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热应力作用下层合路面结构层间剥离内力分析 被引量:3
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作者 张乘胤 张能辉 +1 位作者 翁振辉 王伟 《力学与实践》 北大核心 2017年第4期336-342,共7页
温度变化会造成环氧树脂-混凝土特种路面结构边缘处产生脱层现象.基于层合结构热应力的两变量解析模型,推导了层间剥离力矩和剥离剪力.该方法避免了采用弹性理论求解局部复杂应力状态的困难,为解决层合结构边界脱层问题提供了新途径;由... 温度变化会造成环氧树脂-混凝土特种路面结构边缘处产生脱层现象.基于层合结构热应力的两变量解析模型,推导了层间剥离力矩和剥离剪力.该方法避免了采用弹性理论求解局部复杂应力状态的困难,为解决层合结构边界脱层问题提供了新途径;由此,研究了环氧树脂层的厚度和弹性模量对层间剥离内力和混凝土层最大拉应力的影响.计算结果表明,通过控制环氧树脂层厚度和弹性模量,可有效降低剥离内力,避免剥离破坏. 展开更多
关键词 层合结构 边界脱层 热应力 界面内力 解析法
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温度依赖的病毒DNA结构及其表观刚度的尺寸效应
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作者 张乘胤 张能辉 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期289-289,共1页
目的生命周期中病毒的力学性能与其生理行为密切相关。构建病毒DNA微观结构与其表观刚度之间的跨尺度关联,力图澄清近期关于病毒结构和力学性能实验结果的争论。方法基于低温电子显微镜所显示的病毒DNA结构特征,提出了刻画病毒DNA微观... 目的生命周期中病毒的力学性能与其生理行为密切相关。构建病毒DNA微观结构与其表观刚度之间的跨尺度关联,力图澄清近期关于病毒结构和力学性能实验结果的争论。方法基于低温电子显微镜所显示的病毒DNA结构特征,提出了刻画病毒DNA微观结构的双区新模型;基于Parsegian的DNA链间介观经验势和Purohit的DNA单区结构弯曲能,建立了描述病毒DNA双区结构自由能的连续介质模型,并采用功能互等定理推导出纳米压痕实验中病毒DNA的等效表观刚度。 展开更多
关键词 连续介质模型 病毒DNA 病毒结构 电子显微镜 纳米压痕实验 温度依赖 力学性能实验 生命周期
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粘弹性-弹性层合微悬臂梁的自由振动 被引量:2
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作者 张有畅 吴君正 +1 位作者 张乘胤 张能辉 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2017年第2期369-378,共10页
吸附膜的粘弹性性质对微梁生物传感器的固有频率有显著影响.首先,在欧拉梁假设下,采用线性粘弹性积分型本构关系和拉普拉斯变换方法,建立了动态识别技术中粘弹性-弹性层合微悬臂梁自由振动的基本方程;其次,采用空域分离变量法和时域微... 吸附膜的粘弹性性质对微梁生物传感器的固有频率有显著影响.首先,在欧拉梁假设下,采用线性粘弹性积分型本构关系和拉普拉斯变换方法,建立了动态识别技术中粘弹性-弹性层合微悬臂梁自由振动的基本方程;其次,采用空域分离变量法和时域微分求导法,获得了积分-偏微分系统的固有频率,并采用求解代数方程的卡尔丹公式和不等式的性质,在材料参数和几何参数张成的高维空间获得了齐次通解的结构;最后,研究了微梁的几何尺寸、吸附膜的粘弹性参数、膜基厚度比和模量比对微梁自由振动的影响.结果表明:吸附膜的粘弹性阻尼效应使得微梁的稳态固有频率低于瞬态固有频率;随着吸附膜松弛时间的减小,微梁瞬态固有频率漂移与稳态固有频率漂移之间的差别逐渐增大;通过控制膜基厚度比或模量比等参数可以使微梁振动进入弱阻尼振动区域. 展开更多
关键词 悬臂梁 层合结构 粘弹性 自由振动 固有频率
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DNA吸附膜热膨胀系数对环境条件的依赖性 被引量:1
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作者 吴春霞 张乘胤 +1 位作者 谭邹卿 张能辉 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期136-143,共8页
目的研究基底上DNA吸附膜热膨胀系数对环境条件的依赖性。方法将DNA吸附分子视为有预应变的宏观连续介质薄膜,建立了DNA膜-基底等效层合梁模型,预测温度载荷作用下DNA-微悬臂梁挠度;采用Parsegian经验势描述DNA吸附膜的介观自由能,利用... 目的研究基底上DNA吸附膜热膨胀系数对环境条件的依赖性。方法将DNA吸附分子视为有预应变的宏观连续介质薄膜,建立了DNA膜-基底等效层合梁模型,预测温度载荷作用下DNA-微悬臂梁挠度;采用Parsegian经验势描述DNA吸附膜的介观自由能,利用DNA液晶-基底多尺度挠度模型、思想实验法和等效变形法,建立DNA吸附膜微观结构与其宏观力学性能的跨尺度关系,预测基底上DNA吸附膜的热膨胀系数。结果在给定离子强度条件下,双链DNA吸附膜的热膨胀系数为(0.3~8.05)×10^(-4)/K,单链DNA吸附膜的热膨胀系数为(1.28~9.33)×10^(-4)/K。结论在微观作用竞争中起主导作用的构型熵变化决定了DNA吸附膜热膨胀系数对环境条件的依赖性;随着温度或离子浓度或DNA种植密度的增加,DNA膜热膨胀系数减小。研究结果对于基因检测及其调控具有指导意义,并为组织工程中组织器官的性能评估提供参考。 展开更多
关键词 DNA吸附膜 热膨胀系数 介观自由能 跨尺度表征 微梁检测
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光伏组件单元的热应力和内力分析 被引量:3
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作者 刘翰林 张乘胤 张能辉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期215-220,共6页
由于层间热失配效应和边界效应,在层合结构边缘存在局部剥离应力和界面剪切应力,引起光伏组件单元的破坏。针对此类问题,首先采用张能辉提出的两变量方法,给出层合结构内部轴向正应力和边界区域界面剥离内力的解析模型。随后进行有限元... 由于层间热失配效应和边界效应,在层合结构边缘存在局部剥离应力和界面剪切应力,引起光伏组件单元的破坏。针对此类问题,首先采用张能辉提出的两变量方法,给出层合结构内部轴向正应力和边界区域界面剥离内力的解析模型。随后进行有限元数值模拟,通过对比证明解析预测具有较高的准确性;同时讨论硅片层弹性模量和厚度对层间剥离内力和轴向正应力的影响。最后考虑温度变化,讨论导热层对光伏组件单元热应力和剥离内力的影响。 展开更多
关键词 光伏组件 层合结构 解析模型 热效应 热应力
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DNA纳米管的扭转刚度模型
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作者 卢伟 李孝斌 +1 位作者 张乘胤 张能辉 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2018年第1期33-38,共6页
刚度是衡量材料弹性变形难易程度的一个定量表征参数,与DNA纳米管静动力学特性及其结构生物功能密切相关.本文致力于研究DNA纳米管的扭转刚度.首先,在六角形均匀封装条件下,考虑到单个DNA杆件弯扭组合问题的静不定特点,我们利用平衡方... 刚度是衡量材料弹性变形难易程度的一个定量表征参数,与DNA纳米管静动力学特性及其结构生物功能密切相关.本文致力于研究DNA纳米管的扭转刚度.首先,在六角形均匀封装条件下,考虑到单个DNA杆件弯扭组合问题的静不定特点,我们利用平衡方程、变形协调方程和弹性本构方程,合理预测了DNA纳米管扭转实验中单个DNA杆件的弯扭组合变形,由此给出了DNA纳米管扭转刚度预测的解析模型.最后的结果表明,随着DNA杆数的增加,DNA纳米管的弯曲刚度显著增加,而其扭转刚度却几乎不变,合理解释了扭转实验中发现的现象.相关结论为DNA折叠结构的设计和应用提供了参考. 展开更多
关键词 DNA折叠 弯扭耦合 静不定问题 扭转刚度
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