两种Zr基块体非晶合金的变形行为

使用单轴压缩、纳米压入、界面粘结和显微观察等技术对Zr₆₅Al₁₀Ni₁₀-Cu₁₅和Zr_52.5Al₁₀Ni₁₀Cu₁₅Be_12.5合金的宏观和细观塑性变形行为进行了研究. 结果表明: Be代替了部分Zr后的非晶合金的单轴压缩强度和塑性明显提高. 两种合金均在低加载速率的纳米压入中表现出锯齿流变特征, 在高加载速率中为连续的塑性变形, 但变形行为转变的临界加载速率有明显差别. 对比两种合金压痕下方塑性变形区域中剪切带形貌表明, 在同样加载条件下, Zr_52.5Al₁₀Ni₁₀Cu₁₅Be_12.5合金中形成剪切带的数量多、尺寸小、间距小, 随着压入深度的增大, 剪切带间距基本不变. 这表明Zr₆₅Al₁₀Ni₁₀Cu₁₅合金中剪切带形成相对困难, 趋向于单个剪切带的扩展, 因此宏观塑性变形能力有限. 而在含Be合金的塑性变形过程中剪切带容易形核, 趋向于多重剪切带的同时开动, 因此宏观塑性变形能力显著. 两种合金塑性变形行为的差异符合自由体积模型.     

非磁性细微颗粒的负磁泳耦合分选规律研究

非磁性细微颗粒的磁泳分离在生物工程、材料工程和环境工程等领域具有广阔的应用前景.为了分选直径非常接近的非磁性微粒,设计了负磁泳耦合的水动力分选器,为了确保分选器具有优异的性能,数值研究了在不同的磁场强度、磁铁个数、微通道参数、入口流速和速度比时, 3, 4, 5μm的3种非磁性颗粒的运动轨迹,计算3种颗粒侧向偏移和颗粒分布带之间的距离(即带间距).结果表明:3种细微颗粒的侧向偏移距离和带间距都随磁场强度和颗粒尺寸的增大而增大;但是颗粒的侧向偏移并不会因为磁铁数量的增加而持续增加;颗粒的分离效果随着入口流速的减小,流速比的增大而提高.此外,当微通道结构参数H_a/H_b越小,不同颗粒分布带之间的距离就越大,不同直径的颗粒就越容易分离;最后,利用微-PIV实验获得了3种颗粒带的分布,并计算颗粒分布带宽和带间距,与数值模拟结果比较发现一致性很好.研究结果对非磁性颗粒分选器的设计具有指导意义.     

微成形中尺寸效应研究的进展

微纳米尺度下微细工件塑性变形中会出现尺寸效应,即随着工件尺寸的减小材料的应力应变关系、塑性成形性能和摩擦系数等成形工艺参数呈现出与常规尺寸工件的塑性变形不同的特点,对于尺寸效应的研究是微成形工艺研究的基础.本文首先综述了实验观察到的各种尺寸效应现象,如随着晶粒尺寸的减小塑性变形机理发生变化,从而导致Hall-Petch关系的变化.然后,介绍了为描述材料应力应变关系中出现的尺寸效应而提出的各种材料模型,其中考虑表面层晶粒体积分数、工件尺寸与晶粒尺寸的比值、应变梯度等因素的影响对经典塑性塑性力学模型进行的修正可以从现象学的角度描述尺寸效应,而基于位错运动、统计存储和几何必须位错密度的演化、晶界滑动等塑性变形机理的的本构模型,不仅能更准确地描述尺寸效应等塑性变形行为,而且能更深入地揭示尺寸效应的物理本质.另外,对于尺寸因素与极限应变的关系和摩擦中呈现的尺寸效应研究也进行了介绍.     

钢筋混凝土节点核心区剪切破坏尺寸效应试验研究

设计了最大节点核心区尺寸为700 mm×700 mm的14个几何尺寸相似的钢筋混凝土(RC)框架梁-柱节点(中间层中节点)试件,对其在不同加载方式(单调与循环加载)下的力学性能进行了试验研究.研究了荷载形式、配箍率及尺寸对节点核心区剪切破坏行为的影响规律;重点分析了节点核心区名义剪切强度的尺寸效应规律,并初步讨论了尺寸效应产生的根源.试验结果与分析表明:(1)不同荷载形式作用下RC梁-柱节点的破坏均为核心区脆性剪切破坏;(2)由于低周疲劳损伤特性,循环荷载作用下节点剪切强度较低,且变形能力较弱;(3)节点名义剪切强度随结构尺寸增大而减小,尺寸效应显著;(4)随着箍筋率的提高,节点抗剪承载力及变形能力增强,剪切强度的尺寸效应行为被削弱.本试验中,混凝土破坏的主导效应以及加载的低周疲劳特性是剪切破坏尺寸效应产生的主要原因.     

深层油气藏水力压裂裂缝扩展数值模拟

深层油气藏水力压裂过程中的岩石变形,不仅要考虑弹性变形还要考虑塑性变形的问题,以往的裂缝扩展数值模拟都没有考虑塑性变形.文章基于Drucker-Prager屈服准则和相关联的流动法则建立了弹塑性水力裂缝扩展的数学模型.模型使用润滑理论描述裂缝内流体流动,耦合岩体变形,采用内聚力模型对裂缝扩展过程进行描述.基于有限元方法编制了数值求解器,通过与经典模型计算结果比较,验证了数学模型和算法的正确性.研究结果表明:相比于弹性水力裂缝,在流体注入量相同时,弹塑性水力裂缝长度短,裂缝宽度大,扩展时需要更高的流体压力.由于塑性应变的存在,缝内流体返排后,弹塑性水力裂缝不会完全闭合.随着岩石摩擦角的增大,弹塑性水力裂缝的宽度减小,所需流体压力增大.相对于理想弹塑性,硬化岩石介质中的水力裂缝宽度较小,所需流体压力较大.     

基于工程类比法的面板堆石坝流变变形反馈

针对进行堆石体流变分析时,不同文献给出的轴向应变、体积应变和广义剪切应变的关系式存在差异,本文假设体积流变和剪切流变变化规律不同,由推导的三维流变速率计算公式导出了轴向应变、体积应变和广义剪切应变的合理关系式.然后针对室内试验参数一般与堆石坝实际参数差异较大,对于待建的面板堆石坝不能及时获得实测变形进行堆石坝参数反馈的问题,本文采用工程类比法探讨面板堆石坝材料参数反馈,即选取坝高、上下游坡比、谷形系数、堆石料岩性等相近的已建面板堆石坝的实测资料,结合堆石坝流变数值计算,进行待建面板堆石坝材料参数的反馈,分析表明,类比已建面板堆石坝的实测特征变形,待建面板堆石坝的模量系数约为室内试验值的0.7倍左右;考虑流变变形后,待建面板堆石坝最大沉降为坝高的0.667%~0.720%,面板挠度为堆石体最大沉降的0.252~0.272,坝顶增量沉降随流变参数c值的减小而增大,但量值较小,运行3a后的坝顶增量沉降为3.537 cm.     

涡旋重联的Hall-MHD模拟及其在高纬磁层顶的应用

应用2.5维可压缩Hall-MHD数值模拟方法研究了高纬磁层顶进入层的磁场重联过程. 当同时考虑Hall效应和流场剪切的效应时, 产生了同心的流体涡旋和磁岛; 在磁层顶两侧看到了等离子体的交换, 磁层顶的边界区趋于模糊; 日下点附近产生的重联结构会在向高纬流动的过程中随着剪切流的增强而产生变化; Hall效应可提高涡旋重联的重联率; Hall效应产生的3维磁场和流场分量在剪切流的作用下重新分布, 使得等离子体交换过程更为复杂. 模拟的结果有助于增进对高纬磁层顶的动力学过程的理解.     

RC梁-柱中节点核心区剪切破坏及尺寸效应数值分析

钢筋混凝土梁-柱中节点核心区剪切破坏具有脆性特征,因而其抗剪强度可能存在尺寸效应.在已开展的物理试验研究基础上,采用数值试验方法扩展讨论了结构尺寸(节点最大截面尺寸为900 mm×900 mm)、轴压比和体积配箍率对钢筋混凝土梁-柱中节点破坏机制与失效模式的影响,并揭示了它们对剪切强度尺寸效应的影响规律.研究结果表明:(1)单调加载下,梁-柱中节点展现为核心区的脆性剪切破坏,名义剪切强度具有明显尺寸效应;(2)轴压比的增大可提高中节点的抗剪承载力,同时强化了剪切强度的尺寸效应;(3)体积配箍率的增大将增强节点的抗剪承载力,但会削弱剪切强度的尺寸效应.此外,经典的Ba?ant材料层次尺寸效应律可描述中节点剪切破坏的尺寸效应行为,但其无法描述轴压比与配箍率的定量影响.     

球形破片侵彻明胶运动模型对比研究

为准确描述破片与目标相互作用,揭示致伤机理,将Sturdivan,Segletes,Liu侵彻模型与考虑明胶应变率效应的改进模型进行对比,并分析模型差异.分别选取Ф3,Ф4和Ф4.8 mm球形破片为杀伤元,对破片在明胶中运动规律进行了实验研究.同时,对4种运动模型进行数值计算,并与实验结果进行了对比分析.结果表明,考虑应变率效应的改进运动模型理论值与实测值误差较小,一致性较好,能较为准确描述球形破片在明胶中运动规律,可为轻武器弹药设计和战伤救治提供理论参考.     

AlGaN势垒层应变弛豫度对高Al含量AlxGa1-xN/GaN HEMT性能的影响

采用数值算法自洽求解Poisson和Schrödinger方程, 计算了AlGaN势垒层的应变弛豫度对高Al含量AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）中的导带结构、电子浓度以及二维电子气(2DEG)薄层电荷密度的影响. 利用所获得的精确薄层电荷密度与栅电压的关系, 采用非线性电荷控制模型解析求解了应变弛豫度对Al_xGa_1-xN/GaN HEMT直流输出特性的影响. 计算表明, 应变弛豫度为0时所获得的Al_0.50Ga_0.500N/GaN HEMT的最大二维电子气薄层电荷密度为2.42×10¹³ cm^-2, 最大漏电流为2482.8 mA/mm; 应变弛豫度为1时所获得的最大二维电子气薄层电荷密度为1.49×10¹³ cm^-2, 最大漏电流为1149.7 mA/mm. 模拟结果同已有的测试数据相比, 符合较好. 对模拟结果的分析表明, 对高Al含量的AlGaN/GaN HEMT进行理论研究时需要考虑应变弛豫度的影响, 减小AlGaN势垒层的应变弛豫度可显著提高器件的性能.     

围压对圆形巷道岩爆过程中声发射及能量释放规律的影响

利用FLAC模拟了不同围压下圆形巷道围岩岩爆过程中的声发射及能量释放过程。利用8个FISH函数开挖巷道,统计破坏单元数目及破坏单元在应变软化阶段的能量释放总量和能量释放率。模拟分为3步:首先,将静水压力施加在模型上,直到达到静力平衡状态;然后开挖巷道;最后,重新计算,直到达到静力平衡状态或者塑性流动状态。模拟结果表明,当围压较高时,开挖巷道后的围岩的声发射活动呈现间歇式上升特征;而当围压较低时,开挖巷道后的围岩中的声发射活动最终趋于平静;随着围压的增加,能量释放现象出现得早些,声发射累计数、释放的弹性应变能都增加。在开挖巷道后的围岩中,发生剪破坏的单元释放的弹性应变能总量大于发生拉破坏的,最高的剪应变能释放率大于最高的拉应变能释放率。     

Structure of rat tail tendon collagen examined by atomic force microscope

The Atomic Force Microscope (AFM) was used to inspect collagen fibrils deposited on mica sheets at different fibrillogenesis times. Collagen was obtained from rat tail tendon fibers. Various fibril forms were observed, together with the characteristic periodic intra-fibril structure (D-bands). The fibril thickness, width, D-band periodicity and depth were measured and the statistical distribution of these parameters at 1, 2, 5, 10 and 15 days of in vitro fibril formation time was calculated. The fibrils showed an increasing size with time, but the band interval measure remained stable. The band depth, after an initial increase, exhibited a relative steadiness. The results indicate that AFM offers, at low resolution, images qualitatively similar to those obtained with electron microscopy, but with less manipulation of the sample. A quantitative evaluation of collagen structural features in the nanometer scale is made possible by AFM.     

The toxicity of two Bacillus thuringiensis delta-endotoxins to gypsy moth larvae is inversely related to the affinity of binding sites on midgut brush border membranes for the toxins

The delta-endotoxin from Bacillus thuringiensis subspecies kurstaki strain HD1-9 is almost 400 times more potent than the delta-endotoxin from strain HD-73 as a gypsy moth larvicide. The two delta-endotoxins compete for a high-affinity binding site on the brush border membrane of larval gypsy moth midguts. The affinity for the delta-endotoxin from strain HD-73 is much greater than the affinity for the delta-endotoxin from strain HD1-9.     

岩石普通三轴压力室的改进研究

所研制的GJ型压力室，其性能和技术创新点是：体积小、重量轻、试件安装非常简单，试验时省时省力，具有清洁的卫生环境。克服了町型压力室存在的不足。采用ISRM要求的Ф50mm×100mm两组标准试件，通过试验，对比两个类型的岩石三轴压力室测得的主应力差一围压的关系曲线、主应力差一纵、横向应变曲线基本一致。经误差分析，所测抗剪强度参数指标误差小于6％，压缩变形参数指标误差不超过5％。证实了新研制的GJ型压力室达到了预期设计的要求，满足岩石三轴试验的技术条件。为岩石普通三轴试验提供了快速、方便的方法。指出研制的GJ型压力室橡胶护套厚度和试件两端复杂的约束是产生误差的主要原因，提出了有待研究的问题。     

一种基于边缘检测的小波包非对称分解在图像编码中的应用

图像的像素点的值分布并不是均匀的，而是集中地分布在一些区间之内。小波包分解是将频带等分为2j个新的子带，但很多子带里只有少数无用的孤立点；而在像素点集中的子带里，如果要进行更细的分解，将使子带数量呈指数级数增长。本文提出一种方法先对图像进行边缘检测，得到边缘与非边缘部分。对于像素点集中的几个部分，再分别对这几个部分定义不同的细度并采用小波包非对称分解再进行进一步细分，对于少数无关紧要的孤立点则舍弃。这样既保持了图像的有效信息，又能极大地减小图像编码的冗余度。     

基于下肢保护的保险杠结构参数多目标优化

参考国家标准，建立了下肢冲击器对汽车试验的有限元和多刚体模型，验证了两种模型仿真结果的一致性。在下肢冲击器对汽车试验的多刚体仿真模型中，选取保险杠结构参数作为设计变量，以膝部弯曲角度、膝部剪切位移、小腿上端加速度三个损伤指标值最小为优化目标，利用基于pareto最优的多目标遗传算法进行了优化设计，并对保险杠结构参数进行了灵敏度分析。仿真结果表明，保险杠离地高度对下肢损伤影响最大，由优化所得到的该组结构参数对下肢有较好的保护效果。     

一种基于自体集层次聚类的否定选择算法

否定选择算法是用于产生人工免疫检测器的重要算法,然而传统的否定选择过程需要将随机生成的候选检测器与全部自体数据进行匹配以排除识别了自体的无效检测器,该匹配过程导致检测器的生成效率过低,极大地限制了免疫算法的应用.为此,文中提出了一种基于自体集层次聚类的否定选择算法CB-RNSA.算法首先对自体数据进行层次聚类预处理,然后用聚类中心取代自体数据点与候选检测器进行匹配,以减少距离计算代价.在生成检测器的过程中,候选检测器被限定在非自体空间的低覆盖率区域内,以降低检测器冗余.对检测器的非自体空间覆盖率进行了概率分析,给出了中止生成检测器的条件,该条件较传统的预设检测器数量的中止条件更为合理.理论分析表明CB-RNSA的时间复杂度与自体集规模无关,从而解决了经典的否定选择算法的时间复杂度随自体数量呈指数增长这一难题,极大地提高了大自体样本空间下的检测器生成效率.对比实验结果表明:在相同的实验数据集与期望覆盖率下,CB-RNSA的检测率比经典的RNSA与V-detector算法分别提高了12.3%与7.4%,误警率分别降低了8.5%与4.9%,产生检测器的时间代价分别降低了67.6%和75.7%.     

混凝土材料三维弹塑性本构模型

非线性统一强度准则将材料的强度特性分解为4个相互独立的因素,由4个材料参数分别描述,在主应力空间内的强度面连续光滑,存在连续的偏导数.本文将非线性统一强度准则作为屈服函数,以塑性剪应变的函数作为硬化/软化参数,硬化/软化函数参考单轴压缩条件下的应力应变关系给出,建立了混凝土材料的非线性统一弹塑性本构模型.通过混凝土材料单轴、双轴和三轴试验结果对本构模型的验证,以及偏心受压构件试验结果对数值模拟结果的验证表明,所建立的非线性统一弹塑性本构模型可较好地描述混凝土材料的三维变形与强度特性,并可反映应变软化特性,将模型用于数值计算时易于获得收敛解,且具有较高的精确度和计算效率.     

2-Methoxybenzoyl phosphate: a new substrate for continuous fluorimetric and spectrophotometric acyl phosphatase assays

A new aromatic acyl phosphate, 2-methoxybenzoyl phosphate, has been synthesized. The compound shows an intrinsic fluorescence; it displays an intense emission band at 390 nm upon excitation in the near UV region. This band practically disappears after hydrolysis of the product. On the other hand, the product displays differences in the near UV absorption spectra measured before and after hydrolysis. The at 301 nm is 2720 M^–1 cm^–1, a value that is 4.3-fold higher than that of benzoyl phosphate (the usual substrate for acylphosphatase assay) at 283 nm. The main kinetic parameters of three different acylphosphatase molecular forms (the muscular isoenzyme and two subtypes of the organ common isoenzyme) were determined using both benzoyl phosphate and 2-methoxybenzoyl phosphate as substrates, and then compared. These kinetic data and the UV absorption and fluorescence properties of 2-methoxybenzoyl phosphate sugest that this compound has better substrate features than benzoyl phosphate, and can be used for both high sensitivity continuous fluorimetric and UV absorption spectrophotometric assays of acylphosphatase.     

不同剂量高强度聚焦超声辐照与HIFU消融VX2兔肝移植瘤量效关系的实验研究

目的探讨不同剂量高强度聚焦超声辐照与消融的量效关系。方法兔肝VX2肿瘤模型按功率不同予以首次辐照，24h后各组再予180W在相同参数下行单条直线扫描。分别于首次、再次辐照后观察靶区的变化，测量再次辐照后消融区域的长、宽、高，计算体积及相应的能效因子（EEF）。结果备纽靶组织均于单条线扫后出现消融，消融纽织的形态随首次辐照功率的增加而不规则；消融后的EEF和首次预辐照功率存在负相关关系（r=-0．941，P〈0．01）。结论研究HIFU预辐照剂量和消融效率间的关系能为HIFU治疗提供新思路和剂量参考。