应变能

摘要： 全球到处发育的隐爆角砾岩表明隐爆作用的普遍性,并标志着古地震的一种形成机制。隐爆角砾岩具有特殊的角砾形状和构造。地震地质资料表明大地震产生的地表破裂带没有肉眼可观测到的断层位移。材料聚集应变能估算值表明岩石聚集的应变能不足以产生大地震。携带高能量的地核-地幔流体不仅为自己逸散提供了能量,而且为产生地震提供了充足的能量。深部流体以运移-聚集-爆炸-运移-聚集-爆炸的循环方式向地表逃逸,在地球内部不同深度产生了不同震级的地震。因此,超高压流体隐爆应该是地震形成的主要机制。地震隐爆成因机制不仅能够更好地解释各种天然地震(中深源地震、震群、慢地震和非双力偶性地震等)以及全球地震、火山和地热带的空间吻合,而且能够解释隐爆角砾岩及其伴生矿的形成。

摘要： 珠海市横琴新区某商业项目中庭单层网壳边界为多段圆弧构成的异形边界,结构设计采用力学找形方法确定网壳形态,满足建筑效果的同时赋予建筑形态物理力学意义。对几何找形和力学找形单层网壳的极限稳定承载力和应变能进行分析与比较。结果表明,在本工程的异形边界条件下,无论是几何找形还是力学找形单层网壳,半跨分布的荷载对结构受力都更加不利。在满跨和半跨不同的荷载分布情况下,力学找形单层网壳都具有更高的极限稳定承载能力,但力学找形单层网壳对初始缺陷更加敏感,同时也发现力学找形单层网壳结构的应变能比几何找形单层网壳结构更低,说明力学找形单层网壳的结构刚度更大,承载效率更高。

摘要： 白车身弯曲刚度对于整车性能影响极大,在研发过程中长期以来都是靠经验进行弯曲刚度性能优化。但由于白车身零部件数量多、结构复杂,这种传统经验方法在优化效率和优化效果方面很不理想。文章介绍了一种基于应变能(ESE)结果的优化方法,可以有效提升白车身弯曲刚度的优化效率和优化效果,并以某款车型为例,详细对比了以上两种优化方法。对比结果显示,这种基于应变能的优化方法在优化效率和优化效果方面明显优于传统方法。阐述的基于应变能ESE的优化方法,可以有效保证白车身弯曲刚度性能的快速达成,缩短白车身研发周期,具有显著的经济效益和社会效益。

摘要： 为发展和完善煤岩动力破坏感应电荷监测技术及理论,以单轴压缩试验为基础,再认识了煤体破坏过程感应电荷变化规律与主控因素,提出了带电煤屑弹射过程的感应电荷产生机理;分析了感应电荷及其干扰信号的频域特征与影响要素,研究了感应电荷与煤体应力、应变能与变形破坏之间的定性关系,建立了受载煤体与感应电荷信号的损伤统计关系,分析了感应电荷与煤体能量的演化特征,进而提出了煤体应力与感应电荷的量化关系;研发了适用于井下复杂条件下煤岩电荷监测装备,在辽宁红阳三矿与河南平顶山十一矿开展了应用实践,分析了感应电荷与煤岩动力破坏、超前支承压力及巷道变形的相关性。结果表明:高幅值感应电荷信号产生的主因不是煤体的压电效应,而是煤体裂纹扩展、破裂面滑移摩擦与带电煤屑弹射的综合作用,特别是带电煤屑弹射到传感器时,感应电荷信号幅值将会突增;感应电荷信号以低频为主,干扰信号主频与外部供电网络谐波频率一致,但不同煤体的感应电荷信号主频分布范围存在差异;感应电荷强度与应力大小关系非直接相关,与应力非线性变化程度直接相关,特别是与应力降幅度呈正相关关系;感应电荷强度可直接反映煤体破坏程度,也可通过分析外载环境以及感应电荷信号和煤体损伤的统计关系,间接估算煤体应力;感应电荷强度与煤体弹性应变能存储量关系不显著,而与应变能耗散和释放量显著相关,即煤体破坏过程中耗散与释放能量越多,感应电荷强度越高。回采工作面支承压力影响区、高能微震频发区与巷道变形破坏严重区的感应电荷强度较高,说明感应电荷与煤岩动力破坏、超前支承压力及围岩变形具有良好相关性,可适用于井下动力灾害、采场来压与围岩稳定的监测预警。

摘要： 叶片性能直接关系到风电机组的服役寿命,铺层参数是决定叶片性能的关键因素之一。结构的刚度可由应变能的大小来反映,论文推导了复合材料壳体结构的应变能表达式。从工程角度出发,以某1.5 MW叶片为对象,采用分级优化策略,考虑叶片强度和质量特性,以结构应变能最小为目标函数,建立了叶片铺层参数的优化数学模型,通过求解得到了优化的铺层角度、整体铺层厚度分布和铺层顺序。结果表明:优化后叶片的质量降低,静态刚强度提高,验证了方法的有效性。

摘要： 目前,针对树状结构的相关研究,大都着眼于基于应变能的树状分叉点的几何位置优化,较少探讨树状结构的形态生成方法与结构经济性关系,而支撑点的分布、排列方式直接影响树状支撑的最终优化形态。该文针对单层网壳下的树形支撑结构,以最小应变能为目标函数,采用渐进法求出最优形态;对比多个支撑点分布方案,比较支撑点分布位置的优劣,探讨了支撑点分布与最小应变能之间的关系规律,提出优化支撑点位置能显著提高结构合理性、降低材料用量。

摘要： 为探究细胞膜的力学性能对电穿孔的影响,该文将细胞膜视为一种超弹性材料,在COMSOL中建立细胞膜上局部单个微孔的机电耦合模型,分析细胞膜弹性应变能对微孔形成的影响,并比较了细胞膜弹性模量不同时微孔形成过程的差异。结果表明,细胞膜的应变能一方面增大了从疏水孔向亲水孔转变时的越过能垒,并且膜弹性模量越大,越过能垒越大,且二者线性相关;另一方面,应变能的增加使微孔稳定,阻止微孔无限扩大,稳定尺寸与细胞膜力学性能和跨膜电位有关。该文通过仿真揭示了细胞膜的力学性能在电穿孔中的重要作用,并为研究细胞结构对电穿孔的影响机制提供了理论参考。

摘要： 针对皮卡前门模态不达标的问题,建立有限元模型进行分析,采用应变能方法(ESE)对其进行模态优化。通过仿真及实车验证,提出的优化方案,在不增重的前提下,模态提高,满足目标要求。说明基于ESE相对于传统基于工程师经验的优化方法效率更好,效果更好,对类似的工程优化问题提供一定的参考。

摘要： 首先根据加筋板振动力学理论,以及基板应变能分布特点,研究了车身壁板阻尼材料设计方法。接着,采用声固耦合仿真技术,获知某车型顶盖振动对车内低频噪声性能影响明显。然后,运用车身壁板阻尼材料设计方法设计了顶盖阻尼材料空间布局。最后,通过车内仿真分析计算结果表明,该方法可使车内低频噪声峰值下降10dBA以上,车内噪声问题得到有效改善。上述研究采用理论分析与实际运用相结合的方法,为车身钣金件阻尼材料设计和NVH性能优化提供了理论参考和方案借鉴。

摘要： 煤矿巷道围岩的冲击破坏程度与支护形式密切相关,探究冲击地压矿井巷道U型钢的极限承载能力,是研究深部煤炭资源安全开采的重要课题,对矿井冲击地压的防治具有重要意义。本文以义马煤田典型冲击地压矿井为工程背景,建立均匀围压条件下U型钢支护变形的力学模型,给出U型钢变形量的解析解,对比分析均匀和不均匀荷载作用下U型钢和巷道的变形规律,研究了荷载增加时U型钢支护可承受的上覆岩层极限荷载和极限埋深。通过现场监测巷道不同U型钢支护条件下顶底板移近量、移近速度的变化,分析了提高U型钢承载能力来控制巷道变形和冲击地压的机理。研究结果表明:随着荷载增加,巷道变形量和应变能均将出现一个急剧加速点,该点可用来确定应用U型钢支护的极限埋深均匀荷载下为1600 m,非均匀荷载下为1400 m,当达到极限埋深时,U型钢将完全处于失效状态,巷道变形激增;在冲击地压矿井巷道进行U型钢支护设计时,改善围岩支护接触条件、对U型钢边界施加均匀荷载,对提高U型钢的支护性能具有重要作用。采用承载能力更大的U型钢支护方式能吸收更多来自围岩释放的能量,对巷道顶底板移近量的控制较为稳定,使得巷道变形无法瞬间激增,保证巷道的稳定性,实现对巷道冲击地压的有效控制。

摘要： 某纯电动汽车子系统模态计算中发现前副车架一阶模态频率过低,没有达到设定的目标值(85Hz),行驶时容易引起共振,从而影响汽车的平顺性和前副车架的使用寿命.为了提高前副车架的模态频率,本文通过模态应变能法对其进行分析优化,最终使前副车架一阶模态频率达到目标值.

摘要： 建立某SUV带挡风玻璃白车身有限元模型,分析其模态性能,对不达标的后部扭转模态进行优化.优化针对部件的连接、结构、厚度进行,提出多种方案.板厚优化过程中,引入模态应变能分析法,缩减基于板厚的模态灵敏度分析样本,避免盲目增重,提高优化效率.最终,白车身后部扭转模态频率由34.42Hz提升到37.39Hz,重量仅增加0.2％(0.75Kg),实现了符合模态、轻量化双目标的白车身模态性能优化.

摘要： 基于应变能最小准则,以伸臂梁为例,求得其弯曲应变能最小时之边跨比及剪切应变能最小时之边跨比,前者与桥梁盖梁随机样本计算值相差仅0.9％,可作为最小应变能准则的实例验证之一.该准则对结构整体优化意义重大.

摘要： 在对当前常用土体结构性参数分析的基础上,提出一种新型的应变能结构性参数.以赤峰地区黄土为例,将原状黄土和重塑饱和黄土分别进行不同围压下的常三轴固结排水试验,绘制应力-应变曲线,计算应变能结构性参数,并与应力差结构性参数进行对比,总结该地区黄土的结构性特点,探讨基于应变能的结构性参数的适用性.研究表明,应变能结构性参数与应变差结构性参数的值变化范围在1.5～2.0之间,与试验中围压的大小并没有直接相关关系;这种新型的应变能结构性参数可以用来描述土体结构性.

摘要： 玉溪及邻区M≥6地震主要分布在小江断裂带与楚雄—建水断裂带交界处,该区域从1500年以来共发生M≥6地震18组20次.通过解剖这些强震和大震前5级以上地震孕震和发震过程得知:当玉溪及邻区发生M≥6地震前,小江带北段的鲁甸、会泽、东川、寻甸等地会有5级以上地震发生,平均发震时间为14年6个月;或楚雄—建水断裂带北部的剑川、洱源、南涧、南华等也会有5级以上地震发生,平均为13年5个月.仅有1761年5月23日玉溪北古城61/4级及1814年11月24日石屏6级前两个断裂带上均无5级以上地震发生，当中还有6次地震前伴随着沿断裂带所受力方向迁移现象。究其原因主要是:(1)当欧亚板块在印度板块向北东向推挤时，地壳深部物质向北东方向位移过程中受到稳定的鄂尔多斯地块和华南地块的阻挡便被挤向东南，这就是康滇菱块向东南方向滑移的动力源。玉溪及邻区恰处在康滇菱块的东南角，是应力极易积累的地方。(2)康滇菱块向东南方向滑移是玉溪及邻区地震孕育和发生的最重要的力源。(3)玉溪地区地震应变能积累主要通过小江地震带或普渡河断裂带由北到南到玉溪地区;或通过滇西北楚雄一建水断裂带到玉溪地区。经上分析，监视康滇菱块西南、东部两边界地震活动动态演变特征，是探索玉溪及邻区短临预报的重要途径。

摘要： 常用轻质多孔材料因其比强度高、比刚度高等特点,在工程中具有广泛的应用.而在结构设计中,轻质多孔材料常以等效介质的形式加以考虑,构建合理有效的性能等效方法成为首要任务.本文基于应变能等效思想建立一种特定轻质多孔材料的力学性能等效方法,施加合理边界条件以模拟代表体元真实边界载荷,利用高斯积分将非均质应力与应变场转化为平均应力与应变场.

摘要： 本文借助数值模拟中丰富的数据,以钢拱为研究对象,对动态屈曲过程中钢拱的应变能变化规律进行了分析研究.通过分析得出动态失稳时钢拱的应变能出现波峰波谷现象的特征,并以此探讨了不同冲击速度、冲击质量对钢拱失稳能量的影响.

摘要： 堆石料在外力作用下极易发生破碎,基于单颗粒破碎机制,依靠生成的颗粒簇单元克服刚性圆形颗粒模拟堆石料颗粒不能破碎的缺陷,采用线性接触模型建立堆石料颗粒破碎的数值模型.模拟室内平面应变试验,分析堆石料在整个加载过程中内部接触力、微裂纹和各种能量的变化,探讨堆石料颗粒破碎的内在机制.研究表明:颗粒簇生成的数值试样通过内部黏结力断裂更能真实反映堆石料颗粒破碎;堆石料颗粒破碎首先发生在大粒径和接触力较大的颗粒,并逐步向最大压应力方向发展,最终试件内部产生剪切破裂滑动面;在整个加载过程中,堆石料的剪切微裂纹数大于拉伸微裂纹数,颗粒破碎主要以剪切破坏为主,峰值点附件产生大量颗粒破碎;小变形情况下,总输入能以弹性应变能的形式储存在颗粒簇内部颗粒间接触,大变形情况下,弹性应变能以储存-释放的形式转换其他形式耗能,并导致其他形式耗能增加.研究成果可为研究堆石坝体变形提供参考.

摘要： 合理的上扣扭矩对特殊螺纹接头性能的正常发挥至关重要.在上扣过程中,拧接力矩除了要克服摩擦力作用外,还有一部分力矩转化为应变能储存起来.因此,特殊螺纹接头的最终上扣扭矩包含两部分:摩擦力矩和应变能力矩,但目前计算特殊螺纹接头的上扣扭矩时都没有考虑应变能力矩.本文在弹性力学理论的基础上,分析了特殊螺纹接头上扣扭矩的组成,提出了计算应变能力矩的方法,并以一种特殊螺纹接头为例进行了计算,结果表明,计算特殊螺纹接头的上扣扭矩时,如果忽略应变能力矩,将会带来较大误差.本文给出了一种计算上扣扭矩的新方法,利用该方法,能够方便地求出储存应变能需要的扭矩,并最终得到总扭矩,对特殊螺纹接头上扣扭矩的确定具有一定的参考价值.

摘要： 针对高速滑坡具有启程剧动的特点,本文认为滑坡高速启动是由于锁固段突然发生脆性断裂产生震动,使滑体获得加速度,在与自身重力的耦合作用下,滑坡骤然启动.以云南头寨大型高速滑坡为例,根据现场调查结果,运用断裂力学理论,对锁固段从剪断到震动加速的过程进行理论分析,计算出了锁固段在剪切破坏过程中所释放的应变能,换算成相应的震级后与头寨滑坡所诱发地震的震级相吻合,并得出滑坡启动速度为46.1m·s-1.在此基础上,利用PFC2D软件对锁固段颗粒流进行数值模拟,模拟结果表明,随着锁固段颗粒刚度增大,在受到剪应力作用时颗粒内积聚应变能也越大,从而导致滑体获得较大的启动速度.

摘要： 本发明提供了一种任意应变状态下二维材料和应变物体的应变状态检测方法，包括：在二次谐波测量系统目标偏振模式下，采用已知应变状态对待测二维材料进行标定，得到待测二维材料的参量；在二次谐波测量系统目标偏振模式下，采集不同偏振角度的入射光对任意应变状态下的待测二维材料的待测点进行照射所产生的二次谐波信号强度，得到多组目标数据对；通过任意应变状态下的应变状态计算算式对多组目标数据对和待测二维材料的参量进行计算，得到待测二维材料的待测点的应变状态和待测二维材料的晶向。本发明的任意应变状态下二维材料的应变状态检测方法能够对任意应变状态下二维材料的应变状态进行检测。

摘要： 本发明公开一种基于振弦应变计和桥路应变计的应变联合测试装置，包括至少一个振弦应变计模块，该振弦应变计模块处于长期持续监控状态，采集并显示振弦应变数据；至少一个桥路应变计模块，该桥路应变计模块初始状态时不供电以及不采集相应的应变数据，处于待机状态；模块切换装置，该模块切换装置可相应选择由振弦式应变计模块采集数据或者是桥路式应变计模块采集数据。本发明完美解决了在进行应变测试时，难以兼顾应变测试的长期稳定性和短期高频性、精确采集的问题；本装置具有很高的实用性，可用于大型工程项目的长期应变监控。

摘要： 应变晴雨披风组合，由应变晴雨披风和晴雨防护帽构成；应变晴雨披风由具有防紫外线和防水功能的布料制作而成；应变晴雨披风由晴雨披风和附加晴雨披组成；附加晴雨披平时可做成折叠包，骑车时，展开后扣在晴雨披风下边作加长晴雨披；晴雨防护帽由防护罩、防护罩调节装置，头箍、头箍调节装置和系带组成；防护罩透明并可防紫外线，防护罩平置时可遮阳防紫外线，竖置时可挡风遮雨，下雨下雪骑车时，护脸，更舒适，视野广，更安全。应变晴雨披风组合既可防晒、防雨、防雪和防沙尘，还可以防虫叮咬，天气变化，应对从容，宜长宜短，携带方便，一具多用，适合男女老少休闲旅游、野营登山和骑车使用，类似的还有应变雨披风组合及应变晴披风组合。

摘要： 本发明涉及一种大应变高线性度电阻式应变传感器及其制备方法，属于柔性电子和柔性传感技术领域。本发明将石墨类填料填充入柔性液态硅胶中制得具有导电性的改性硅胶，将所述具有导电性的改性硅胶注射到能承受大变形同时具有高回弹性的中空乳胶管中，连接对应使用场景需要的电极后，制备得到电阻式应变传感器。改性后的可导电硅胶具有良好的导电性和大变形能力，包裹在可导电改性硅胶外的高弹性绝缘乳胶管可以为其提供良好的回弹性能和保护。制备的传感器可以承受数百次超过100％的应变而保持稳定的性能，同时传感器的电阻变化与高达200％应变呈现良好的线性关系。

摘要： 本发明涉及一种层间应变传感器，所述层间应变传感器包括安装基座和多个应变检测元件，所述安装基座开设有贯通孔，所述安装基座具有第一方向，所述第一方向垂直于所述贯通孔的中心轴线，多个所述应变检测元件安装在所述安装基座的基座外壁和/或所述贯通孔的通孔内壁，且多个所述应变检测元件的应变检测方向均为所述第一方向。上述层间应变传感器、层间应变监测装置以及层间应变监测系统，在进行沥青混凝土的层间应变检测时，基于层间应变传感器的特殊结构设计，可以仅检测第一方向的应变量，避免其他方向应变的干涉和影响，提高检测的精准性、提高检测的灵敏度。

摘要： 一种应变计(200)，包括由掺杂硅材料形成的电阻器(250)、导电屏蔽件(260)以及设置在电阻器(250)和导电屏蔽件(260)之间的隔离元件(270)。所述隔离元件(270)将电阻器(250)与导电屏蔽件(260)电隔离。

摘要： 本发明公开了一种基于磁性纤维的微应变传感器及应变监测方法。微应变传感器包括磁性纤维主体、第一套筒电极和第二套筒电极；所述磁性纤维主体为直线状结构，两端的接口分别与第一套筒电极和第二套筒电极连接；第一套筒电极能通过第一导线与外部的信号发生装置连接，第二套筒电极能通过第二导线与外部的信号接收装置连接。本发明以磁性纤维作为传感材料，具有高灵敏度的微应变监测能力，且配用的设备简单、信号解析方式简便，有利于实现低成本的结构件微应变实时监测。

摘要： 本申请公开了石墨烯应变传感器及石墨烯应变传感器的制备方法，该石墨烯应变传感器中的导电层包括由两个或者两个以上多层石墨烯单元形成的堆叠结构。该石墨烯应变传感器中的多层石墨烯单元通过常压化学气相沉积法制备，并利用蚀刻液除去多层石墨烯单元的生长衬底，得到自支撑多层石墨烯单元；将自支撑多层石墨烯单元转移至另一搭载有多层石墨烯单元的生长衬底，如此循环，可以得到两个或两个以上多层石墨烯单元形成的堆叠结构，作为石墨烯应变传感器的导电层。本申请提供的石墨烯应变传感器既具有较宽的检测范围，又具有较高的灵敏度。

摘要： 本发明提供一种钢结构应变检测中应变片温度补偿装置及其制备方法，本发明选用与被测钢结构材质相同的钢板，如Q345材质钢板，这保证了相同的金属延伸率；制作专用的补偿电路板用于连接桥路中的温度补偿片、应力工作片和应力检测仪器，减小了电桥系统中的引线误差，提高了接线稳定性；压按式弹簧接线器采用按压接线方式，现场接线稳固；内嵌钴磁铁的温度补偿装置吸附于港口机械设备上，安装快捷，温度补偿同步性好，精确度高；有效解决了传统温度补偿方式产生的接触电阻、温度应变对测试准确性和稳定性造成的影响。

摘要： 本实用新型涉及一种拆卸式可调角度应变计安装定位装置、应变计安装结构。本实用新型的目的是提供一种拆卸式可调角度应变计安装定位装置、应变计安装结构。本实用新型的技术方案是：一种拆卸式可调角度应变计安装定位装置，其特征在于：具有底座和支座，其中底座上表面制有半圆柱凸起，所述支座上设有用于固定应变计的夹具，支座底面形成有与所述半圆柱凸起相适配的圆弧槽，该支座经其圆弧槽与底座上半圆柱凸起配合实现可调节角度的安装于底座上，所述支座与底座之间经固定连接机构可拆卸相连。本实用新型适用于工程监测和检测技术领域。