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基于非对称铺层的复合材料弯扭耦合结构设计与试验验证
1
作者
崔达
张鸣昊
李道奎
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2888-2901,共14页
复合材料弯扭耦合结构在前掠翼飞机机翼的结构设计中具有重要的应用价值.现有研究主要基于对称铺层复合材料设计弯扭耦合结构,存在设计域窄及耦合效应不足等问题.非对称铺层复合材料有望解决上述问题,但因其易产生固化变形,目前未能在...
复合材料弯扭耦合结构在前掠翼飞机机翼的结构设计中具有重要的应用价值.现有研究主要基于对称铺层复合材料设计弯扭耦合结构,存在设计域窄及耦合效应不足等问题.非对称铺层复合材料有望解决上述问题,但因其易产生固化变形,目前未能在工程实际中得到应用.文章首先引入层合板的几何因子和材料常数,推导了拉剪多耦合效应层合板的湿热稳定解析条件;其次,利用湿热稳定的拉剪多耦合效应层合板构造了变截面弯扭耦合盒型结构模型,并利用遗传算法-序列二次规划(genetic algorithm-sequential quadratic program,GASQP)混合优化算法实现了结构的非对称铺层优化设计,使得结构在不发生固化变形的同时显著提升了耦合效应;然后,对弯扭耦合结构的湿热稳定性和弯扭耦合效应进行了数值仿真验证,并利用Monte Carlo方法进行了耦合效应的鲁棒性分析;最后,设计并完成了弯扭耦合效应的测量试验,验证了理论设计的正确性和可行性.结果表明:当铺层角度满足湿热稳定条件时,非对称弯扭耦合结构不会发生固化变形;非对称铺层设计可以显著提升耦合效应,最大可达90%以上.
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关键词
湿热稳定
拉剪多耦合效应层合板
弯扭耦合结构
优化设计
试验验证
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职称材料
典型西北钢铁城市冬季大气颗粒物重金属来源解析及健康风险评价——以嘉峪关为例
被引量：
23
2
作者
肖凯
任学昌
+3 位作者
陈仁华
付宁
张鸣昊
邸京
《环境化学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1649-1660,共12页
为研究嘉峪关市冬季PM_(2.5),PM_(10)中重金属来源并对其健康风险进行评估,于2019年12月18日—2020年1月16日进行PM_(2.5),PM_(10)样品的采集,并利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对16种金属及无机元素(Mg、Al、Ca、Fe、V、Cr、Mn、Co...
为研究嘉峪关市冬季PM_(2.5),PM_(10)中重金属来源并对其健康风险进行评估,于2019年12月18日—2020年1月16日进行PM_(2.5),PM_(10)样品的采集,并利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对16种金属及无机元素(Mg、Al、Ca、Fe、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Ba、Pb)进行质量浓度的分析;通过富集因子及主成分分析法对16种金属及无机元素的来源进行解析;用EPA的健康风险评估模型对Cr、Ni、As、Co、Cd、Cu、Mn、Zn、Pb、V等10种元素进行健康风险评价.结果表明,PM_(2.5)与PM_(10)中质量浓度较高的元素为Mg、Al、Ca、Fe等4种地壳元素,其余12种元素的浓度相对较低;Se、Cd、Pb、Zn、Mg等5种元素在PM_(2.5)与PM_(10)中的富集因子值均大于10,其中Cd元素在PM_(2.5)与PM_(10)中的富集因子值最大,分别为367.29与458.45;PM_(2.5)中各类元素主要来自于扬尘源、工业源、燃煤源、燃油源,PM_(10)中各类元素主要来自于钢铁尘源、扬尘源、燃煤源、交通源;PM_(2.5)与PM_(10)中的Cr元素存在一定的致癌风险,其中对儿童的致癌风险ILCR分别为2.13×10^(-4)与3.58×10^(-4),高于成年人;PM_(2.5)与PM_(10)中各元素对不同人群的非致癌危险指数HI均小于1,不具备非致癌风险.
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关键词
PM_(2.5)
PM_(10)
重金属
来源解析
健康风险评价
嘉峪关市
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职称材料
题名
基于非对称铺层的复合材料弯扭耦合结构设计与试验验证
1
作者
崔达
张鸣昊
李道奎
机构
国防科技大学空天科学学院
兰州大学土木工程与力学学院
空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2888-2901,共14页
基金
国家自然科学基金(12302197)
国防科技大学青年自主创新科学基金(ZK2023-38)资助项目.
文摘
复合材料弯扭耦合结构在前掠翼飞机机翼的结构设计中具有重要的应用价值.现有研究主要基于对称铺层复合材料设计弯扭耦合结构,存在设计域窄及耦合效应不足等问题.非对称铺层复合材料有望解决上述问题,但因其易产生固化变形,目前未能在工程实际中得到应用.文章首先引入层合板的几何因子和材料常数,推导了拉剪多耦合效应层合板的湿热稳定解析条件;其次,利用湿热稳定的拉剪多耦合效应层合板构造了变截面弯扭耦合盒型结构模型,并利用遗传算法-序列二次规划(genetic algorithm-sequential quadratic program,GASQP)混合优化算法实现了结构的非对称铺层优化设计,使得结构在不发生固化变形的同时显著提升了耦合效应;然后,对弯扭耦合结构的湿热稳定性和弯扭耦合效应进行了数值仿真验证,并利用Monte Carlo方法进行了耦合效应的鲁棒性分析;最后,设计并完成了弯扭耦合效应的测量试验,验证了理论设计的正确性和可行性.结果表明:当铺层角度满足湿热稳定条件时,非对称弯扭耦合结构不会发生固化变形;非对称铺层设计可以显著提升耦合效应,最大可达90%以上.
关键词
湿热稳定
拉剪多耦合效应层合板
弯扭耦合结构
优化设计
试验验证
Keywords
hygro-thermal stability
extension-shearing multi-coupled laminates
bend-twist coupled structures
optimization design
experimental verification
分类号
TB33 [一般工业技术—材料科学与工程]
O341 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
典型西北钢铁城市冬季大气颗粒物重金属来源解析及健康风险评价——以嘉峪关为例
被引量：
23
2
作者
肖凯
任学昌
陈仁华
付宁
张鸣昊
邸京
机构
兰州交通大学环境与市政工程学院
甘肃省环境监测中心站
出处
《环境化学》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1649-1660,共12页
基金
嘉峪关市大气污染成因分析及对策研究项目(JYGZCDL2019041G)资助。
文摘
为研究嘉峪关市冬季PM_(2.5),PM_(10)中重金属来源并对其健康风险进行评估,于2019年12月18日—2020年1月16日进行PM_(2.5),PM_(10)样品的采集,并利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对16种金属及无机元素(Mg、Al、Ca、Fe、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Ba、Pb)进行质量浓度的分析;通过富集因子及主成分分析法对16种金属及无机元素的来源进行解析;用EPA的健康风险评估模型对Cr、Ni、As、Co、Cd、Cu、Mn、Zn、Pb、V等10种元素进行健康风险评价.结果表明,PM_(2.5)与PM_(10)中质量浓度较高的元素为Mg、Al、Ca、Fe等4种地壳元素,其余12种元素的浓度相对较低;Se、Cd、Pb、Zn、Mg等5种元素在PM_(2.5)与PM_(10)中的富集因子值均大于10,其中Cd元素在PM_(2.5)与PM_(10)中的富集因子值最大,分别为367.29与458.45;PM_(2.5)中各类元素主要来自于扬尘源、工业源、燃煤源、燃油源,PM_(10)中各类元素主要来自于钢铁尘源、扬尘源、燃煤源、交通源;PM_(2.5)与PM_(10)中的Cr元素存在一定的致癌风险,其中对儿童的致癌风险ILCR分别为2.13×10^(-4)与3.58×10^(-4),高于成年人;PM_(2.5)与PM_(10)中各元素对不同人群的非致癌危险指数HI均小于1,不具备非致癌风险.
关键词
PM_(2.5)
PM_(10)
重金属
来源解析
健康风险评价
嘉峪关市
Keywords
PM_(2.5)
PM_(10)
heavy metals
source apportionment
health risk assessment
Jiayuguan City
分类号
X820.4 [环境科学与工程—环境工程]
X513 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于非对称铺层的复合材料弯扭耦合结构设计与试验验证
崔达
张鸣昊
李道奎
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
典型西北钢铁城市冬季大气颗粒物重金属来源解析及健康风险评价——以嘉峪关为例
肖凯
任学昌
陈仁华
付宁
张鸣昊
邸京
《环境化学》
CAS
CSCD
北大核心
2022
23
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职称材料
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0
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