高強度材料簡介

高強度材料，顧名思義，是一種強度高的材料。

俄羅斯科學院基因生物學研究的專家正在積極研究利用蜘蛛絲制造高強度材料。蜘蛛腹部后方有一個紡績器，內(nèi)通紡績腺。該腺體分泌的蛋白質(zhì)粘液能夠在空氣中凝結(jié)成極牢固的蛛絲。據(jù)報道，該所的專家在對由蛛絲編結(jié)成的、具有一定厚度的材料進行實驗時發(fā)現(xiàn)，這種材料硬度比同樣厚度的鋼材高9倍，彈性比最具彈力的其他合成材料高兩倍。對上述蛛絲材料進一步加工后，可用其制造輕型防彈背心、武器裝備防護材料、車輪外胎、整形手術(shù)用具和高強度漁網(wǎng)等產(chǎn)品。

為大量制取蛛絲，俄羅斯研究人員正準備復制負責控制紡績腺粘液分泌的蜘蛛基因，并準備將這種基因植入山羊的受精卵細胞核內(nèi)，從而運用轉(zhuǎn)基因技術(shù)使新生的母山羊在發(fā)育成熟后能夠分泌含有大量紡績腺粘液的乳汁。俄羅斯專家已研究出從羊奶中提取紡績腺粘液并將其制成蛛絲的方法。2100433B

最高強度完整和破損船體最高強度非線性有限元分析

以帶上層建筑的某A船極限強度設(shè)計為例，基于建立的船體極限強度非線性有限元分析的完整框架，對A船中拱極限強度進行分析。利用縱向和橫向?qū)ΨQ條件，選取船舯1/4艙段為分析對象，附加適當長度的加載段，在加載段施加線性分布載荷，選取合理的邊界條件。此時上層建筑大部分已屈服，底部發(fā)生屈曲，而中和軸附近保持彈性狀態(tài)，彈性區(qū)域偏向受壓底部。A船中拱彎矩與縱向位移關(guān)系還給出了理想結(jié)構(gòu)單元法和解析方法的計算結(jié)果，三種方法的計算結(jié)果相當吻合。

艦船在戰(zhàn)爭環(huán)境中面臨著來自空中、水面和水下的各種常規(guī)武器 (如反艦導彈、激光炸彈、魚雷和水雷等) 的攻擊，爆炸破損在艦船船體橫剖面上的位置是全方位的?；诮⒌拇w極限強度非線性有限元分析的完整框架，模擬某B船上舷側(cè)爆炸破損典型工況，利用縱向?qū)ΨQ條件，選取船舯1/2艙段為分析對象，附加適當長度的加載段，在加載段施加線性分布載荷，選取合理的邊界條件。由于剩余有效剖面的非對稱性，剖面極限中和軸不再與基線平行，極限中和軸相對于彈性中和軸發(fā)生平移和轉(zhuǎn)動；受拉邊緣屈服，受壓邊緣屈曲，而極限中和軸附近保持彈性。

最高強度船體最高強度分析的改進解析方法

在船體極限強度研究的理論方法中，直接方法和簡化方法是面向設(shè)計的方法。對于破損船體結(jié)構(gòu)非對稱的情況，彎矩與曲率方向在非彈性階段不再存在固定的關(guān)系，簡化方法需由插值計算得到破損船體極限強度。直接方法中的線彈性方法十分簡單，但計算精度可能不好，因為在壓縮邊緣屈曲后船體性能不再是線性，剖面中和軸的位置將發(fā)生變化；使用經(jīng)驗公式對于常規(guī)船型可以得到合理的解，但人們在用經(jīng)驗公式計算新的或通用船型時必須小心，因為它們由有限的數(shù)據(jù)導出；而解析方法通過假設(shè)船體剖面在極限狀態(tài)下的應(yīng)力分布，考慮壓縮邊緣屈曲和拉伸邊緣屈服由理論計算得到船體極限強度，可以更精確地包括不同剖面和材料的影響。Paik和Mansour (1995) 基于極限狀態(tài)時中和軸附近材料保持彈性狀態(tài)和彈性區(qū)域偏向受拉一側(cè)的假設(shè)，推導了完整船體極限強度的解析公式，比較研結(jié)果表明，雖然解析方法沒有顯式地包含結(jié)構(gòu)構(gòu)件的卸載效應(yīng)，但只要假設(shè)的剖面應(yīng)力分布合理，還是可以得到準確的結(jié)果 。2100433B