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固体力学研究方向集锦9篇

时间:2024-01-04 15:10:14

固体力学研究方向

固体力学研究方向范文1

世纪之交,二维定向凝固技术是在我国发展起来的一门高新技术。它是在一维定向凝固基础上,将二维定向凝固原理和轴类、盘类零部件结合,依托二维定向凝固设备和工艺,旨在研制具有鲜明组织结构特征和性能特征的二维定向凝固材料而发明的一种高新技术。九五期间,在廖世杰带领的课题研究组十余年的刻苦专研下,二维定向凝固技术开始走上日程,也正是因为二维定向凝固技术在该领域的重要性,廖世杰和他的课题研究组备受世界各国科研人员的关注。

如今,廖世杰的努力得到了回报。他知道,二维定向思维的研究成功,不仅推动了科学研究的进步,同时对材料科学、强化理论、凝聚态物理、晶体生长理论等学科产生很大的影响;当然,这门高端技术不仅在国防领域意义重大,而且,它也使飞机在空故障率大大降低,飞机性能进一步提高,这将直接促进加强我国国防能力;提高工业许多产品综合性能,将引起透平压缩机,航空工业的涡轮机,船舶推进器等方面的发展;由于定向凝固材料综合性能高,这就使达到同一性能时定向凝固材料的体积减小和重量减轻,将会引起涡轮机,压气机、压缩机、推进器等整体设计的改变,建立新的标准;随着二维定向凝固技术的应用,作为超前技术,该项目存在着显著的潜在经济效益;它不仅适合于一种盘类机械零件部件的生产,而且可广泛应用于航空航天工业,军事工业,航海工业,机械工业等。

科学无止境,术业有专攻

多年来, 廖世杰把二维定向凝固技术作为凝固技术研究新的领域,受到世人关注。在无数次的研究实验中,他得出二维定向凝固涉及到了更复杂的工艺条件,尤其是镍基高温合金的二维定向凝固是在大于1400℃的高温温度场中进行的。由于这种材料的热导性能较差,因此对其热传输参数进行较为细致的研究以利于定向组织的生成则更显必要。并且随着廖世杰对科学的研究深入,二维定向凝固生长机理及性能与组织结构方面与一维定向凝固的异同将逐步揭示出来。 笔者有幸加入廖世杰教授主持的国家863课题“二维定向凝固及一步整体成型”。

在廖老师的带领下,研究取得了可喜的进展:从定向凝固整体盘中切取试样经固溶和时效后,经不同温度下拉伸,不同温度和拉力下的持久,不同温度和拉力下的蠕变等多项性能测试,均取得良好结果,许多数据结果甚至优于一维定向凝固的母合金试样的性能指标。从而为二维定向凝固的深入研究及实用化提供了坚实的基础,可以说,这是廖老师在二维定向领域的一个重大突破。

大爱不言谢,悠悠赤子心

2008年,我国汶川发生了里氏8.0级大地震后,作为一名中共党员,廖世杰心系灾区,时刻关注着抗震救灾工作的最新进展。面对不可抗力,他只能用自己那一翻对祖国、对人民的热情去诠释一名科技工作者的平凡。

固体力学研究方向范文2

【关键词】中药药理;扶正固本;补气方药

吴秉纯研究员1961年8月毕业于沈阳药学院药学专业,同年9月分配到黑龙江省中医研究院中药研究所药理室,从事中药研究工作至今,历任中药药理研究室主任,中药研究所所长等职。现担任中药药理实验室名誉主任;院学位与学术委员会委员;全国老中医药专家学术经验继承导师;黑龙江中医药大学兼职教授、博士研究生导师。同时兼任国家药品审评委员;省中医药科技进步奖、重大攻关项目、自然科学基金评审专家;《中药药理与临床》杂志编委等职,享受国家特殊津贴。吴老多年主持或主要参与了33项课题,获各级科技进步奖16项,新产品7项,通过厅级以上成果鉴定10项。近三年承担“保和丸”和“消渴”颗粒,有较丰富、独到的学术经验和技术专长。

导师具有五十年中药学实践和教学经验,尤以中药药理专业研究见长,主要研究方向为中药新药研究工作。既传承古训,潜心祖国医药学,又科学发展,站在现代的高度,形成了特定的学术思想。从师学习期间,我有幸成为全国第四批中医药学术继承人。本文就导师学术思想最为代表的扶正固本主张略加浅述。

1选择补气药研究

为了阐释扶正固本治则意义、实质,选择在扶正固本治则指导下的补益法(或称扶正固本法)之补益药(或称扶正固本药)。补益正气,增强体质,以提高抗病能力,治疗虚证的药物。补益法及补益法作用的药物有四方面,导师之所以首选补气法所用的补气药进行研究,理由有以下几点:

1.1“气”在人体具有十分重要作用补气药能补益脏腑之气,其中尤以脾、肺气虚证疗效最为显著。此气不仅是构成人体的最基本物质,也是维持人体生命活动的主要物质基础,它在人体具有十分重要的作用。

1.2人体的气具有多种生理功能如防御、推动、固摄、营养及温煦作用等。正气是防御功能的物质基础,它包括精、气、血、津液等多方面综合作用,而形成了机体的防御功能,其中气所起的作用是主要的,正气的防御作用,一是护卫全身的肌表,防御外邪的入侵,另一是邪气入侵后发生了疾病,正气与之进行斗争,驱邪外出或战而消灭之,防止邪气对机体的进一步损害,促进健康的恢复。

1.3补气药中的气系指正气是指与精、血、津液并列的气。补气药主要作用是扶正,使正气加强,除了有助于机体抗御病邪和驱除病邪的作用外,还有助于治疗“气虚证”。

1.4我省补气药资源丰富,是全国主产区之一有闻名中外的“宁古塔芪”、人参、五味子、刺五加等地道药材及地产药材,有明显天然、野生、无污染等地域特点,且资源丰富。

导师所以首先选择扶正固本治则进行研究,基于以下三点主要理由:

(1)正气不足是疾病发生发展的主要和内在根据,而邪气是导致疾病发生的外部条件。中医的发病学机理缘于人体正气的强弱,决定疾病的发生与否,并与发病部位、程度轻重有关。(2)正气不足是形成“虚证”的主要病机疾病发生之后,正气与邪气相互斗争所发生的病理变化,不是邪盛,就是正衰,形成了虚证和实证。正衰是指正气不足的病理变化,是形成虚证的主要病机。疾病发生发展之后,如出现正衰,形成虚证,“虚则补之”,对虚证的治则和治疗方法,就是在扶正固本治则指导下,采用补益法。(3)扶正固本治则符合中医“治未病”的预防思想在扶正固本治则指导下所确立的具体治疗方法,即补益法及其补益药不仅能扶助正气,治疗虚证,而且还能增强体质,提高机体的抗病能力,完全符合早在《内经》中就提出的“治未病”的预防思想,强调防患于未然。

1.5补气药有可能减轻或根治慢性支气管炎等慢性病60-70年代,我院开发研制的防治慢性支气管炎中药新药“满山红”,一味中药虽然有止咳、祛痰、平喘三方面作用,但满山红还是一个对症药物,还不能根治此病。导师认为中医学理论应用补益药,可有减轻慢性支气管炎复发,巩固对症药物疗效或有根治该病可能性。因为慢性支气管炎本质是“虚证”。“虚则补之”,这就是导师继满山红之后提出并选择刺五加补气方药和扶正固本治则进行研究的主要理由之一。

2选择刺五加等补气方药研究

导师继满山红之后在选择刺五加进行系统药理作用研究的基础上,又选择黄芪、玉屏风散、人参、四君子汤等补气方药,进行扶正固本作用及扶正固本治则探讨,结果证明了刺五加等补气方药扶正固本作用及其实质。

3刺五加等补气方药扶正固本作用及其实质

3.1增强机体的抗病能力:(1)提高机体器官系统功能刺五加不仅有增强机体非特异性免疫功能,而且能增强对机体的特异性免疫功能,对细胞免疫和体液免疫两者均有增强作用。此外还能增强骨髓造血功能,特别是肝脏的解毒及肾上腺皮质功能等。(2)抗应激作用刺五加、人参等补气药能增强机体对外界各种有害刺激因素的非特异性抵抗力,其作用是非特异和广谱的,即对不同性质的如物理的、化学的及生物有害性刺激均有提高机体抵抗作用。(3)刺五加、人参等补气药增强免疫一般具有调节的特点,是良好的生物反映调节剂。其对免疫的增强和调节作用与机体原有的免疫水平关系密切,免疫低下时,接受低剂量时就使免疫功能状态得到明显改善。

3.2双向调节作用刺五加、黄芪、四君子汤等补气方药具有双向调节作用。即当机体处于不正常情况下,起双向调节作用,使不正常的生理功能向正常方向发展,呈现逆转现象,亢进者低下,低下者提高。即刺五加补气药,还有另外一个特性,有调节机体紊乱的功能,使其趋于正常化,不论机体存在生理病理变化是亢进或低下,均可使其恢复正常。导师通过对刺五加系统药理研究及黄芪等补气药研究,在国内较早提出“双向调节”作用这一含义。

3.3扶正固本治则实质导师主要从扶正固本治则出发,证明了补气方药扶正固本作用及中医扶正系在于“调节机体气血阴阳偏盛,使之趋于正常化”含义正确,而且在国内较早从这一重要侧面阐明了中医扶正固本治则的实质,即“双向调节”作用。

3.4其它还证明了刺五加等补气药对中枢神经系统有调节作用:其抗应激作用与其下丘脑―垂体―肾上腺系统功能调节有密切关系,及其抗氧化作用等,亦为刺五加扶正固本作用及其实质提供了一定实验依据。

4提出发挥中医药防治病毒性感染方面优势

导师主张在中药新药研究方面,要发挥中医药优势和特色,提出要发挥中药在防治病毒性感染方面优势。为此,他率先亲自研制了防治病毒性肝炎新药―肝喜乐胶囊及乙肝复颗粒,前者已成为部级新药,并纳入国家药品标准。在导师发挥中医药防治病毒性感染优势的学术思想影响下,时任中药所长时先后研制了注射用双黄连等一批防治病毒性疾病中药新药。

吴老用他执著、朴实、勤勉的学风致力于中药科研领域。勤奋钻研,注重实验,我们看到吴老学术思想在国内地位及优势:

固体力学研究方向范文3

关键词:固体物理 研究性学习 研究热点

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(b)-0194-01

该文结合固体物理学本身的教学内容以及相关研究热点,谈谈自己在教学实践中将学科前沿发展动态融入“研究性学习”的一些体会,以求抛砖引玉,促进该课程教学的发展。

1.教学内容的组织与优化

根据课程内容的重要性和安徽大学物理与材料科学学院学科发展特点,我们在教学时,抓住课程主线,集中讲授核心内容,略掉枝节,并不做到面面俱到。我们将课程内容所有知识点按不同的特点细化为三层。

1.1精华知识层

这一层次的知识是固体物理学最基础、最重要的知识。我们精心设计教学案例,以引人入胜的提出问题的方式引导学生对核心知识点进行思考,探究,进而在课堂上精讲,总结。如,在简单介绍完“多晶体是由许多晶粒构成,品粒之间的交界处称为晶界,人们习惯上把晶界看作缺陷,而视完整晶体为主体”这一概念后,引导学生反向思考“如果晶界为主体,而小的晶粒所占比例较小,即:缺陷占相当大比例的材料”将会是怎样呢?并就此布置学生通过学校图书馆电子文献资源调研纳米固体材料,组织一节课时间的学术沙龙。通过这种方法,引入前沿课题不仅能够启迪学生的创造性思维,而且可以培养学生反向思考问题并进行学术交流的能力。再比如在讲授金刚石晶体结构时,引入碳纳米管、石墨烯这一当前研究热点,调动学生探讨碳的各种同素异形体及其相关应用。

1.2拓展知识层

这一层次知识的传授以课堂教学为辅,案例思考,课程论文为主的形式进行传授。学生在课堂上听了老师的讲解后,引导其在课下就自己感兴趣的问题通过文献调研、学术沙龙的形式向更深或更广的层次学习。如在讲授晶体热膨胀非谐效应时以为什么水泥地面中间总是有一道道空隙间隔为出发点,引导学生思考热膨胀现象,培养学生发现问题的能力。通过简谐晶体势函数展开非谐项的引入培养学生分析问题和解决问题的能力。最后,通过当前科研热点“零热膨胀材料和负热膨胀材料”概念的引入,培养学生调研文献和将所学理论应用实践的能力精神。

1.3自主学习知识层

学生在学习了第一层的精华知识后,完全有能力在此基础上自学相关内容。一方面培养了学生自主学习知识的能力,另一方面,节约了课时,保证了精华知识层和拓展知识层次的学习时间。

2.教学形式的革新及综合应用

(1)启发式教学:知识点在讲解时以一串环环相扣的问题为线索,当这一串问题都被解决后,知识点就成功地被学生掌握了。比如传授能带的形成时,与孤立原子的分离能级相对比,以晶体的成键作用如何影响其能级简并度为出发点,引入紧束缚近似理论,讨论其对能带的影响。进而引入当前科研热点:“金属绝缘体转变”,以虚拟实验金属钠晶体膨胀情形下,其电导率随品格常数a的变化规律为讨论对象,分组讨论如何应用紧束缚近似理论加以处理。

(2)案例教学:选取符合知识点应用要求的、贴近生活与技术发展的、学生感兴趣的案例,师生共同分析、讨论,从而提高学生的分析问题能力与知识应用能力。比如课程体系讲授到品格常数时,引入聚苯乙烯微球人工微结构概念和半导体超品格概念(超品格和微结构是比实际晶体的品格常数大的人造品格),并要求学生就相关概念进行文献分组调研,PPT制作,下次课程时间面向同学进行介绍。相比以前老师直接给学生举例的教学方式,案例教学法激发了学生的学习热情,使学生成为学习的主人、课堂的主角,课堂气氛生动活泼。

(3)综合性课题研究:结合固体物理学当前学科发展前沿,布置相关课题文献综述,如石墨烯,金属氢,Mort绝缘体,左手材料等要求学生以研究小组为单位申请相关课题,运用所学知识,结合文献调研进行研究。组长负责好组内分工,每位学生要有明确的任务,小组成员团结协作,共同完成任务,制作好PPT,并在课堂上各组代表展示本组研究成果,小组间提问交流,老师对设计成果进行评价。学生通过综合性课题研究,提高了利用所学知识解决实际问题的能力,激发了创造力,促进了学生间的交流与协作,加强了口头与书面表达能力,提升了学生的综合素质。

3.研究性教学实践体会与心得

3.1教师角色的转变

研究性教学以学生为主体,教师的主要任务不再是向学生灌输知识,而应把大量精力用在研究性教学方法的研究、研究性教学的设计与组织上。课程教学要以教师启发引导、学生小组讨论,课程论文撰写等形式进行。

3.2充分利用本学科的优势

教师应利用好所在学科的优势,将该优势与固体物理的教学有机结的结合起来。例如,x射线衍射是一种非常重要的材料研究方法,该课程的基本理论正好是固体物理的晶体结构部分。因此,固体物理教学时,可以结合x射线衍射实验,学生不但学到了理论知识,通过亲自实验,大大加深了对晶体结构的感性认识,同时也提高了学生的观察能力、动手能力和分析问题的能力。

固体力学研究方向范文4

摘要:

轴向高速运动可以削弱梁的横向刚度,使得结构的固有频率降低。研究了轴向运动对简化为梁类结构的战术导弹横向振动的影响。首先,将战术导弹简化为梁结构;其次,分别给出了考虑轴向运动导弹的梁模型与无轴向运动效应的梁模型;最后,通过算例分析了轴向运动效应对梁模态的影响。研究发现当考虑轴向运动效应后,弹体结构的频率有所下降,而下降速度与结构的质量分布模式有关,集中质量模型频率下降较慢,而等效密度模型频率下降较快。因此研究轴向效应对某型导弹横向振动频率的影响时,需要选择较准确的质量分布模式。

关键词:

轴向运动梁;导弹模态;Hamilton原理;固有频率

结构的轴向运动会诱发其产生横向振动并可能导致失稳,这一问题具有广泛的工程背景,受到了众多研究者的关注。这一类问题第一次由Mote在20世纪60年现[1-2],他对带锯以及轴向运动物质的振动特性进行了研究,探讨了影响结构稳定性的因素。轴向运动效应对于轴向高速运动结构的研究意义更大,如战术导弹结构,其飞行时速度较大,最大可超过10马赫,在考虑轴向运动效应后,对结构的固有频率的预示结果影响最显著,而固有频率的预示结果直接关系到姿控系统的设计以及弹上减振设备的设计,因此研究轴向运动效应对结构固有频率的影响是非常有意义的。前人在研究高超声速飞行器的结构动力学特性时,都是将其简化为两端自由梁模型,只考虑飞行器的质量分布及刚度分布,再计算固有模态,并不考虑轴向运动效应。Williams等[3]基于两端自由的Bernoulli-Euler梁,计算了某型高超声速飞行器的固有模态,根据飞行器不同的飞行时段,调整了系统的质量分布,计算了各时刻结构的模态,并进行了比较。Culler等[4]对高超声速飞行器进行建模时,不仅考虑了不同时刻飞行器质量的变化,而且考虑了气动加热时刚度的改变。MichaelA和Bolender等[5]建立了一个非线性的,基于物理的吸气式高超声速飞行器的动力学模型。再对模型进行线性化,结果表明存在一个为机身弯曲自然频率2倍以上的气动弹性模态,而且该模态与机身弯曲模态耦合非常强烈。尹云玉[6]在计算固体火箭的弯曲振动模态时,采用铁木辛克梁来模拟导弹,并给出了梁单元的刚度矩阵和集中质量阵的计算公式。综上所述,前人在研究导弹在飞行过程中的模态时,并未考虑轴向运动效应对横向模态的影响。为了研究轴向效应对简化为梁类结构的导弹横向模态的影响,本文基于战术导弹的结构参数提出了一种无轴向运动效应模型和两种考虑轴向运动效应模型,对比分析轴向运动效应对导弹固有频率预示结果的影响。

1结构模型

在分析战术导弹低阶结构动力学特性时,一般采用梁模型进行建模,其中导弹刚度分布采用各舱段的材料以及等效厚度的形式进行模拟,而质量分布采用通过集中质量进行模拟,描述关键部位、舱段连接处和关键器件的质量分布,且各分站质量以带质量的0维单元连接在各节点上。

1.1模型一:考虑轴向运动效应的梁模型图1所示为一任意截面的梁,该梁两端自由,梁沿其轴线方向可运动。设梁长度为l,在坐标a处连接一集中质量m,在小扰动下梁在坐标x处的横向位移为y(x,t)。梁的截面变化连续,面内抗弯刚度为EI(x),梁单位长度的质量密度为ρ(x),梁在轴向的刚体运动速度为v(t)。此处不考虑梁轴向的伸缩变形。由以上公式推导过程可以看出,轴向运动对结构动力学特性的影响主要体现在刚度项上,而其中速度和加速度对刚度项的影响均为其与质量特性的乘积关系,而此处结构的质量特性体现在两个方面:一个是结构沿长度方向的单位长度密度,二是集中质量。由于一般给定的质量属性是按照分站集中质量的模式给出,分站质量不仅模拟了舱段结构的分布质量,同时也模拟了某些器件的集中质量。所以本文在研究模型一时假设以下两种质量模型:集中质量模型:以分站质量形式连接在梁各分站位置,该方法为当前导弹动特性计算分析方法。计算时直接将各分站质量作为集中质量连接在各对应位置。

1.2模型二:无轴向运动效应梁模型不考虑轴向运动对梁横向振动的影响,梁单元采用普通梁模型,其中采用形如下式的型函数导数与材料参数矩阵乘积在单元长度上积分的方法,得到各单元的刚度矩阵。

2算例

本小节通过算例对比不同模型在预示弹体结构固有模态时的差异性。基于1节中的计算公式,采用Matlab编程分别计算可以得到两种导弹模型的前3阶固有模态。本节中分别在导弹首秒和末秒状态下,研究两种模型的固有频率随轴向飞行速度的趋势。为对比固有频率预示结果,模型一的各阶振型函数采用模型二计算得到的振型函数。其中,模型二计算得到的首秒与末秒的前3阶归一化振型如图2和3所示。根据如图2和3的振型结果,对两种模型的固有频率随轴向飞行速度变化规律进行预示。首秒状态下,两种模型的固有频率随轴向飞行速度变化趋势的预示结果如图4~6所示。末秒状态下,两种模型的固有频率随轴向飞行速度变化趋势的预示结果如图7~9所示。从以上的预示结果可以得出以下结论:a)在0马赫时,等效密度模型与集中质量模型的频率预示结果在吻合较好,在第3阶误差稍大,达到4%左右。这是由于本文中将集中质量的转化为等效密度的方法造成,使得计算的等效密度可能与真实状态有误差[8];b)考虑轴向运动效应时,等效密度分布和集中质量分布的固有频率均出现不同程度的下降,这一现象与文献[9]一致,而下降速度与导弹所用的质量分布模式有关;c)等效密度模型的频率下降速度较快,首秒状态下第1阶和第2阶在1马赫左右下降约3Hz,而第3阶在2马赫时下降了近10Hz,而末秒状态类似,第1阶在3马赫左右下降了3Hz,而第2阶和第3阶在1马赫左右下降了6Hz;d)集中质量模型的频率下降较小,在10马赫时各阶频率下降均在1%以内;e)由于实际导弹的质量分布是介于集中质量分布模式与一致质量分布模式之间的,因此在研究轴向效应对某型导弹横向振动频率的影响时,需要选择较准确的质量分布模式。

3结论

固体力学研究方向范文5

关键词:梁柱节点;加固;综述

中图分类号: TU528.571 文献标识码: A 文章编号:

1 概述

梁柱节点是框架结构的关键构件,起着传递、分配内力和保持框架结构整体性的作用。主要由梁柱相交的节点核心区,以及与核心区相连的梁、柱端构成。在混凝土结构设计中,节点的力学性能往往决定了框架结构的整体受力情况。同时框架节点的破坏会对结构整体的安全性能产生不利影响,后果非常严重。当框架节点由于一些原因:诸如设计或施工不当,使用功能或环境改变,对结构抗震要求提高等原因造成承载力不足,延性、刚度不满足要求时,需对其进行加固补强。本文总结了钢筋混凝土梁柱节点的加固方面的研究现状,为未来的研究方向提供参考。

2 主要加固方法

近年来,对钢筋混凝土梁柱节点的加固方法主要包括:注入树脂修复、更换材料、混凝土外包加固、外包钢加固以及纤维复合材料加固等。这些方法根据所需的人力财力,都有各自的应用范围。这些方法的根本目的就是改善梁柱之间的受力模式,使其分配的内力更加合理。当框架节点的破坏模式由柱的屈服或节点脆性破坏转变为框架梁段塑性铰区域转动破坏时,结构的整体承载力和延性将大为改观,同时也符合强柱弱梁的设计思路。下面将对这些研究方法的主要研究进展进行介绍。

3 加固方法研究进展

3.1 注入树脂修复

对梁柱节点在受理过程中产生的裂缝进行注入树脂修复是较早的加固方法。French等学者最早开展了相关的实验研究[1]。他们使用真空浸渍技术修复了由于不适当锚固导致损伤的单向和双向连续节点。试验结果表明,真空浸渍的树脂修复可以有效修复大面积的损伤。这种方法同样被Beres等[2]学者采用,但他们的实验结果显示这种修复对于节点的抗震性能没有明显改善。此后的相关研究都表明,使用树脂修复加固后的框架节点,其钢筋的锚固性能难以达到破坏前的水平,因此这种加固对改善梁柱节点的力学性能的效果相对较差。

3.2 更换材料

当节点受到较大程度的损坏时,可以考虑更换部分或全部的纵向受力钢筋、混凝土保护层等。Karayannis等[3]学者通过试验表明,对于不含箍筋的节点,这种加固修复方法可以有效提高节点的极限承载力和延性。Tsonos使用更高强度混凝土替代了原先的混凝土,修复了两个框架节点试件[4]。试验结果表明,节点的强度、刚度及耗能能力有了明显的提高。但这种方法也存在局限性,当需要加固的构件无法接近或需更换的部位不方便处理时,这种加固方法在实际工程中难以推广。

3.3混凝土外包加固

混凝土外包在柱子的加固中也可称为增大截面法,这是最常使用的一种加固方法。通过增大混凝土的受力截面,提高构件的承载能力。众多学者的研究表明,混凝土外包可以有效提高框架节点的力学性能,但其存在的主要问题包括:首先,会导致大量的混凝土施工工作,延长修复周期;其次,增大了构件的尺寸就相对的减少了房屋的使用空间和净高;最后,增加了结构的重力荷载,这在考虑地震作用时是尤为不利的。

3.4 外包钢加固

许多研究表明,使用外包钢板法可以有效提高梁柱节点的承载力和延性。Corazao等人对梁柱板节点进行了加固,采用方法为:使用螺栓和树脂将钢板包在柱子四周,同时焊接加劲肋,同时在钢板外浇筑了一层混凝土保护层[5]。Beres等人[2]考虑了两种不同的钢板布置方案,对中节点和边节点分别进行了加固。为了避免梁底钢筋屈服,中节点采用螺栓锚固钢板在梁底的加固方法,同时用钢钉将钢板与柱子相连。经过加固,节点的破坏区域发生了改变,同时极限荷载增加了20%,刚度增大10%到20%,而耗能能力没有明显改善。对于边节点,加固的目的主要在于将塑性铰区域固定在梁中,同时增加对节点的侧向约束。因此,钢板主要被布置在柱的上下端,这样的结果为:极限荷载增大33%,初始刚度增大12%,同时构件的耗能能力大大提高。

3.5 纤维复合材料加固

从1998年开始,学者开始考虑使用纤维复合材料加固梁柱节点。Prota等人[6]使用碳纤维筋与外贴片加固了承受三种不同轴压力的中节点。Ghobarah等人[7]测试了四组边节点试件。试件被设计成为剪切破坏模式,经过玻璃纤维片材加固后,破坏模式发生了变化。由于采用的具体加固方式不同,加固效果差异很大。对于锚固处理较好的试件,破坏多发生于梁端塑性铰区域,而锚固措施不到位时,会发生片材剥离,试件发生剪切破坏。整体来说,使用纤维复合材料加固具有质量轻、施工方便、加固效果比较不错等优点,但其锚固措施需要充分考虑。

4 结语

经过对针对梁柱节点的主要加固方法的总结,可以比较其优势与不足。总体来说,在能保证锚固和构造要求的的前提下,使用纤维复合材料加固可以获得较好的加固效果与施工经济性。

参考文献

French, C. W.; Thorp, G. A.; and Tsai, W. J., “Epoxy Repair Techniques for Moderate Earthquake Damage,” ACI Structural Journal, V. 87, No. 4, July-Aug. 1990, pp. 416-424.

Beres, A.; El-Borgi, S.; White, R. N.; and Gergely, P., “Experimental Results of Repaired and Retrofitted Beam-Column Joint Tests in Lightly Reinforced Concrete Frame Buildings,” Technical Report NCEER-92-0025, SUNY/Buffalo, 1992.

Karayannis, C. G.; Chalioris, C. E.; and Sideris, K. K., “Effectiveness of RC Beam-Column Connection Repair Using Epoxy Resin Injections,” Journal of Earthquake Engineering, V. 2, No. 2, 1998, pp. 217-240.

Tsonos, A. G., “Seismic Rehabilitation of Reinforced Concrete Joints by the Removal and Replacement Technique,” European Earthquake Engineering, No. 3, 2001, pp. 29-43.

Corazao, M., and Durrani, A. J., “Repair and Strengthening of Beamto-Column Connections Subjected to Earthquake Loading,” Technical Report NCEER-89-0013, SUNY/Buffalo, 1989.

固体力学研究方向范文6

[关键词]半固态成型 流变成型 触变成型 发展现状 展望

中图分类号:TQ175.6+2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)03-0115-01

目前,半固态成型方法已有许多新的发展,国外已大量用于工业生产,国内仍处于研究和试验阶段。本文对半固态技术的发展进行了阐述,并对我国的半固态成型做了展望。

1 半固态成型技术

1.1 半固态成型技术的概念

半固态这一概念,最初来自于美国麻省理工学院在研究半固态Sn-15%Pb合金高温撕裂的力学性能时[1],发现金属材料在凝固过程中经强力搅拌后,枝晶网络骨架被打碎[3],成为近球状组织,此时的半固态金属具有成型时所需要的优异性能,易于通过普通加工方法制成制品,并冠以半固态成型,一直沿用至今。

1.2 半固态成型技术的特点与优势

金属材料无论是由固态向液态转变还是相反的过程,不可避免的存在者固液共存的状态即半固态。半固态成型利用半固态金属固液共存所呈现出的特性即流变性和触变性[4]。

半固态成型技术利的特点和优势是:

首先,半固态成型具有潜在工业应用价值。减少了凝固潜热,降低铸型的热蚀,提高模具寿命;减少了凝固收缩,减少了缩孔,降低偏析,细化晶粒,可进行后续热处理。

其次,半固态成型流动应力比固态金属低。变形抗力非常小,可成型复杂零件,提高零件成型速度,缩短加工周期,提高材料利用率,降低成本。

最后,半固态成型黏度比液态金属高且容易控制。充型平稳,减少气体卷入和氧化,改善材料加工性能;减少粘模倾向,可进行更高速的零件成型,改善零件表面光洁度,易实现自动化。

由此可见,半固态成型技术具有四个特征:一是被加工材料的状态是固液混合物,而不是纯液体或纯固体;二是加工温度范围在合金固相线温度和液相线温度之间;三是材料中的固相是非枝晶形态,而不是常见的树枝晶;四是成形可以有外力(零件成形),也可以是重力(半固态连铸)。因此,利用半固态的特性,显著提高了成型精度和效率,有着巨大的工业应用潜力。

2 半固态成型技术的发展现状

2.1 半固态成型技术的国内外发展现状

我国是20世纪70年代末开始对半固态进行研究并取得了一些成果。如北京有色金属研究总院利用电磁搅拌设备已能够连续生产直径为80mm的铝合金半固态坯料,并与东风汽车公司合作,试验用半固态铝合金生产汽车零部件;重庆大学与重庆九方铸造公司合作,采用触变成型技术制成JH70型摩托车发电机支架;北京科技大学用电磁搅拌法成功制备出半固态AlSi7Mg合金,并用触变成型技术生产出汽车制动总泵泵体毛坯。

北京有色金属研究院的半固态研究开发部,多年以来该部共承担国家“863”、“973”等大型项目8项,近年来,已建成国内第一条年产300吨的铝合金半固态材料制备生产线,现可批量提供A356、ZL108、AS9U3、 A390、7075、AHS、2024、6061、5657等多种合金牌号的半固态坯料,同时还可提供半固态坯料制备、流变制浆机、二次加热专用加热设备等铝合金、镁合金半固态加工成套设备和技术服务。

目前,美国的半固态成型技术处于全球领先地位。阿卢马克斯公司已建成2座半固态铝合金成型汽车零件生产厂,其生产的半固态模锻铝合金汽车制动总泵体机加工量只占铸件质量的13%,且质量减少了13%左右[2]。此外,Hot Metal Molding公司、Lindberg公司、EPCO Division、HPM Corporation等公司均已应用半固态成型技术生产形状复杂的零部件。如汽车用刹车制动缸体和铝合金轮毂、空调设备部件、转向与传动系统零件、活塞、燃油系统零件等,并且这些零件已应用于Ford、Volvo、BMW和Audi等欧美名牌汽车上[5]。近年来用半固态技术生产的航空航天器上使用的电子器件的连接部件等已应用于军事航空领域。这些半固态成型零件包括许多销和定位装置,它们的公差精度接近甚至优于机加工。欧洲各国中如意大利Stampal SPA公司利用半固态铝合金为Alfa Romeo Spider Sports Car;英国的P.Kapranos等采用半固态变成型技术将M2工具钢制成高精度、高表面品质的齿轮;Thixnmat公司1994年开始采用触变成型技术进行铝合金齿轮箱的生产,每件生产时间仅28秒,平均质量偏差0.5%,孔的精度为0.02,只需对其进行表面抛光处理即可。亚洲国家中日本的一些公司也开始从事半固态成型件的生产,如SpeedStar Wheel公司已成功利用半固态成型技术生产铝合金轮毂。

2.2 我国半固态成型技术发展展望

我国对半固态成型技术的研究虽然较晚,但是在基础理论研究方面与国外并不存在明显的差距,我国从20世纪80年代开始,国家自然科学基金、863计划、973计划先后支持了不少高校和科研单位从事半固态成型技术的研究;哈尔滨工业大学、东南大学、北京有色金属研究总院等高校和科研单位也有诸多科研成果在国际权威学术期刊发表。然而,我国半固态技术的工业应用却鲜有实例报道。目前仅半固态研究开发部建成了年产300万吨的铝合金半固态材料制备生产线。究其原因,这与我国企业的发展模式有较大的关系。这些年来,支持半固态成型技术的科研经费主要来自于国家以及政府单位,鲜有企业愿意提供经费从事这方面的研究;同时,相关企业过于注重近期利益,不愿改进或采用新工艺,不愿与科研单位合作开展专题研究等,都限制了我国半固态成型技术的工业应用与发展。总体而言,我国半固态成型技术的工业应用规模仍然较小,相对滞后。为了提高我国在国际市场上的竞争力,有必要推动半固态成型技术在我国的长足发展和应用。因此,认为应该采取以下措施:

(1)继续加强半固态成型技术的基础理论研究。

(2)要进一步加大基础理论和技术创新的投入力度,争取走在基础理论的研究前沿。

(3)应开发具有自主知识产权的半固态浆料制备新技术,降低坯料的生产成本,提高生产效率。

(4)大力开发新型合金的半固态成型工艺,努力扩展半固态成型技术的应用范围。

(5)国家应该鼓励相关企业参与半固态成型技术的研究,鼓励相关企业积极引进、吸收国外先进半固态成型技术。同时采取一定的优惠政策,鼓励企业进行技术改造,努力为广大科研单位创造试验平台,争取在最短的时间内将先进研究成果转化为生产力。

参考文献

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固体力学研究方向范文7

颈椎的侧块位于椎体的后外侧、椎弓根和椎弓的结合部,由分别向头侧突出的

上关节突和向尾侧突出的下关节突组成,左右各一。相邻节段的上下关节突构成小

关节,并将侧块连接在一起形成一个骨性柱状体。双侧的小关节和侧块同前方的椎

体及椎间盘一起构成颈椎的椎间关节并形成三个相互平行的骨性圆柱,这种结构形

成了颈椎稳定的基本框架[1]。有关侧块的详尽解剖学测量数据尚未见报告。

Howards观察到相邻侧块中心间的距离平均为13mm,螺钉在侧块内以向头侧15

°、向外侧30°进入,深度为10-11mm时不会触及神经根[2],这在一定程度上反

映了侧块的高度和前后径长度。脊神经根从侧块前方通过,它是侧块周围的重要结

构之一,从侧块后方中点到神经根的平均距离为5.6mm[3]。脊神经后枝是围绕侧块

的又一重要结构,Ebraheim发现脊神经后枝平均高度从C3(2.2±0.6)mm到C7(1.2±

0.2)mm渐趋减小,脊神经后枝到上关节突尖端的平均距离在C5最大(7.4±1.6)mm,

而在C7最小(5.5±2.9)mm,脊神经后枝与侧块上关节面的夹角范围是23.3°±14.

3°到29.8°±11.2°[4]。颈椎小关节的完整对维持颈椎的稳定性有很大的作用。

Zdeblick等对人体颈椎标本在轴向负荷下的伸屈和旋转运动做了观察,发现小关节

被切除50%后其抗扭力能力明显降低。在伸屈运动中,有关颈部的应力变形,在完

整标本、椎板切除的标本和25%小关节切除的标本间无显著差异,而在小关节切除

50%的标本上应变增加了2.5%,在切除75%和100%的标本上则增加了25%[5]。Rober

t[6]的研究证实:椎板切除破坏了颈椎的稳定性,而侧后方小关节融合,可使椎板

切除后的颈椎重新获得稳定并防止进行性畸变的发生。其方法是经小关节钻孔,用

钢丝将纵形条状骨块绑在小关节上。融合的目的在于防止颈椎的旋转不稳、畸形或

微小运动引起的滑椎。52例病人中,有50例稳固融合,未发生畸变和不稳。Richa

rd等在一项包括两个椎体及周围结构的颈椎运动节段的剪力试验中发现:小关节被

切除50%以上时,其抗剪力的能力被显著削弱(实验中发生小关节骨折)[7]。无论是

单侧或双侧小关节切除都明显地改变了颈椎功能单位耐受屈曲负荷的力量。Josep

h等人的生物力学试验表明,单侧小关节切除致使其承载屈曲负荷的能力平均降低

31.6%±9.7%,而双侧小关节损伤则平均降低53.1%±11%[8]。Liming等人的研究更

进一步证实了小关节损伤对颈椎整体稳定性的影响。通过对C4-C6运动节段的试验

发现:旋转运动的幅度随小关节切除范围的增多而增加,最大变化发生在双侧小关

节切除50%和75%的标本,同时其纤维环所受应力也随之增加;在侧屈试验中,旋转

度增加11%,纤维环应力增加30%。他们认为小关节切除造成纤维环应力的增加大于

椎间关节强直所引起的应力增加,双侧小关节切除50%以上,可显著增加纤维环的

应力和运动节段的活动幅度[9]。

由此可见,颈椎小关节对保持颈椎的稳定起着重要作用。两侧的侧块及关节对

颈椎后方的稳定起了支柱作用,小关节的破坏即意味着颈椎整体稳定性的破坏;相

反,小关节的稳定便构造了颈椎整体的稳定。

2 颈椎侧块在后路内固定中的应用

尽管有关侧块的解剖学测量的研究未见报告,但与侧块有关的颈后路内固定方

法却早已用于临床。最早采用钢板螺钉作颈后路经侧块内固定的是Roy-Camille,

此后Magerl和Seemann对此技术进行了改进,以期增加螺钉与侧块的咬合力,其主

要不同在于螺钉在侧块中的轨迹不同[2]。Heller等[10]从解剖学上对Roy-Camil

le和Magerl的技术作了比较,在26个新鲜颈椎标本上依据Roy-Camille或Magerl描

述的方法将螺钉拧入C3-C7侧块,以确定两种方法对神经根,椎动脉和小关节所构

成的潜在危险。在Roy-Camille技术中,进钉点在侧块中心(小关节后面顶点),螺

钉方向:由后内侧指向前外侧,与矢状面成10°角,以避开椎动脉,螺钉直径3.5

mm,穿透前后双层骨皮质。而在Magerl技术中螺钉进点在侧块中点内上2-3mm,向

上倾斜与上关节突关节面平行,向外倾斜25°,螺钉贯穿前后骨皮质,尖端位于关

节突前面的上外侧。以上两种方法,钉尖所在位置是否合适,以侧块的三区分级系

统(Three zone grading sys—tem)决定,即将侧块分为上、中、下三区,上区从

上关节突上缘至横突上缘根部;中区在横突根部上下缘之间;下区从横突根部下缘

到下关节突下缘。侧块的上1/3(上区)代表Magerl技术螺钉尖端所在的位置,下1/

3(下区)是Roy-Camille技术钉尖所在的正确位置。在实验中,对每一个螺丝钉的

位置根据其对神经根、椎动脉的潜在危险,对小关节的影响,及所在的区进行评估

。结果表明,Roy-Camille技术损伤神经根的可能性很小,螺丝钉进入三区以外的

可能性较小;而Magerl技术损伤小关节的危险性较小,两种技术均未构成对椎动脉

和脊髓的威胁。实验还表明出现神经根损伤的机会与外科医生的技术熟练程度有关

,一旦技术熟练以后发生神经根损伤的机会将明显降低。该实验采用直径3.5mm的

皮质骨螺钉,但未涉及钉长以及采用此种螺钉的解剖学依据。Howards等对C3-C7小

关节之间的距离、C7-T2椎弓根的形态也进行了研究,目的是确定颈后路经侧块钢

板螺钉内固定的潜在危险性。为此他们对22个颈椎标本进行了研究,发现从C3-C7

上下相邻两侧块中心之间的距离在不同个体变化较大,范围从9-16mm,平均13mm,

钢板的设计必须适应在不同个体和不同节段间的这种变化。由于神经根在上关节突

前外侧穿出,因此向内侧和向头侧的角度越大,损伤神经根的可能性越大,螺钉理

想的穿出点在横突上缘与侧块的结合部。进钉点在侧块中心内侧1mm,进钉深度7-

18mm,平均10mm[2]。Anderdon等对30例颈椎不稳的病人进行了颈后路A0重建钢板

内固定和植骨术,所采用的进钉点和Howards方法相同,进钉方向:向外10°,向

上30°-40°(平行于上关节突关节面)[11]。Ebraheim等基于对脊神经后枝所在位

置的测定认为Magerl和Anderson的进钉途径较Roy-Camille技术更易伤及脊神经后

枝,而引起单侧颈背痛或感觉异常[4]。

侧块的正前方是位于横突孔中的椎动脉。Ebra-heim等的解剖学研究证实了向

外10°的进钉方向不会对椎动脉构成威胁[12]。以上所述多针对于手术危险性的探

讨,而John等则着重研究了不同类型的螺钉与侧块结合力的大小。研究采用12个新

鲜颈椎标本,先经放射学检查确定标本完好无损,然后再经CT扫描测定每一标本C

2-C7椎体松质骨骨密度;试验采用6种不同直径和不同螺纹的螺钉,(2.7、3.2、

3.5、4.5mm皮质骨螺钉,3.5mm松质骨螺钉,3.5mm自攻螺钉),准确固定到颈椎侧

块上,然后测定螺钉的轴向拉出阻力。对所得数据进行分析以决定螺钉直径、螺纹

形状、颈椎节段、骨密度以及是否穿透双层骨皮质等因素与拉出阻力的相关性。实

验结果显示:最大拉出阻力为直径3.2、3.5和4.5mm的皮质骨螺钉,并且均需穿过

双层骨皮质;最小拉出阻力为3.5mm自攻螺钉(无论是穿过单层或双层骨皮质)。椎

体松质骨密度与拉出阻力无关,不同颈椎节段骨密度无显著差异,然而在不同节段

螺钉拉出阻力却有显著性差别,拉出阻力最大的是C4,向头、尾侧顺延则逐渐变小

。研究资料提示:医生不仅要考虑螺钉的类型和大小,也要考虑螺钉应钻透单层或

双层骨皮质,穿透双层骨皮质会对局部解剖结构构成更大危险,但是由于首尾侧颈

椎侧块与螺钉咬合力更弱,在这些部位螺钉钻透双层骨皮质是可取的[[[[13]。Ma

rgaret E.Smith等采用人颈椎标本和Roy-Camille钢板作了一项颈椎稳定装置的

生物力学试验,发现Roy-Camille钢板可有效地固定严重不稳或严重损伤的颈椎;

螺钉脱出最易发生在颈椎的头尾端,即钢板两端的螺钉是固定的薄弱环节[14]。M

icheal的临床病历统计分析支持以上结果。17例多节段颈椎病患者采用后路经侧块

内固定,l例出现C7侧块螺钉松动(无症状)[15]。颈椎侧块旁的另一重要解剖结构

是椎弓根。由于椎弓根内固定技术在胸腰椎的广泛应用,提示人们对颈椎进行类似

的固定,而螺钉的入点就在侧块上。为此国内孙宇等对50例健康成人颈椎椎弓根进

行了观察,表明C3-C7具备了行椎弓根螺钉内固定的条件,为螺钉的设计和手术定

位提供了解剖学依据[16]。Ladd等则更详尽地研究了颈椎椎弓根的形态以及椎弓根

钉的进钉部位和方向,并对经椎弓根内固定和经侧块螺钉内固定进行了生物力学试

验。结果证实,椎弓根螺钉的拉出阻力显著大于侧块螺钉的拉出阻力[17]。王东来

等对下颈椎椎弓根内固定作了进一步的解剖学研究,对进钉点做了精确定位。19例

临床应用中无一例神经、血管及内固定并发症[18]。但就颈椎所受负荷而言,经侧

块内固定是否即能达到固定要求,而不必再采用更为复杂的经椎弓根内固定技术,

尚需进一步研究。

3 几种颈椎内固定技术的比较

颈后路内固定技术已成为颈部损伤、不稳定的有效治疗方法。Gill等对四种不

同的后路内固定方法作了比较,通过生物力学实验,试图揭示不同手术方法所能提

供的相对稳定性。这些术式包括:(1)Rogers棘突间钢丝内固定;(2)Halifax椎板

钩;(3)经侧块1/3管状钢板内固定(采用单层骨皮质螺钉);(4)经侧块1/3管状钢板

,双层骨皮质螺钉内固定术。通过人体颈椎标本的屈伸运动试验,发现上述第四种

术式提供了最强劲的稳定性,而其它三种方法所能达到的稳定性则相对薄弱[19]。

Weis等人的研究也表明,后路经侧块内固定对颈椎运动节段和全颈椎的稳定作用明

显大于后路钢丝内固定[20]。Roy-Camille对颈后路钢丝内固定和钢板内固定进行

了体外实验,在韧带损伤的模型中,棘突间钢丝内固定增加了33%的屈曲稳定性,

而经侧块钢板内固定则增加了92%的稳定性。Gill等发现,所有后路内固定技术对

屈曲型韧带损伤病例的固定效果均优于Garspar前路颈椎钢板[19]。Jettery等通过

体外动物模型试验和人体颈椎标本试验对椎板下钢丝内固定、Rogers钢丝内固定、

Bothlman三重钢丝内固定、AO钩板内固定以及Cas-par前路钢板内固定进行了比较

。在抗屈曲和旋转稳定方面以上任何两种方法之间均无显著差异,然而Caspar前路

钢板与所有后路内固定方法相比,却明显增加了颈后部应。因而在治疗屈曲损伤中

效果较差[21]。

就经侧块钢板内固定术本身而言,不同进钉方向或螺钉在侧块中不同的走行距

离所提供的稳定作用也有差异。Montesano和Jnach比较了Roy-Camille和Magerl两

种方法,发现Magerl技术具有更可信的稳定作用[11]。在后路内固定技术中,最稳

定的当属Magerl钩板技术,尤其是在抗屈曲应力方面。板的上部由螺钉固定在侧块

上,下部成钩状钩在下位椎骨的椎板上。

在伸展型损伤中,后路钢丝内固定技术的稳定作用较差,在此情况下,后路钢

板却能发挥更可信的稳定作用。尽管Rogers Mcfee,Edwards等分别报道了颈后路

钢丝内固定技术对于不同类型颈椎损伤的可信疗效,但对于多节段椎板切除及椎板

、棘突骨折的病人,钢丝内固定技术的应用也受到了限制[11]。Joseph证实在节段

性推板切除的颈椎,经关节突和椎板切除节段以下颈椎棘突穿钢丝捆绑纵形骨块不

能维持颈椎的稳定性[20]。

4 结 论

    4.1 双侧侧块关节和前方的椎体、间盘结构共同构成了颈椎稳定的基本框架

。以上结构的破坏即意味着颈椎稳定性的破坏。

    4.2 颈后路内固定技术正在被越来越广泛地应用,术式可概括为两类:一是钢

丝捆绑式内固定,二是经侧块钢板、螺钉内固定,其中后者具有更广泛的用途。

    4.3 经侧块钢板螺钉内固定术,其进钉部位和角度各有不同,有代表性的为R

oy-Camille和Magerl两种方法,后者稳定性更好,手术对神经根,椎动脉,小关

节损伤的发生率与术者的熟练程度有关。

    4.4 经椎弓根内固定技术的可行性,已有实验论证,并已初步用于临床。由于

经侧块内固定已能达到满意的固定,因此是否有必要采用经椎弓根内固定尚待论证

。此外二者的手术危险性尚未比较。

    4.5 检索5年的中外文资料,未见有关侧块的详尽解剖学测量数据的报告。但

Johng Heller的实验中采用了直径3.5mm的螺钉,Howards的研究发现相邻侧块中

心间的距离平均13mm,螺钉进钉深度平均10-11mm。这在一定程度上勾画了侧块的

大小。

    4.6 经生物力学试验显示,直径3.2、3.5、4.5mm的皮质骨螺钉,穿透双层骨

皮质,具有最大的拉出阻力,其中3.5的螺钉力量最大。经侧块钢板螺丝钉内固定

,钢板首尾两端的螺钉是固定的薄弱环节。

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固体力学研究方向范文8

[关键字] 固体矿产资源 评价 研究

[中图分类号] P624.6 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-2-1

1 固体矿产资源评价概念与任务

固体矿产资源评价是指利用地质工作中所获取的相关数据与资料,应用地质理论和科学的方法,在总结成矿地质条件和成矿规律的基础上,将其转化为矿产资源信息,从而对地壳的某一部分或某一单元内矿产资源的潜力、利用的可能性及其经济价值做出合理的评估。其任务就是尽可能多地搜集评价区内的信息(地、物、化、遥信息),在现代地质成矿理论的指导下,提取成矿信息,并对各种成矿信息进行综合分析,以确定成矿有利地区,估算其资源量和经济价值。

2 固体矿产资源评价的意义

固体矿产资源评价涉及多门地质学分支学科,属于综合性和实用性很强的交叉学科,矿产资源评价的成果既是编制经济发展中长期规划和部署地质工作的科学依据之一,又是对固体矿产资源的科学管理,对扩大寻矿效果,进一步提高矿产勘查工作的经济效益具有重要的现实意义。

3 固体矿产资源评价发展阶段

(1)矿产资源评价的探索阶段。在50-60年代,以阿莱斯提出单元中矿床数服从泊松分布的矿产资源定量评价模型作为起点,进行各种形式的区域性成矿规律和成矿预测研究。其实质是在确立典型区域成矿条件下,使用经验地质类比法,把找矿目标从已知区推向未知区。

(2)矿产资源评价的实用推广阶段。在70-80年代初,进行成矿预测理论和方法全面总结。1976年在挪威的洛恩举行的国际地质对比计划98项专题提出了六种资源预测的标准方法,有区域价值法、丰度估计法、体积估计法、矿床模拟法、德尔菲估计法和综合方法。美国斯坦福大学国际研究所人工智能中心建立的勘探者(PROSPECTOR)专家系统为代表,它是世界上最早的成矿预测专家系统。而我国起步较晚,以赵大鹏院士领导的研究集体建立的中大比例尺矿床统计预测专家系统(MILASP),王世称教授领导的研究集体跟踪国家"863"计划完成的综合信息成矿系列预测专家系统为代表。这一阶段,矿产资源评价进行地质经验类比的定性评价与数学统计的定量评价开始汇集为统一的系统,开创了矿产资源评价的新篇章。

(3)矿产资源评价的信息化阶段。在80年以后,随着科学技术的进步,世界各国对矿产资源需求与日俱增,日益严峻的矿产资源短缺形势推动了矿产资源评价的新高潮。现代矿产勘查工作产生的地质、地球化学、地球物理、遥感、GIS等大量专题信息,通过计算机定量分析技术进行信息合成和综合。我国矿产资源定量评价方法在20世纪90年代也有突破性进展,较有代表性的有:赵鹏大作为中国矿产资源定量评价的先驱,根据"地质异常导致成矿预测"的理论和评价工作阶段性特点提出和实践了"三联式"5P地质异常定量评价方法。王世称教授从地、物、化、遥、矿产资料信息综合出发,强调矿产定量预测与其他预测相结合,独创了综合信息矿产资源评价方法。90年代以后,以中国地质科学院肖克炎研究员为首的在MAPGIS软件平台开发的矿产资源评价系统和中国地质大学胡光道教授领导的研究集体在MAPGIS软件平台开发的金属矿产资源评价分析系统为代表。基于GIS的资源评价定位预测方法,诸如神经网络模型、特征分析、证据权、分形等得到广泛应用。

4 固体矿产资源评价理论与方法

4.1 固体矿产资源地质评价

评价理论归纳有:地壳矿产资源富有度理论、地质解释理论、类比理论、模型理论、地质变量的综合和分解理论等。

4.1.1 固体矿产资源潜力评价

矿产资源潜力评价是找矿勘查的前期工作,是由国家投入,政府实施的公益性地质基础工作,矿产资源潜力评价的理论主要包括:矿产定位理论、相似类比理论、求同求异理论。矿产资源潜力评价的方法主要有地质方法和数理方法。

4.1.2 GIS 技术应用

矿产资源地质评价中,利用GIS 技术的空间分析功能可以反推找矿模型,实现了评价模式的转变。从矿产资源地质评价发展的轨迹来看,逐渐向空间多维、智能化、信息化的趋势研究。

4.2 固体矿产资源经济评价

固体矿产资源经济评价就是在矿产资源地质评价的基础上,从矿产资源勘探、开发到利用的全过程,把人们的收益与消耗做出对比,综合地评价矿产资源的经济价值。根据矿产资源资产占用单位的不同目的或国家特定目的的需要,由矿产资源资产评估机构依据矿产资源地租理论和现代会计计价理论以及国家的有关政策,对矿产资源的未来收益所作的科学评定和估计。矿产资源价值评估的方法有边际机会成本法、矿产资源价值的估算模型法等方法。

4.3 固体矿产资源环境评价

矿产资源开发利用过程中对环境的影响主要表现在水土流失、野生动物植生存环境的改变、水污染等。矿产资源环境评价方法有矩阵法、图型叠置法、系统图示法、环境影响预测模型法、环境系统综合评价法等等。评价方法总的发展趋势是由单目标向多目标、由单环境要素向多环境要素、由单纯的自然环境系统向自然环境与社会环境的综合系统、由静态分析向动态分析发展。矿产资源的开发利用从资源的、生态的、环境的方面,对其费用和效益论证是否开发, 更要考虑社会的效益与成本、资源功能的退化问题, 实现可持续发展。

4.4 固体矿产资源综合评价

矿产资源综合评价综合了地质的、经济的、环境的、社会的等因素是一种多因素多指标相对全面的评价,有矿产资源竞争力评价,矿产资源联合评价、基于可持续发展观的矿产资源持续综合利用评价等。

固体矿产资源评价应该既要发挥地质理论经验优势,总结研究区域成矿规律,根据区域成矿模型和实际勘探资料圈定成矿远景区,充分利用GIS工具,对地、物、化、遥等信息进行挖掘,针对不同矿床类型的成矿地质作用开展深入研究,选择出最优的固体矿产资源评价模式。

固体力学研究方向范文9

摘 要 中职学校乒乓球选修课为中职生提供了一个良好的学习和训练乒乓球环境氛围。根据乒乓球运动的相关特点与结构,在教学和练习实践中,本人主要采用固定线路练习法来提高学生的乒乓球步法技术水平、提高学生各方面身体素质、专项素质等。通过实验和结果的分析验证了固定线路练习法的有效性与实用性。

关键词 步法固定线路练习法 中职学校 乒乓球

一、研究对象与研究方法

(一)研究对象

广州市旅游商务职业学校乒乓球选修课16位学生。

(二)研究方法

1.文献资料法。通过查阅相关的期刊论文、学位论文,阅读相关书籍,全面了解与本文相关的研究,为选题提供依据,为论文的撰写提供支撑。(1)通过对中国知网、中国期刊网、广州图书馆论文数据库查阅相关资料及相关的期刊文献。(2)充分利用广州市旅游商务职业学校的校内资源,对于学校图书馆的电子全文检索系统和各类书籍,查阅论文有关乒乓球步法练习方法的资料。

2.数理统计法。对教学实验中所得到的数据进行统计分析,检验实验组与对照组学生的步法移动能力水平在实验前是否具有差异性,实验后在新型训练方法与传统训练方法影响下所产生的差异,然后进行归纳、总结分析。

3.对比分析法。通过调查及测试结果对实验组、对照组学生进行对比,总结两组之间的相关性及差异性。

二、步法固定线路练习法在乒乓球教学课步法练习中运用

1.步法固定线路练习法运用在乒乓球教学课步法练习中的理论基础

(1)步法固定线路练习法运用在乒乓球教学课步法练习中的理论基础。步法固定线路练习法是乒乓球步法教学和训练的一种练习方法,它能更快速地让学生掌握单一的步法和相对复杂的结合步法,而且可让学生参与路线的设计,让学生不再感觉步法练习枯燥乏味,能有效的提高学生的兴趣。

(2)步法固定线路练习法教学实验测试方法设计。教学实验对象:把广州市旅游商务职业学校乒乓球选修课学生27人中选择16名男同学并分成两个组,一个为实验组8人,一个为对照班组8人。教学实验选择学生年龄大约在17岁,球龄都为1年。教学实验时间:2014年9 至12月。教学实验地点:广州市旅游商务职业学校体育馆一楼乒乓球场、

2.实验中步法固定线路练习法在乒乓球教学课步法练习中运用

(1)步法固定线路练习法在准备活动中的运用。准备活动是指在体育课的基本部分之前,为克服内脏器官生理惰性,缩短进入工作状态时程和预防运动创伤而有目的进行的身体练习,为即将来临的剧烈运动做好准备。通过固定线路的游戏使学生进入最佳的运动状态,如“前后左右跑”游戏,即学生分别站在场地的各自位置,静止时等待班长口令,喊向前后时学生向前后跑动,喊左右时学生向左右跑动。

(2)步法固定线路练习法在基本部分中的运用。乒乓球选修课的主要部分,基本部分的教学不仅要充分调动中职学生的积极性和兴趣性,而且要让他们自觉地参加基本部分的乒乓球步法技术的练习。基本固定步法路线有2种:一是推挡侧身扑右步法,即侧身步-交叉步-并步(如图1)。在推挡侧身攻后,对方改变落点,调右边大角度,这时的步法移动,则采用交叉步,扑正手位大角度,用正手进攻后还原。先用小跳步来调整位置,然后用单步或跳步去移位。推、侧、扑反复练习,体会步法移动与正、反手击球要点。二是“8”字路线(如图2),此路线主要训练全台不定点的步法移动能力,通过这种固定线路练习,能培养学生快速地向不同方向(前后左右)移动的能力。

图2 基本固定步法路线二

(3)步法固定线路练习法在结束部分中的运用。教学的结束部分的主要内容和任务是使学生由兴奋状态慢慢恢复成相对机体平稳状态,逐渐降低机体的兴奋性,让学生慢慢放松,适当的做一些抻拉活动,使肌肉充分放松。因此在教学课的结束部分中,采用一些固定线路的放松练习,使学生减缓心理紧张状态和生理各机能的兴奋性。

三、研究结果与讨论分析

实验后两组学生技评测试成绩结果对比分析。在实验结束后,学生进行了期末考试,分为步法达标成绩和技评成绩,满分都为5分。通过对比两组学生的达标和技评成绩,充分验证本实验的合理性和实效性。

四、结论和建议

(一)结论

1.步法固定线路练习法不仅能提高学生的各方面的身体素质能力,而且在提高乒乓球专项素质方面也有显著的效果。2.步法固定线路练习法能够提高学生在乒乓球课中的创造性和主动性,培养学生的自主探究的能力。

(二)建议

1.通过合理的控制移动的速度、方向与间歇时间,可以会带来不同的训练效果。2.步法固定线路练习法,可以提高学生击球的稳定性和上下肢的协调配合能力,从而有利于运动定型。