零膨胀材料设计与模拟验证
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复合材料层合板零膨胀设计及在双向受力状态下逐层破坏过程摘要:复合材料最大的特点是具有可设计性,随着复合材料在国民经济各个领域的应用,需要根据不同领域的不同要求,设计出满足性能要求的复合材料。
本文讨论了单层板,层合板工程弹性常数随角度的变化规律,以[α/-α]层合板和[0/90/α/-α]s层合板等为例,利用Matlab编程得到了工程弹性常数的变化规律曲线。
分析了层合板热膨胀系数在不同铺层角度和厚度比的情况的变化规律及零膨胀设计,并以[α/-α]、[α/-α]s和[0/90/α/-α]s为例,利用Matlab编程得到了,热膨胀系数的变化规律,并结合层合板纵向模量,设计了这几种铺层的最佳方案,复合材料除了具有可设计性这一性能外,另一个特点是其受力过程中发生破坏是逐层发生的。
本文分析讨论了层合板逐层破坏的过程,并以[0/90/45/-45]s为具体例子,先从理论出发,得到了该层合板的逐层破坏过程,然后利用Matlb编程,得到了各种情况下逐层破坏的程序。
关键词:复合材料工程弹性常数热膨胀系数逐层破坏Matlab1、前言近40年来,复合材料在航空航天、能源、交通、建筑、机械、信息、生物、医学和体育等领域中日益得到广泛的应用,其具有强度高、刚度大、质量轻,并具有抗疲劳、减震、耐高温、可设计等一系列优点。
在工程技术中, 材料的热膨胀系数是一个非常重要的性能参数. 纤维增强复合材料的一个特征就是它的线热膨胀系数也是可设计的。
一般认为复合材料的热膨胀系数与树脂、纤维、固化剂的种类、各组分的体积分数比以及界面状况等诸因素有关。
而在工程应用中,零膨胀材料在某些领域具有很大的应用价值。
从现有报道来看, 主要是研究温度、相对湿度以及热变化过程中体系组分变化的影响,而本文主要是从铺层角度为出发点研究其对热膨胀系数的影响。
本文从单层出发,研究了其工程弹性常数随角度的变化规律,从而推广到[α/-α]s和[0/α/-α/90]s的工程弹性常数随角度的变化规律。
零膨胀模型论文:零膨胀模型的若干问题研究【中文摘要】在相关应用科学研究领域,计数资料有时会表现出较大的变异性。
当变量的方差远大于其均值时,便存在过离散现象。
过离散的一种特殊情形就是零膨胀,是由于数据中含有大量的零值而造成方差和均值之间的差异,在建模时忽略这种现象,会导致参数的错误估计从而做出不合理的推论和预测。
针对上述情形,国外学者们提出多个处理零膨胀现象的模型,比如零膨胀泊松模型、零膨胀负二项模型和零膨胀广义泊松模型。
但在实践中,传统的零膨胀模型在小样本量的参数估计上出现较大的偏差。
故本文在传统零膨胀模型的基础上,探讨了源于Beta-Binomial混合分布的零膨胀模型,并对新模型和上述三种模型做了模拟对比研究,结果显示在小样本、较低程度的过离散情形下,新模型比其它三个模型对参数和0概率的估计精度更高;另外,考虑到某些现实问题的复杂性,将空间和时间因素引入到零膨胀数据的建模之中,着重论述了具有时空效应的零膨胀模型及模型的MCMC实现,并通过实例分析表明时空效应-零膨胀泊松模型在对0概率预测优于传统零膨胀泊松模型,进一步说明了时空效应-零膨胀模型的可行性和有效性。
【英文摘要】In the relevant field of applied science research,discrete data sometimes shows a bigger variability. When the variance of variable is far larger than its mean value, the over-dispersion phenomenon exists, especially when thereis a great deal of zeros in the sample. If neglecting this kind of phenomenon, it will cause the mistake of parameter estimate to make a false reasoning and forecast.As is stated above, the foreign scholars proposed several models to deal with the problem, for example Zero-Inflated Poisson model,Zero-Inflated Negative Binomial model and Zero-Inflated General Poisson model. But in the practice, there is a certain deviation on parameter estimate when modeling with small samples using these models. Based on the current situation of traditional models, this paper investigates Zero-Inflated model with small samples which are from Beta-Binomial distribution and contrast the new model with the above three models under the simulation experiment. The results show the new model has better estimations on parameters and zero probability than other three models under the situation of small samples and lower over-dispersion. At the same time, considered the complexity of some practical problems,time-space effect is imported into the modeling ofZero-Inflated model. The Zero-Inflated model with time-space effect and the detailed MCMC implementation procedure are described in detail in the paper. And the analysis of the example shows the Zero-Inflated poisson model with time-spaceeffect has more accurate estimation than Zero-Inflated poisson model on the forcast of zero probability which illuminates the feasibility and validity of the Zero-Inflated model withtime-space effect.【关键词】零膨胀模型混合分布模型时空效应 MCMC方法【英文关键词】Zero-Inflated model mixture model time-space effect MCMC method【备注】索购全文在线加好友:1.3.9.9.3.8848同时提供论文写作一对一指导和论文发表委托服务【目录】零膨胀模型的若干问题研究中文摘要4-5Abstract5第一章序言7-9 1.1 零膨胀模型的概念与研究背景7-8 1.2 零膨胀模型(ZIM)国内外研究现状8 1.3 作者工作和本文结构8-9第二章零膨胀模型的推广9-20 2.1 零膨胀泊松(ZIP)模型10-11 2.2 零膨胀泊松(ZIP)模型的推广11-14 2.2.1 零膨胀负二项分布(ZINB)模型11-12 2.2.2 零膨胀广义泊松(ZIGP)模型12-14 2.3 零膨胀 Beta-Binomial 模型14-16 2.4 零膨胀模型的模拟研究16-20第三章时空效应-零膨胀模型20-30 3.1 时空效应-零膨胀模型原理与方法20-23 3.1.1 ZIP 模型的时空效应研究21-22 3.1.2模型MCMC 实现方法22-23 3.2 零膨胀的检验及模型的实例分析23-30 3.2.1 零膨胀的检验24-26 3.2.2 零膨胀模型实例分析26-30第四章结论及进一步有待研究的问题30-32 4.1 结论30 4.2 进一步有待研究的问题30-32参考文献32-34致谢34-35。
零膨胀材料及其机理研究获新进展作者:来源:《硅谷》2011年第19期图1 Mn3Cu0.5Ge0.5N超细纳米晶块体的显微结构:a, 纳米组织形貌。
b, 电子衍射谱。
c, 纳米微晶的高分辨形貌.。
d, 立方反钙钛矿晶体结构。
e, 磁结构模型。
图2 Mn阵点占位率对Mn3Cu0.5Ge0.5N块体热膨胀行为的影响:a, 不同晶粒尺度(对应不同Mn占位率)化合物块体的热膨胀特性。
b, 磁矩和晶格参数随Mn占位率的变化。
北京工业大学宋晓艳教授课题组与美国国家标准与技术研究所(NIST)黄清镇研究员等合作,在具有零膨胀性能的材料研究方面取得重要进展。
实质上任何固体材料随温度变化都会发生膨胀或收缩。
材料的热胀冷缩会降低精密部件的结构稳定性和安全可靠性,削弱甚至破坏材料的功能特性。
能够实现对材料的热膨胀行为进行调控、在环境温度变化时获得近“零膨胀”的优异性能,是航空航天、电子器件、精密仪器等高端技术领域的重大需求。
例如,航天器中使用的陀螺仪,要求从地面到太空在温度剧烈变化时始终保持极高的尺寸稳定性和定位精确性。
如何才能实现对材料的热膨胀行为进行控制呢?多年来发展的方法是将具有正热膨胀和负热膨胀的两种材料进行复合,利用叠加效应获得近零膨胀性能。
然而,这种方法使材料内部在变温环境下容易产生残余应力和应变,可导致复合界面疲劳断裂。
因此,探求在单一化合物材料中实现零膨胀性能是近年来新型功能材料领域的国际研究热点。
北京工业大学材料科学与工程学院/新型功能材料教育部重点实验室的宋晓艳课题组,近年来深入研究了反钙钛矿结构锰氮化合物单一材料体系内的热膨胀行为。
在课题组原创的金属纳米晶块体材料制备路线(《先进材料》(Advanced Materials,2006, 18, 1210))的基础上获得新的突破,于国际上首次制备出了平均晶粒尺寸减小到约十个纳米的超细纳米晶反钙钛矿结构锰氮化合物块体。
该材料为各向同性,具有优良的导电导热性和力学性能。
零膨胀模型第二部分-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在零膨胀模型第二部分中,我们将继续深入探讨零膨胀模型的原理和应用。
零膨胀模型是一种在经济学和金融领域广泛应用的模型,它可以帮助我们更好地理解通货膨胀的影响和机制。
在本文中,我们将首先回顾零膨胀模型的基本概念和假设,然后重点讨论其在实际经济政策制定和金融市场行为预测中的应用。
通过分析零膨胀模型,我们可以更好地理解通货膨胀如何影响经济的稳定性和发展。
通过本文的阐述,读者将能够更深入地了解零膨胀模型的内在机理和应用领域,为进一步研究和实践提供有益的参考和指导。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,将简要介绍零膨胀模型的概念和背景,阐明文章的目的和意义。
引言部分将带领读者了解整个文章的主题和结构,为读者提供了解决问题的必要背景和信息。
正文部分将分为两个要点进行展开。
第一个要点将详细介绍零膨胀模型的理论基础和相关概念,包括其数学模型、假设条件以及应用范围。
第二个要点将探讨零膨胀模型在实际应用中的优缺点和局限性,以及可能的改进和发展方向。
在结论部分,将对整个文章的内容进行总结,回顾文章中所介绍的零膨胀模型的关键观点和结论。
同时,展望未来零膨胀模型的应用前景和研究方向,引发读者对该领域的兴趣和思考。
1.3 目的零膨胀模型第二部分的目的在于深入探讨零膨胀模型的理论基础和应用实践。
通过对零膨胀模型的进一步研究和分析,我们可以更好地理解其在宏观经济领域的作用和影响。
同时,通过对零膨胀模型的实际应用案例进行研究,可以为我们提供更多关于如何有效地应用零膨胀模型的经验和启示。
本文旨在为读者提供关于零膨胀模型的全面了解,以及对其在实践中的应用和局限性进行探讨,从而为相关研究和实践提供有益的参考和指导。
2.正文2.1 第一个要点:在零膨胀模型的探讨中,第一个要点是对该模型的基本概念和原理进行介绍。
零膨胀模型是一种理论模型,它假设在特定条件下,经济体的通货膨胀率为零。
零膨胀材料的制备及应用引言在现代科技的推动下,材料科学及其应用领域得到了巨大的发展和突破。
其中,零膨胀材料作为一种具有特殊性能的材料,在热机械工程、纳米器件制造、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍零膨胀材料的制备方法和在不同领域的应用情况。
零膨胀材料的定义及特性零膨胀材料,俗称“常密度材料”,是指在一定的温度范围内,当温度变化时,其体积保持不变或变化极小的材料。
这些材料具备以下特性:-热膨胀系数接近于零,具有优异的热稳定性;-具备良好的机械性能和化学稳定性;-低导热系数,具有良好的绝热性能;-可调控的热膨胀温度范围。
零膨胀材料的制备方法1.元素合金法元素合金法是制备零膨胀材料的常用方法之一。
通过合适比例的金属元素制备合金,在合金中形成特定的晶格结构以实现零膨胀效应。
该方法具备简单、可控性强的特点,但仍需进行后续的热处理和制备工艺优化。
2.晶体取向控制法晶体取向控制法是通过调控材料晶体结构的取向来实现零膨胀性质。
这一方法主要依赖于材料晶体的生长过程,通过合适的晶体取向控制,使得材料在特定的温度范围内呈现零膨胀特性。
该方法需要依靠先进的晶体生长技术和控制手段。
3.材料复合法材料复合法是利用不同材料的热膨胀系数不同的特点,通过复合、层叠等方式制备零膨胀材料。
通过合理设计复合结构和材料组分,使材料在整体上实现零膨胀效应。
这种方法灵活性高,可以根据实际需求进行定制制备,但也需要深入研究不同材料间的界面和相容性问题。
零膨胀材料的应用领域零膨胀材料在多个领域具有广泛的应用,下面将分别介绍其中几个典型应用领域。
1.热机械工程零膨胀材料在热机械工程领域得到广泛应用,主要用于热力机械装置的制造。
例如,在高温燃气涡轮发动机中,使用零膨胀材料作为涡轮叶片以解决高温热膨胀问题,提升机械性能和工作效率。
2.纳米器件制造随着纳米器件的快速发展,零膨胀材料在纳米器件制造中扮演着重要的角色。
通过利用零膨胀材料的稳定性和热力学性质,制备出具有精确尺寸和形状的纳米器件,如纳米传感器、纳米电子元件等。
零膨胀和负膨胀玻璃的原理今天来聊聊零膨胀和负膨胀玻璃的原理。
你看,我们日常生活中的大多数东西啊,都是热胀冷缩的。
就像家里的温度计,温度一升高,里面的水银就膨胀上升;冬天水管如果没做好保暖,温度一低就可能被冻裂,就是因为水结成冰体积膨胀把水管撑破了。
这都是热胀冷缩现象,感觉热胀冷缩就像是大自然默认的一种规律。
可这零膨胀和负膨胀玻璃就像是这个规律里的特殊存在。
打个比方吧,常规的热胀冷缩现象就像是一群听话的小绵羊,温度变化就像羊倌的鞭子,温度升高它们就像小绵羊一样扩散开(膨胀),温度降低就聚集起来(收缩)。
但是零膨胀和负膨胀玻璃呢,就像是里面有几个调皮的猴子,完全不按照小绵羊的规则来。
老实说,我一开始也不明白为啥会有零膨胀和负膨胀这种现象。
这就要说到它们的原理了。
对于一般材料而言,温度变化时,原子或者分子的振动幅度会随之改变。
温度升高,振动幅度加大,于是就表现为体积膨胀。
但是零膨胀和负膨胀玻璃里呢,有着特殊的微观结构。
这种玻璃内部成分有着微妙的相互作用。
这些成分就像是一个小团体中的不同角色,相互制约。
零膨胀玻璃啊,它的原理大致是内部的不同晶相或者结构单元在温度变化的时候产生相互补偿的效应。
比如说,有一种成分随着温度升高本来要膨胀的,但是其他成分拉着它,就不让它膨胀,结果整体看起来好像没有膨胀一样。
负膨胀玻璃更是神奇,它内部的结构就像是有个隐藏的弹簧,温度升高的时候,它反而往里收缩,就像这个弹簧被拉紧了。
用我的话来理解,就是这种玻璃里有某些特殊的化学键或者原子间的相互作用,当温度增加时,它们会形成一种向内的拉力,使得玻璃体积变小。
在实际应用里,零膨胀玻璃可太有用了。
比如说一些高精度的仪器,它要保证在不同温度下形状和尺寸相对稳定,零膨胀玻璃就能派上用场。
像是光学镜片,如果镜片因为温度变化不停变形可就惨了,用零膨胀玻璃做光学镜片就可以减少这种问题。
负膨胀玻璃在一些特殊环境下也有其独特的作用。
不过呢,这里也有注意事项。
聚合物材料的热膨胀性能模拟聚合物材料在工程和科学领域中扮演着重要的角色。
了解聚合物材料的性质和行为对于设计和制造高性能产品至关重要。
其中,热膨胀性能是聚合物材料中一项重要的性能参数。
本文将探讨聚合物材料的热膨胀性能模拟方法以及其在实际应用中的重要性。
热膨胀性能是指材料在物体受热时的体积扩张程度。
在许多应用中,特别是在制造和工程领域,了解材料的热膨胀性能可以帮助工程师和科学家预测和优化材料在高温环境下的性能。
例如,在汽车制造中,了解聚合物零件的热膨胀性能可以帮助工程师设计更耐高温变形的汽车零件。
在过去,人们通过实验方法来研究和评估聚合物材料的热膨胀性能。
然而,实验方法费时费力,并且在某些情况下可能受到实验条件和测量误差的限制。
因此,为了更好地了解和预测聚合物材料的热膨胀性能,研究人员开发了各种数值模拟方法。
一种常用的热膨胀性能模拟方法是有限元法(Finite Element Method,FEM)。
有限元法通过将复杂的物体分解成小的有限元,利用数学模型和计算机算法对每个有限元进行处理,并最终得到整个物体的应力和变形情况。
在热膨胀性能模拟中,有限元法可以帮助工程师和科学家对聚合物材料在受热时的体积变化进行精确分析和预测。
为了使用有限元法进行热膨胀性能模拟,首先需要获取聚合物材料的热物理性质参数。
这些参数包括热膨胀系数、热导率等。
通过实验或计算方法,可以获得这些参数的数值。
然后,利用有限元软件,将聚合物材料的几何模型输入到模拟程序中。
模拟程序会根据材料的物理性质参数和边界条件,计算并分析热膨胀性能。
热膨胀性能模拟的结果可以帮助工程师更好地理解材料在高温环境中的行为。
例如,模拟结果可以显示材料在受热时的应力分布和变形情况。
这些信息对于设计和选择合适的材料、预测材料在高温环境下的可靠性和寿命具有重要意义。
此外,热膨胀性能模拟还可以用于优化材料和产品的设计。
通过在模拟中改变材料的几何形状、厚度以及其他设计参数,工程师可以预测和比较不同设计方案的热膨胀行为,从而选择最理想的设计方案。
学术研究中的零膨胀模型应用摘要:本文对零膨胀模型在学术研究中的应用进行了深入探讨。
通过对零膨胀模型的理论基础、模型选择、实证分析等方面的研究,展示了其在社会科学、经济、生物医学等领域的应用价值。
一、引言零膨胀模型是一种广泛应用于社会科学、经济、生物医学等领域的数据分析工具。
它能够有效地处理数据中存在的零或极少数的异常值,从而更好地揭示数据背后的规律和特征。
本文将详细介绍零膨胀模型的理论基础、模型选择、实证分析等方面的内容,并探讨其在学术研究中的应用价值。
二、零膨胀模型的理论基础零膨胀模型是一种统计模型,用于描述一类特殊的数据分布。
这类数据的特点是,某些观测值表现为零或极少数的异常值,而大多数观测值则表现为正常值。
零膨胀模型的核心思想是通过建立一个概率模型,将异常值视为随机变量,与其他正常值区分开来。
常用的零膨胀模型包括负二项分布模型、泊松分布模型等。
三、模型选择在选择零膨胀模型时,需要考虑数据的特点和分布。
一般来说,当数据中存在大量异常值时,零膨胀模型是一种非常有效的工具。
此外,该模型还适用于处理计数数据、二元数据等类型的数据。
在选择零膨胀模型的类型时,需要考虑数据的分布和异常值的性质。
对于负二项分布模型,需要确定试验次数和显著性水平等参数;对于泊松分布模型,则需要确定观测值的平均数和标准差等参数。
四、实证分析本文以某大学学生成绩数据为例,进行零膨胀模型的应用分析。
该数据集包含了学生的考试成绩,其中存在一些异常值,如0分或接近0分的成绩。
通过使用负二项分布模型对数据进行拟合,可以发现异常值对成绩的影响较小,大多数学生的成绩表现正常。
此外,通过比较不同班级、不同课程的成绩数据,可以进一步验证零膨胀模型的有效性。
在另一个实证分析中,我们使用零膨胀模型分析了生物医学数据。
该数据集包含了个体的基因表达数据,其中存在一些零表达的基因。
通过使用泊松分布模型对数据进行拟合,我们可以发现这些基因表达数据的异常值较少,大多数基因的表达水平是正常的。
零热膨胀结构
零热膨胀结构是指一种特殊类型的材料,其在温度变化时几乎不发生体积膨胀或收缩。
这种材料具有很高的热稳定性,能够在极端温度条件下保持其结构和性能稳定。
零热膨胀结构材料在工业、建筑、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
零膨胀硅砖是一种典型的零热膨胀结构材料。
它主要由高品位的石英矿石经过电弧炉熔融、冷却、破碎、筛分、酸洗等工艺制备出熔融氧化硅材料。
这种材料具有极低的热膨胀系数、优良的耐急冷急热性、良好的高温结构强度和高SiO2含量等特点。
零膨胀硅砖可以广泛应用于各种焦炉的快速热修复工程,使用过程中不会发生裂纹剥落现象,确保了焦炉修补后的长期安全可靠。
零热膨胀结构的实现与材料的原子晶体结构密切相关。
对于二氧化硅,其晶体结构决定了材料的热力学性能。
晶体态的二氧化硅具有稳定的硅氧四面体结构,而非晶态的二氧化硅则具有无序排列的原子结构。
非晶态熔融二氧化硅为主的零膨胀硅砖的热膨胀系数仅为0.5510',制品的热膨胀系数近乎零。
零热膨胀结构材料具有优秀的热稳定性,可在各种极端温度条件下保持其性能和结构。