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负弯矩区钢-混凝土组合梁腹板开洞处钢筋受力性能研究

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期56卷 14-22页

作者：陈静廖文远刘德稳蒋伟谢鑫西南林业大学土木工程学院云南昆明655024

为了解负弯矩区腹板开洞钢-混凝土组合梁的内部受力钢筋的力学性能,对多个腹板开洞组合梁试件进行了试验研究和有限元分析,研究重点是洞口区域混凝土板内的钢筋受力特点和规律.试验及分析结果表明:负弯矩作用下,腹板开洞组合梁的破坏发... 详细信息

为了解负弯矩区腹板开洞钢-混凝土组合梁的内部受力钢筋的力学性能,对多个腹板开洞组合梁试件进行了试验研究和有限元分析,研究重点是洞口区域混凝土板内的钢筋受力特点和规律.试验及分析结果表明:负弯矩作用下,腹板开洞组合梁的破坏发生在洞口区,而不是弯矩最大处,洞口区混凝土板裂缝开展迅速并最终断裂,洞口处发生了明显的空腹破坏,洞口四角出现了次弯矩;在次弯矩作用下,洞口区混凝土板内的受力钢筋一部分受压,一部分受拉,钢筋的抗拉作用并没有充分发挥,其中洞口左端的上层钢筋受拉最为明显,抗拉作用较好;在合适的位置添加附加钢筋可以限制洞口上方混凝土板的裂缝开展,能够有效的提高试件的承载力和变形能力,其中在距离中心轴65 mm处添加直径为8 mm的附加钢筋时,试件的承载力和变形能力的提高效果最好.

关键词：组合梁腹板开洞负弯矩区板内钢筋附加钢筋

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硼酸酯基自修复聚氨酯木材涂料制备与性能

林业工程学报 2024年第3期9卷 54-60页

作者：许睿王鼎窦柳皓崔举庆何磊冯富奇刘方方南京林业大学材料科学与工程学院南京210037

涂层在长期使用过程中容易受到损伤而产生微小裂纹,暴露在空气、水分和盐分等介质中会加速微裂纹的扩散,使得涂料的防护性能和美观性能显著下降,而具备自修复能力的涂层能够延长涂层的使用寿命。首先以二乙醇胺(DEA)和四羟甲基苯硼酸(HP... 详细信息

涂层在长期使用过程中容易受到损伤而产生微小裂纹,暴露在空气、水分和盐分等介质中会加速微裂纹的扩散,使得涂料的防护性能和美观性能显著下降,而具备自修复能力的涂层能够延长涂层的使用寿命。首先以二乙醇胺(DEA)和四羟甲基苯硼酸(HPBA)为原料制备一端氨基一端羟基的含氮硼内配位的硼酸酯键化合物(NCBC),并将NCBC与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应制备了两端羟基封端的含硼酸酯键化合物(MN);然后以聚四氢呋喃(PTMEG-1000)和MDI为原料,MN为扩链剂制备了自修复聚氨酯(PU)及其涂料。元素分析、核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱分析证明成功制备了NCBC和MN化合物,NCBC具有较好的耐水性能。试验结果表明:聚氨酯引入MN(n(MDI)∶n(NCBC)=1∶2.0)扩链剂,自修复PU的拉伸强度为6.06 MPa,修复后拉伸强度为5.47 MPa,自修复效率为90.2%。木材表面聚氨酯漆膜的铅笔硬度高达3H,附着力为0级,耐冲击性大于50 cm,柔韧性为2 mm,表面划痕在60℃条件下修复12 h后完全愈合,表明自修复聚氨酯漆膜具备良好的自愈合性能。

关键词：自修复聚氨酯涂料硼酸酯键力学性能

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K6型单层球面网壳整体交互耦合屈曲行为

同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 557-566页

作者：毋凯冬张业成伞冰冰罗永峰河海大学土木与交通学院江苏南京210098 同济大学土木工程学院上海200092

采用有限元数值模拟,基于K6型单层球面网壳的屈曲与后屈曲性态,提出整体屈曲的判别准则,并首次从变形特征角度分析两种整体屈曲模态交互耦合的发生机理及对屈曲承载力的削弱效应。研究结果表明,K6型单层球面网壳的稳定性易受整体交互耦... 详细信息

采用有限元数值模拟,基于K6型单层球面网壳的屈曲与后屈曲性态,提出整体屈曲的判别准则,并首次从变形特征角度分析两种整体屈曲模态交互耦合的发生机理及对屈曲承载力的削弱效应。研究结果表明,K6型单层球面网壳的稳定性易受整体交互耦合屈曲影响,且可导致屈曲极限承载力的显著削弱及不稳定后屈曲;其变形模式从屈曲阶段的最低阶整体屈曲模态主导,演化为初始后屈曲阶段的整体交互耦合屈曲模态主导,及最终的次低阶整体屈曲模态主导,是交互耦合屈曲产生的原因;缺陷幅值也会影响整体交互耦合屈曲对K6型单层球面网壳屈曲极限性能的主导作用。

关键词：空间结构网壳结构有限元模拟耦合屈曲非线性稳定

檀香木与非洲螺穗木的构造及GC-MS和FT-IR辨析

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林业工程学报 2024年第2期9卷 31-38页

作者：许沁邱相声张媛张耀丽南京林业大学材料科学与工程学院南京210037

为了解决不良商家常以非洲螺穗木冒充檀香木的市场乱象,从构造特征、气相色谱-质谱联用(GC-MS)及傅里叶红外光谱(FT-IR)特征三方面对檀香木和非洲螺穗木进行了辨析。从木材构造特征角度详细阐述了檀香木和非洲螺穗木的主要辨别要点:檀... 详细信息

为了解决不良商家常以非洲螺穗木冒充檀香木的市场乱象,从构造特征、气相色谱-质谱联用(GC-MS)及傅里叶红外光谱(FT-IR)特征三方面对檀香木和非洲螺穗木进行了辨析。从木材构造特征角度详细阐述了檀香木和非洲螺穗木的主要辨别要点:檀香木心材为黄褐色,非洲螺穗木心材呈褐色且有黑色条纹;檀香木几乎全部为单管孔,管孔内未见树胶,而非洲螺穗木管孔除单管孔外,还具有径列复管孔和少数管孔团,且心材管孔具有树胶;檀香木的木射线宽1~2列,主为2列,木射线组织类型多为异Ⅱ型,而非洲螺穗木木射线以单列为主,木射线组织类型为同形及异Ⅲ型;檀香木的轴向薄壁组织以星散状为主,而非洲螺穗木的轴向薄壁组织呈不规则、断续的切线状或星散聚合。用95%乙醇超声提取1 h檀香木与螺穗木木粉,GC-MS研究显示:檀香木与非洲螺穗木总离子流图存在一定区别,檀香木出峰时间主要集中在23~27 min,非洲螺穗木出峰时间主要集中在31~34 min;檀香木主要化学成分为α-檀香醇、β-檀香醇、反式-α-檀香醇、月桂酸乙酯和黏蒿三烯,其中相对含量最高的是α-檀香醇,而非洲螺穗木提取出的主要化学成分为2-莰烯、1H-环戊烯并[b]喹啉-9-胺,2,3,5,6,7,8-六氢化-、维生素A和雄烯二酮,维生素A的相对含量最高。通过FT-IR研究发现,檀香木和非洲螺穗木在600~1 000 cm-1范围内差异显著,檀香木的891~899和663~669 cm-1吸收峰均不明显,而非洲螺穗木在这两处均有明显的吸收峰,在748 cm-1处檀香木未出现代表纤维素的一个峰值,而非洲螺穗木在此处具有一个小的波峰。

关键词：檀香木非洲螺穗木木材构造气相色谱-质谱分析近红外光谱分析

不同变量圆竹建筑填充组合节点轴压损伤声发射特性研究

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林产工业 2024年第7期61卷 17-22页

作者：张萌王灵芝李守宇张庆文杨宇彤西南林业大学土木工程学院云南昆明650224

针对现有圆竹建筑结构节点构造形式的难点而缺少研究内部损伤位置及演化规律的问题,提出使用硬质聚氨酯材料填充圆竹建筑组合节点的方法,结合声发射(AE)技术和有限元模拟技术对不同螺栓直径和螺孔位置的填充组合节点进行轴压试验,探究... 详细信息

针对现有圆竹建筑结构节点构造形式的难点而缺少研究内部损伤位置及演化规律的问题,提出使用硬质聚氨酯材料填充圆竹建筑组合节点的方法,结合声发射(AE)技术和有限元模拟技术对不同螺栓直径和螺孔位置的填充组合节点进行轴压试验,探究不同变量的填充组合节点受压过程中裂纹损伤演化规律。结果表明:聚氨酯填充材料提高了圆竹建筑组合节点的承载力;声发射参数与有限元模拟技术相结合能准确地反映填充组合节点损伤演化阶段;声发射参数实时显示填充组合节点微观损伤、宏观损伤的起裂时刻和节点失效时刻,实现了对填充组合节点破坏源的定位和破坏源能级监测。研究结果旨在为圆竹建筑工程设计阶段和安全维护阶段提供有益的技术支撑和参考。

关键词：圆竹建筑组合结构节点聚氨酯填充材料声发射技术有限元模拟技术轴压损伤演化

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细菌纤维素合酶的基本特性及作用机理

微生物学报 2024年第7期64卷 2194-2208页

作者：张凯仁李任杰柯晶滢李骏卓孙世静南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037

细菌纤维素是一种天然的生物质高分子聚合物。相较于植物纤维素,其具有更高的纯度和优异的力学性能。有望作为一种绿色的新型高分子材料被广泛应用。细菌纤维素合酶作为合成细菌纤维素的关键酶,其主导细菌纤维素的合成过程。因此,对其... 详细信息

细菌纤维素是一种天然的生物质高分子聚合物。相较于植物纤维素,其具有更高的纯度和优异的力学性能。有望作为一种绿色的新型高分子材料被广泛应用。细菌纤维素合酶作为合成细菌纤维素的关键酶,其主导细菌纤维素的合成过程。因此,对其合成机理的探索有助于实现细菌纤维素大量生产和广泛应用。本文从细菌纤维素合酶的基本特性出发,综述了菌种筛选、提升产量和合酶的细胞定位等内容;围绕纤维素合酶的作用机理阐述了体外合成方法的影响因素,以及利用该方法探究各亚基相关作用的现状。以此探究细菌纤维素合酶的合成机制,并提出了当前研究中存在的问题。同时,展望了该领域未来的研究方向,以期通过对合成机理的探讨为细菌纤维素的大规模应用提供理论基础。

关键词：细菌纤维素纤维素合酶合成机理亚基结构

基于细观力学方法的混杂纤维复合材料抗拉强度预测模型

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塑料科技 2024年第7期52卷 12-17页

作者：秦飞飞盛冬发西南林业大学土木工程学院云南昆明650224

基于含夹杂的弹性体内部应变场积分方程,推导了三相复合材料中夹杂的变形协调张量。与传统的Mori-Tanaka方法(M-T方法)相比,此变形协调张量从细观力学角度考虑了复合材料夹杂的分布特征和相互作用,得到了预测复合材料有效弹性性能的修正... 详细信息

基于含夹杂的弹性体内部应变场积分方程,推导了三相复合材料中夹杂的变形协调张量。与传统的Mori-Tanaka方法(M-T方法)相比,此变形协调张量从细观力学角度考虑了复合材料夹杂的分布特征和相互作用,得到了预测复合材料有效弹性性能的修正M-T法,再结合两步均匀化模型得到预测混杂纤维复合材料有效性能的方法。采用损伤力学理论,建立了混杂纤维复合材料拉伸强度的预测模型。采用该方法对文献中椰壳纤维/玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料有效弹性性能和抗拉强度进行预测,并将预测结果与现有文献的试验值进行对比。结果表明:修正M-T方法较传统M-T具有更好的预测能力,其预测结果和试验值的误差基本保持在10.485%以内。用该方法定量分析了椰壳纤维和玻璃纤维掺量对混杂纤维复合材料有效弹性性能和拉伸强度的影响。混杂纤维复合材料有效弹性性能和抗拉强度随玻璃纤维的增大而增大。

关键词：细观力学方法混杂纤维复合材料有效弹性性能抗拉强度

单刃螺旋铣刀铣削中密度纤维板的表面粗糙度建模与优化

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林业工程学报 2024年第3期9卷 61-68页

作者：张云王宝金南京林业大学材料科学与工程学院南京210037

中密度纤维板(MDF)被广泛应用于木质家具行业,螺旋齿铣削加工具有加工过程稳定、加工表面质量好等优点,与多刃螺旋铣刀相比,单刃螺旋铣刀在板材铣削加工中具有独特的优势。在实际生产中,常采用单刃螺旋铣刀对中密度纤维板进行开料铣削加... 详细信息

中密度纤维板(MDF)被广泛应用于木质家具行业,螺旋齿铣削加工具有加工过程稳定、加工表面质量好等优点,与多刃螺旋铣刀相比,单刃螺旋铣刀在板材铣削加工中具有独特的优势。在实际生产中,常采用单刃螺旋铣刀对中密度纤维板进行开料铣削加工,故研究单刃螺旋铣刀铣削加工中密度纤维板的切削性能具有一定的理论意义和实用价值。采用直径为6 mm的单刃螺旋铣刀对中密度纤维板进行了铣削试验研究。在采用折线图法考察进给速度和铣削深度对铣削加工表面粗糙度Ra影响的基础上,结合Design-Expert软件,采用响应曲面法建立了描述输入变量与响应变量关系的二次模型,以确定表面粗糙度与切削条件的关系,确定了铣削参数的优化组合。结果表明:采用单刃螺旋铣刀铣削中密度纤维板时,其加工表面粗糙度Ra与进给速度和切削深度之间均呈正相关,即加工表面粗糙度Ra均随进给速度的增大和铣削深度的增大而增大;加工表面粗糙度Ra受铣削深度的影响最大,受进给速度的影响次之,而受两者之间相互作用的影响很小;优化组合后的进给速度和铣削深度分别为933.75 mm/min和0.86 mm,此时最小表面粗糙度Ra为7.70μm。

关键词：单刃螺旋铣刀中密度纤维板表面粗糙度Ra 响应曲面法优化

基于泊松分布的木材顺纹方向统计损伤本构模型研究

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西南林业大学学报（自然科学） 2024年第5期44卷 193-199页

作者：刘文斌徐国林李维君柏亚双陈顺超西南林业大学土木工程学院云南昆明650233

基于概率密度函数构建材料统计损伤本构模型时,分布函数决定着本构模型精度。为解决现有研究中使用的分布函数大多适用于脆性材料、准脆性材料,并不适用于木材的难题,引入泊松分布函数,结合连续介质力学和木材顺纹方向变形破坏曲线几何... 详细信息

基于概率密度函数构建材料统计损伤本构模型时,分布函数决定着本构模型精度。为解决现有研究中使用的分布函数大多适用于脆性材料、准脆性材料,并不适用于木材的难题,引入泊松分布函数,结合连续介质力学和木材顺纹方向变形破坏曲线几何条件,构建木材顺纹方向统计损伤本构模型。结果表明:基于泊松分布函数构建本构模型方法可行;与Weibull分布、正态分布和对数正态分布相比,泊松分布更适用于构建木材本构模型;对于木材本构模型中受拉段应力-应变曲线,也可采用对数正态分布来构建。

关键词：木材统计损伤本构模型泊松分布