表明氧化镍(NiO)未完全还原,该现象严重影响电池的电化学性能、稳定性和使用寿命。为此,利用深度学习方法对SOFC光学显微镜图像进行球壳结构检测,分析阳极NiO的还原程度,通过预选框尺度、网络结构及参数的优化来提高检测性能。为充分利用有限的数据训练网络模型,对训练数据进行扩增。实验结果表明,该检测方法可准确有效地检测与识别形状复杂的SOFC阳极球壳结构,具有检测速度快,球壳结构定位精度较高等优点。

关键词：固体氧化物燃料电池(SOFC) 球壳结构还原程度深度学习检测

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一种多层金属球壳结构的受压吸能特性研究

一种多层金属球壳结构的受压吸能特性研究

作者：李伟西安理工大学

学位级别：硕士

空心金属球泡沫材料因为优异的吸能特性,广泛应用于轻量化吸能结构设计中,而由于存在内部随机缺陷、细观结构控制较弱等问题,众多学者寻求更大尺寸的空心金属球结构的研究,以图制备出细观结构更易控制的多空心金属球结构。但是目前存在... 详细信息

空心金属球泡沫材料因为优异的吸能特性,广泛应用于轻量化吸能结构设计中,而由于存在内部随机缺陷、细观结构控制较弱等问题,众多学者寻求更大尺寸的空心金属球结构的研究,以图制备出细观结构更易控制的多空心金属球结构。但是目前存在单焊接空心金属球焊缝连接缺陷、以及多空心金属球结构多球之间缺乏稳固连接等问题。本文试图在空心金属球泡沫材料的基础上,注入有序多孔材料设计理念,利用不锈钢深拉伸技术,引入光亮退火热处理工艺,制备出一种新型金属球壳点阵结构,实现多球之间稳固连接,达到由无序到有序的转变。并通过单轴压缩实验和有限元数值模拟相结合的方法,研究金属球壳结构静、动态压缩行为和吸能特性。本文具体研究内容和结论如下:(1)制备多层球壳结构和准静态单轴压缩实验。设计不锈钢深拉伸模具,冲压304不锈钢板,工序间加入退火热处理,螺栓紧固球壳结构组装成型,并对其进行准静态单轴压缩实验,得到变形模式图和应力应变曲线,为下文验证数值模型作准备。从制备过程来看,全结构仅使用冲压件,制作成本低,工艺简洁可靠,球壳几何参数可以精确设计和控制,实现了多空心金属球稳固连接;(2)建立球壳结构单轴压缩有限元数值计算模型。识别母材本构参数,建立有限元模型,将数值模拟计算结果与前文实验结果进行比对,验证有限元模型可靠性。再结合单层球壳变形模式三维剖面图,与多层球壳进行对比,分析多层球壳压缩行为和吸能特性。结果表明:工序间软化退火可以消除材料加工硬化,大幅提升材料塑性变形能力;与单层球壳结构相比,多层球壳应力-应变曲线比单层球壳平稳,形成近似应力平台,压缩吸能性能大幅提升;与单焊接空心金属球相比,多层结构利用螺栓连接两半球,可以消除焊缝连接的缺陷,明显降低甚至消除侧壁屈曲塌缩带来的力降;(3)多层球壳结构动态压缩吸能分析。研究不同加载速率对多层球壳结构压缩吸能的影响,并通过有限元二维剖面图对其动态变形模式进行探究。结果表明:动态压缩时,球壳结构的整体应力水平随着加载速度的升高而升高,吸能能力也随之提升;而压缩速率敏感性主要取决于母材的应变率敏感性,并与之正相关;存在一个临界加载速度,约在7.5m/s-32.5m/s之间,球壳结构的变形模式会出现明显的不对称性,这与准静态加载和低速加载完全不同;(4)进一步评价多层球壳结构吸能特性。结合若干吸能评价指标,与烧结低碳钢空心金属球泡沫材料进行吸能性能对比,并探究母材的本构参数、球壳几何参数对结构吸能的影响。得出以下结论:致密化应变εD、比吸能Em、平均平台应力σpl和单位体积吸能EV,金属球壳点阵结构均比传统空心金属球泡沫材料高,应力平稳程度弱于泡沫材料;母材屈服强度σs对球壳结构的应力水平有显著影响;包辛格效应对球壳结构压缩吸能的影响,显现于平台期,在进入侧壁屈曲阶段逐步增大,密实阶段达到最大;增加螺栓组只是略微提升了自接触阶段后的应力值;随着球壳厚径比的增加,球壳结构压缩应力水平随之提升。

关键词：球壳结构多球连接冲压数值模拟变形模式动态压缩吸能

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纳米球壳结构二氧化钛薄膜的制备与特性研究

纳米球壳结构二氧化钛薄膜的制备与特性研究

作者：李佳吉林大学

学位级别：硕士

二氧化钛由于具有独特的光物理和光化学性质，在光学材料、光电化学和光电池、光催化降解有机物方面有广泛的应用前景，引起了人们很大的兴趣。90年代由于纳米材料科学的兴起，以二氧化钛为基础的应用注入了新的研究内容。由于纳米粒子... 详细信息

二氧化钛由于具有独特的光物理和光化学性质，在光学材料、光电化学和光电池、光催化降解有机物方面有广泛的应用前景，引起了人们很大的兴趣。90年代由于纳米材料科学的兴起，以二氧化钛为基础的应用注入了新的研究内容。由于纳米粒子的量子尺寸效应、表面效应等使得二氧化钛纳米材料的结构和性质都与体状二氧化钛有很大的差别。因此，二氧化钛薄膜以其特殊的物理化学性质，特别是作为光物理材料、环境污染治理中的光催化氧化催化剂有着广泛的应用前景而引起人们的很大兴趣。纳米TiO被公认为是最理想的光催化剂之一，它可以在太阳光或人造光源下完全降解液态或气态污染物。但是它在光催化方面还存在着一些缺陷，例如反应速度慢、光量子产率低、二氧化钛光催化剂的失活等因素一直制约着光催化技术在工业上的应用。但这并没有阻止人们对它的探索，不断的寻找能够提高TiO光催化活性的办法，据了解通过提高催化剂的比表面积、减小粒径、沉积金属、离子掺杂、光敏化等手段来增强光催化活性。本论文采用单基底垂直沉积法制备了PS胶体模板;用不同靶材及磁控溅射方法制备了TiO薄膜，并研究了制备过程中，制备参数的改变对薄膜沉积速率及透射率的影响;化学溶胶凝胶法制备了二氧化钛溶胶，并采用浸渍提拉法制备了TiO薄膜，采用物理与化学方法结合的方式制备了CuO/TiO薄膜，采用PS胶体模板和溶胶-凝胶法制备了TiO微球结构薄膜;对所制备的薄膜进行了光催化性能的研究。通过透射谱、X射线衍射(XRD)谱和扫描电镜(SEM)等表征手段对样品进行了表征。用不同靶材及磁控溅射方法制备了TiO薄膜，经过一系列实验。在相同的条下，用直流溅射钛靶的方法制备的薄膜质量较高，具有较好的光学性能;用金属钛靶制备薄膜，在其他条件一定时，沉积压强在0.7-0.9Pa范围的变化对薄膜的沉积影响较小，但是当沉积压强大于1.0Pa时，薄膜质量变低，吸收边发生蓝移;用氧化钛靶制备薄膜，在其他条件一定时，在溅射功率小于90W的情况下，TiO薄膜的沉积速率会随着功率的增加而变快;制备的CuO/TiO薄膜，可以看出样品的吸收范围变宽，增大了二氧化钛的光响应范围。以化学溶胶凝胶法制备TiO溶胶，并采用浸渍提拉法制备TiO薄膜，通过测量薄膜的透射谱换算出所制备薄膜的禁带宽度与本征禁带宽度很接近;采用物理与化学方法结合的方式制备了CuO/TiO薄膜，获得的透射图谱明显看出样品的吸收范围变宽，光响应范围变大;采用PS胶体模板和溶胶-凝胶法制备了TiO微球结构薄膜。以甲基橙为降解物，研究了TiO薄膜、CuO/TiO复合薄膜、TiO纳米球壳结构薄膜的光催化性能。结果显示CuO/TiO薄膜、TiO纳米球壳结构薄膜的光催化性能明显高于TiO薄膜材料。对于TiO纳米球壳结构，增加了催化材料的比表面积，使光与材料的相互作用大大增强;窄禁带材料的复合，电子和空穴在两种不同半导体上的富集抑制了光生载流子的复合，同时窄禁带半导体也使得TiO材料的光谱响应范围变宽。

关键词：二氧化钛薄膜光催化球壳结构

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球壳结构清水混凝土施工技术

山西建筑 2009年第7期35卷 150-151页

作者：王慧全山西六建集团有限公司

通过具体工程实例,介绍了球壳结构清水混凝土施工工艺流程及操作要点,提出了混凝土的养护、拆模及该球壳结构清水混凝土施工的质量控制措施,积累了球壳结构清水混凝土施工经验。

关键词：球壳结构清水混凝土施工质量控制