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點陣結(jié)構(gòu)能夠很好地發(fā)揮纖維增強復(fù)合材料單向力學(xué)強的優(yōu)勢。本文研究了復(fù)合材料點陣結(jié)構(gòu)的拓撲優(yōu)化及尺寸優(yōu)化方法,以空間
機械臂為背景,利用有限元分析軟件對空間機械臂桿進行優(yōu)化。先,利用拓撲優(yōu)化進行概念設(shè)計,優(yōu)化出結(jié)構(gòu)中的基本桿件;其次,利用尺寸優(yōu)化確定各桿件的具體尺寸。后優(yōu)化出的十六邊形點陣結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)的層合管進行相比,結(jié)構(gòu)減重效果明顯,對復(fù)合材料點陣結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究具有一定的參考價值。
透光性:PC板透光率可達89%,可與玻璃相媲美。UV涂層板在太陽光下爆曬不會產(chǎn)生黃變,霧化,透光不佳,十年后透光流失僅為6%,PVC流失率則高達15%—20%,玻璃纖維為12%-20%。
抗撞擊:撞擊強度是普通玻璃的250-300倍,同等厚度亞克力板的30倍,是鋼化玻璃的2-20倍,用3kg錘以下兩米墜下也無裂痕,有“不碎玻璃”和“響鋼”的美稱。
防紫外線:PC板一面鍍有抗紫外線(UV)涂層,另一面具有抗冷凝處理,集抗紫外線、隔熱防滴露功能于一身??勺钃踝贤饩€穿過,及適合保護貴重藝術(shù)品及展品,使其不受紫外線破壞。
重量輕:比重僅為玻璃的一半,節(jié)省運輸、搬卸、安裝以及支撐框架的成本。
阻燃:家標準GB50222—95確認,PC板為難燃一級,即B1級。PC板自身燃點是580攝氏度,離火后自熄,燃燒時不會產(chǎn)生有氣體,不會助長火勢的蔓延。
可彎曲性:可依設(shè)計圖在工地現(xiàn)場采用冷彎方式,安裝成拱形,半圓形頂和窗。彎曲半徑為采用板厚度的175倍,亦可熱彎。
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為了確定等效體積單元(RVE)模型中磚砌體材料的破壞準則,選取3種組砌方式、2種灰縫厚度和10種壓應(yīng)力水平,通過特別設(shè)計的夾具對144個磚砌體試件進行了壓剪破壞試驗.綜合考慮試驗結(jié)果和數(shù)值模擬對破壞面光滑性的要求,發(fā)現(xiàn)Drucker-Prager準則可用于描述磚砌體材料的壓剪破壞,其參數(shù)可由試驗結(jié)果進行標定.將標定后的Drucker-Prager準則應(yīng)用于RVE模型,對磚砌體試件抗壓試驗和磚砌體墻靜力試驗進行了數(shù)值模擬,模擬結(jié)果與試驗結(jié)果相符.研究手段和成果可為磚砌體材料或結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析提供參考.
隔音性:PC板隔音效果明顯,比同等厚度的玻璃和亞加力板有更佳的音響絕緣性,在厚度相同的條件下,PC板的隔聲量比玻璃提高3—4DB。在上是高速公路隔音屏障的材料。
節(jié)能性:夏天保涼,冬天保溫,PC板有更低于普通玻璃和其它塑料的熱導(dǎo)率(K值),隔熱效果比同等玻璃高7%-25%,PC板的隔熱至49%。從而使熱量損失大大降低,用于有暖設(shè)備的建筑,屬環(huán)保材料。
溫度適應(yīng)性:PC板在-100攝氏度時不發(fā)生冷脆,在135攝氏度時不軟化,在惡劣的環(huán)境中其力學(xué),機械性能等均無明顯變化。
耐候性: PC板可以在-40℃至120℃范圍保持各項物理指標的穩(wěn)定性。人工氣候老化試驗4000小時,黃變度為2,透光率降低值僅0.6%。
防結(jié)露: 室外溫度為0℃,室內(nèi)溫度為23℃,室內(nèi)相對濕度低于80%時,材料的內(nèi)表面不結(jié)露。
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基于模態(tài)應(yīng)變能,本文提出Euler-Bernoulli功能梯度梁的損傷識別方法。先利用有限元方法計算Euler-Bernoulli功能梯度梁的單元剛度矩陣和振型模態(tài)參數(shù),然后計算單元剛度矩陣與振型的二次積,即得單元模態(tài)應(yīng)變能。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)單元模態(tài)應(yīng)變能損傷前后的變化,給出Euler-Bernoulli功能梯度梁的損傷指標。通過數(shù)值算例,驗證了Euler-Bernoulli功能梯度梁的損傷識別方法的有效性。數(shù)值結(jié)果表明,提出的損傷指標能夠很好地識別出梁的損傷單元。