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单位载荷法中虚位移限制条件辨析

力学与实践 2022年第2期44卷 368-372页

作者：李敏李依伦陈伟民北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 巴黎—萨克雷大学土壤、结构与材料力学实验室法国巴黎91190 中国科学院力学研究所北京100190 中国科学院大学工学院北京100049

单位载荷法是一种求解位移的通用方法,在材料力学能量方法中占据重要地位。使用虚位移模式表述单位载荷方法时,满足位移边界条件是虚位移的主要限制条件。在静不定问题、特别是带有自由边界条件单位载荷系统构造时,对于该限制条件的理... 详细信息

单位载荷法是一种求解位移的通用方法,在材料力学能量方法中占据重要地位。使用虚位移模式表述单位载荷方法时,满足位移边界条件是虚位移的主要限制条件。在静不定问题、特别是带有自由边界条件单位载荷系统构造时,对于该限制条件的理解决定了使用单位载荷方法的灵活性。本文使用几个经典例题剖析该限制条件的作用,为教学活动中解释相关问题提供参考。

关键词：单位载荷法虚功原理边界条件

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平面问题转轴公式适用性的讨论

力学与实践 2022年第3期44卷 646-650页

作者：李敏李依伦陈伟民北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 巴黎-萨克雷大学土壤、结构与材料力学实验室法国巴黎91190 中国科学院力学研究所北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049

平面应力(应变)转轴公式是材料力学应力(应变)分析部分的主要教学内容,尽管转轴公式基于特定的应力(应变)状态导出,但在后续的应用,包括例题与习题中的引用并没有限定于平面应力(应变)状态。为了澄清学生常见疑惑,本文使用简单的方式对... 详细信息

平面应力(应变)转轴公式是材料力学应力(应变)分析部分的主要教学内容,尽管转轴公式基于特定的应力(应变)状态导出,但在后续的应用,包括例题与习题中的引用并没有限定于平面应力(应变)状态。为了澄清学生常见疑惑,本文使用简单的方式对该问题进行说明,供教师教学时参考。

关键词：应力状态应变状态转轴公式

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量级估计在材料力学简化分析中的作用

力学与实践 2021年第6期43卷 945-949页

作者：李敏张雪松李依伦陈伟民北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 成都东软学院成都611844 巴黎-萨克雷大学土壤结构与材料力学实验室法国巴黎91190 中国科学院力学研究所北京100190

问题的简化分析往往基于假设条件,说明假设的合理性不仅是结论适用范围的基础,也是培养学生解决复杂系统工程问题的必要环节,本文采用量级估计的方式,说明材料力学基本变形量之间的关系以及常见简化假设的基础,为教学活动中解释相关问... 详细信息

问题的简化分析往往基于假设条件,说明假设的合理性不仅是结论适用范围的基础,也是培养学生解决复杂系统工程问题的必要环节,本文采用量级估计的方式,说明材料力学基本变形量之间的关系以及常见简化假设的基础,为教学活动中解释相关问题提供参考。

关键词：量级估计变形协调假设条件

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地下水系统中镍污染和天然胶体共迁移特征

吉林大学学报（地球科学版） 2020年第1期50卷 226-233页

作者：杨悦锁朱一丹张文卿武宇辉 Yu Tong 张大志地下水资源与环境教育部重点实验室(吉林大学) 长春130021 区域污染环境生态修复教育部重点实验室(沈阳大学) 沈阳110044 巴黎萨克雷大学土壤力学、结构和材料实验室法国伊维特河畔吉夫91190 黑龙江省生态地质调查研究总院哈尔滨150030

为了对地下水系统中天然胶体与Ni2+的共迁移特征进行研究,通过静态吸附实验和石英砂模拟含水层介质柱实验研究了土壤胶体对Ni2+在地下水中运移的影响,以及pH、离子强度(IS)、有机质等对土壤胶体吸附Ni2+的影响。结果表明:随着pH值升高,... 详细信息

为了对地下水系统中天然胶体与Ni2+的共迁移特征进行研究,通过静态吸附实验和石英砂模拟含水层介质柱实验研究了土壤胶体对Ni2+在地下水中运移的影响,以及pH、离子强度(IS)、有机质等对土壤胶体吸附Ni2+的影响。结果表明:随着pH值升高,土壤胶体对Ni2+的吸附量增加;离子强度的增加会显著地降低土壤胶体吸附Ni2+的能力;腐殖酸(HA)的存在会增强胶体对Ni2+的吸附能力;在有胶体的情况下,Ni2+穿透砂柱的时间会缩短,吸附能力增强,吸附量增加,但当离子强度增加时,虽然Ni2+穿透砂柱的时间也被缩短,但是吸附量却降低。

关键词：重金属镍吸附共迁移胶体地下环境

电-热耦合对航空复合材料拉伸及疲劳性能的影响

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航空学报 2014年第12期35卷 3315-3323页

作者：蔺越国 Macro GIGLIOTTI Marie Christine LAFARIE-FRENOT Jinbo BAI 中国民航大学航空工程学院天津300300 国立高等机械与航空技术学院材料物理与力学系巴黎中央理工学院固体力学与材料结构力学实验室

为研究碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）层合板的导电性能和电-热耦合效应及其对拉伸和疲劳性能的影响,主要针对2种不同铺层的试件（单向层合板（UD）[0]8和准各向异性层合板（QI）[45/90/-45/0]s）进行导电及电-热耦合实验和通电状态... 详细信息

为研究碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）层合板的导电性能和电-热耦合效应及其对拉伸和疲劳性能的影响,主要针对2种不同铺层的试件（单向层合板（UD）[0]8和准各向异性层合板（QI）[45/90/-45/0]s）进行导电及电-热耦合实验和通电状态下的拉伸及疲劳实验.在电-热耦合实验中分别对试件通以1～8 A的直流电和交流电,测量其温度场的分布及最高温度,以确定温度对电阻的影响.依据实验现象建立了简化后的电-热耦合分析模型,并与实验结果进行对比,发现两者吻合很好.简化后的电-热耦合模型能够很好地预测试件在达到稳态平衡时的最高温度值.在通电情况下对不同初始状态时的QI试件进行拉伸和疲劳实验,通过实验发现,在疲劳加载过程中无论是通以直流电、交流电或者是改变电流强度和电流频率,对试件的疲劳寿命影响不大,没有发现明显差异,但在实验过程中试件表面的温度会随着电流强度的增加而升高.同时,在监测试件沿着纤维方向的电阻变化时发现,在一定的疲劳载荷下,随着循环次数的增加,试件的电阻会不断增加,这表明试件内部出现了损伤,累积后直至试件断裂.依据实验现象分别建立了电阻模型-1和电阻模型-2,分析计算后发现模型-1能够较好地模拟试件变形的线性阶段（εxx≤0.4％）,而模型-2能较好地模拟非线性阶段直至试件断裂（εxx＞0.4％）.

关键词：机身蒙皮复合材料电热电阻疲劳

磷钼酸-FeO球磨共改性污泥基生物炭对四环素的吸附特性

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化工进展 2024年

作者：赵丽阳李倩何佩熹潘鸿辉刘艳刘细祥广西民族大学材料与环境学院广西先进结构材料与碳中和重点实验室广西高校环境友好材料及碳中和新技术重点实验室土壤与地下水环境研究中心广西化工研究院有限公司

以剩余污泥为原料，在200℃的热解温度下，通过磷钼酸(PMA)改性和球磨法负载Fe3O4，分别制备原始生物炭(BC)、球磨污泥生物炭(FBC)、磷钼酸改性生物炭(PBC)、磷钼酸-Fe3O4球磨共改性生物炭(PFBC)，用以吸附水体中的四环素(TC)。结果表明... 详细信息

以剩余污泥为原料，在200℃的热解温度下，通过磷钼酸(PMA)改性和球磨法负载Fe3O4，分别制备原始生物炭(BC)、球磨污泥生物炭(FBC)、磷钼酸改性生物炭(PBC)、磷钼酸-Fe3O4球磨共改性生物炭(PFBC)，用以吸附水体中的四环素(TC)。结果表明，PFBC具有更大的比表面积、孔体积和更小的粒径，共改性后表面含氧官能团含量明显增强，XRD和XPS表征结果表明PFBC成功负载Fe3O4。TC初始浓度为30mg/L，PFBC投加量为0.25g/L，pH=7时，PFBC对TC的去除率便可达到88.7%。PFBC对TC的吸附可以很好的用Langmuir吸附等温线和准二级吸附动力学模型拟合，表明吸附过程为单分子层的化学吸附，饱和吸附容量在25℃达到500.0mg/g。在重复利用5次后，PFBC仍能去除溶液中63.3%的TC，其饱和磁化强度达18.1emu/g，可在外加磁场作用下简易回收。PFBC对TC的吸附包括孔隙填充、π-π交互作用、静电吸引、络合作用。本研究为改性污泥生物炭在废水抗生素治理中的应用提供了一种新策略。

关键词：污泥生物炭球磨共改性四环素吸附

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岩盐蠕变行为的宏细观损伤特性试验研究

岩石力学与工程学报 2011年第7期30卷 1363-1367页

作者：杨典森陈卫忠杨建平李术才巴黎综合理工大学固体力学实验室法国巴黎91128 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071

岩盐的长期力学行为是地下储气库建设安全评估的重要参数,其蠕变特性和所受荷载条件(应力、温度、湿度)与其内部结构紧密相关。利用数字图像相关技术研究金坛岩盐不同尺度下蠕变过程及损伤演化。数字图像测试技术不仅给出材料在100μm... 详细信息

岩盐的长期力学行为是地下储气库建设安全评估的重要参数,其蠕变特性和所受荷载条件(应力、温度、湿度)与其内部结构紧密相关。利用数字图像相关技术研究金坛岩盐不同尺度下蠕变过程及损伤演化。数字图像测试技术不仅给出材料在100μm和厘米尺度全场应变分布,而且跟踪裂纹的发展变化。重点介绍不同应力水平下材料的蠕变行为,试验结果验证了蠕变速率随应力水平的提高而增加,测量到该岩盐在11 MPa的单轴条件下的宏观尺度稳定蠕变速率为10-9 s-1左右,而细观蠕变速率与其对应的结构紧密相关。蠕变过程中,裂纹扩展引起的损伤被准确定位,主要在晶粒与晶粒之间,且主要属于张拉破坏。

关键词：岩石力学岩盐地下储气库蠕变行为数字图像相关技术多尺度测量

富硅磁改性生物质炭的制备及其对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)复合污染水体的吸附机制

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环境科学 2024年

作者：田欣孙淇陈瑶王佳豪叶正钱赵科理吴骥子浙江农林大学环境与资源学院浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室

镉(Cd)和砷(As)往往共存于矿区周边的水体及农田土壤中，由于二者化学行为相反，难以同时对其进行去除. 因此，通过制备得到了一种新型富硅磁改性生物质炭(SMB)材料，用于同时吸附水体中的镉(Cd)和砷(As).试验首先通过共沉淀法制备得到... 详细信息

镉(Cd)和砷(As)往往共存于矿区周边的水体及农田土壤中，由于二者化学行为相反，难以同时对其进行去除. 因此，通过制备得到了一种新型富硅磁改性生物质炭(SMB)材料，用于同时吸附水体中的镉(Cd)和砷(As).试验首先通过共沉淀法制备得到磁铁矿与生物质的混合物，将其与3种不同类型的硅酸盐(Na2SiO3、CaSiO3和SiO2)混合，而后在不同温度下(300、500和700℃)进行热解得到复合材料，通过复合吸附试验确定最佳制备条件. 最后通过单吸附质及复合吸附质体系吸附试验，系统研究初始pH、吸附时间、初始浓度和添加顺序对SMB吸附Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的影响，并结合SEM、FT-IR和XRD等表征分析阐明吸附机制. 结果表明，在700 ℃下热解含5% CaSiO3的生物质-磁铁矿混合物制备得到的材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附效果最佳，在初始浓度分别为30 mg·L-1和10 mg·L-1的Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)溶液中，去除率分别达到了92.04%和60.59%. SEM、FT-IR、XRD和BET等表征结果证实，SMB不仅具有较大的比表面积和丰富的官能团结构，还具有一定磁力特性；在单元素吸附试验中，Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的最佳吸附pH均为6，分别在1 h和8 h达到吸附平衡，准二级动力学模型更好地拟合了SMB对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附过程. 复合吸附体系中，Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的最佳吸附pH为7. 复合体系等温吸附试验结果表明，Freundlich模型更好地拟合了材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的等温吸附过程，且元素之间存在协同和拮抗效应. SMB对As(Ⅲ)与Cd(Ⅱ)吸附的过程中能在铁氧化物表面形成A型与B型三元表面络合物，其中A型三元表面络合物的形成能大幅提高材料对As(Ⅲ)的吸附能力，但由于共存体系下材料优先吸附了As(Ⅲ)，因此，As(Ⅲ)与Cd(Ⅱ)同时存在时协同作用主要由静电作用、共沉淀以及B型三元表面络合物的形成所控制. 拮抗效应则是由于两种重金属元素竞争羟基结合位点所致. 综上所述，SMB材料对水体中的Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)均具有较好的吸附效果，可用于高效修复Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)复合污染水体.

关键词：改性生物质炭水体修复重金属吸附机制协同作用

铁锰氧化物-微生物负载生物质炭材料对镉和砷的吸附机制

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环境科学 2022年第3期43卷 1584-1595页

作者：连斌吴骥子赵科理叶正钱袁峰浙江农林大学环境与资源学院临安311300 浙江农林大学浙江省土壤污染生物修复重点实验室临安311300 浙江省农业资源与环境重点实验室杭州310058 杭州西湖环境集团有限公司杭州310013

制备得到了一种铁锰氧化物-微生物负载生物质炭材料(FM-DB),以同时去除水体中Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)污染.铁锰氧化物-微生物负载生物质炭材料(FM-DB)中铁锰氧化物(FMBO)和山核桃蒲生物质炭(CCSB)的最佳比例为3%+3%.FM-DB耐酸性、机械强度和传... 详细信息

制备得到了一种铁锰氧化物-微生物负载生物质炭材料(FM-DB),以同时去除水体中Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)污染.铁锰氧化物-微生物负载生物质炭材料(FM-DB)中铁锰氧化物(FMBO)和山核桃蒲生物质炭(CCSB)的最佳比例为3%+3%.FM-DB耐酸性、机械强度和传质性能良好,在二元体系下对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的最大去除率高达77.29%和99.94%.表征分析证实了FM-DB制备成功且具有丰富的官能团结构.FM-DB对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)单因素吸附实验结果表明,不同条件下复合材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)均有一定的吸附能力,但受到初始pH、平衡时间和初始浓度的影响.FM-DB对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)吸附动力学和吸附热力学结果表明,复合材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附平衡时间分别为3.5 h和8 h,最大吸附容量分别为59.27 mg·g^(-1)和84.73 mg·g^(-1);复合材料对Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)吸附主要受到材料表面电子的交换及共用、络合作用的影响,整个吸附过程则既存在单层吸附,也存在不均匀表面的多层吸附,是一个多步骤过程,可能包括外表面扩散和粒子内扩散.此外,对比一元体系和二元体系下复合材料的去除率发现,在二元体系下,Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)离子间存在相互促进吸附的作用.综上所述,FM-DB是一种高效吸附材料,适用于修复Cd(Ⅱ)和As(Ⅲ)复合污染水体.

关键词：重金属铁锰氧化物生物质炭微生物联合修复