21世纪先进发射药:低敏感高能发射药(1)--新材料和新实验技术

现代先进武器系统对弹药提出了大威力和高生存能力的要求，研究开发低敏感高能发射药必将成为21世纪发射药及其装药发展的大趋势。该文讨论了低敏感高能发射药的研究背景和意义。详细讨论和分析了发达国家在低敏感高能发射药领域涉及的新材料和新实验技术方面的最新研究进展和成果。指出了我国正处于跨越低易损性发射药的发展阶段，可直接制定并实施兼具低易损性和高能特点的低敏感高能发射药的研究计划。     

三维摩擦接触问题算法精度和收敛性研究

回顾了摩擦接触问题的现有解法，包括Lagrange乘子法、惩罚函数法、增广Lagrangian乘子法，线性互补模型及互补类非线性方程组方法等，尤其是近期关于非线性方程组方法的系列研究结果：(1)三维弹性摩擦接触问题互补类非线性方程组的光滑化解法；(2)将其推广为非光滑解法；(3)三维弹塑性摩擦接触问题增量方程和算法，非线性方程组方法解法基于严格的数学理论基础，严格地满足接触条件，并用随机数产生的接触柔度矩阵证实了算法的收敛性，由于每个接触点对的未知数只有3个，不合任何人工变量，同时，算法有局部二次收敛率且计算效率很高。为了考察以增广拉格朗日法为代表的工程中流行算法的精度和收敛性，设计了一个典型的弹性摩擦接触问题算例，证实了通用程序ANSYS的增广拉格朗日法是近似的并且不能保证收敛。     

功能梯度材料圆(环)板的屈曲分析

基于经典板理论,推导了功能梯度材料圆形板在边界面内均布压力作用下的轴对称屈曲方程.假设功能梯度材料性质沿板厚度方向按成分含量百分比的幂指数形式连续变化,用打靶法求解所得方程,得到了功能梯度材料圆(环)板的临界屈曲载荷,并分析了材料的梯度性质、内外半径比以及边界条件对板临界载荷的影响.     

直接带隙硅基超晶格Ⅵ_((A))/Si_m/Ⅵ_((B))/Si_m/Ⅵ_((A))的设计

Si基光发射材料由于它具有与先进的Si微电子技术兼容和成本低廉的优势,是光电子集成(OEIC)工程应用的首选材料.但由于体材料Si属于间接带隙半导体,不可能成为有效的光发射体.如何设计具有直接带隙硅基材料,备受实验研究工作者和材料设计理论工作者的关注.本文介绍一种新的硅基超晶格Ⅵ(A)/Sim/Ⅵ(B)/Sim/Ⅵ(A)的能带结构计算.在密度泛函理论框架内,采用混合基从头算赝势法模拟计算表明,其中Se/Si6/O/Si6/Se及Se/Si6/S/Si6/Se超晶格具有相当理想的直接带隙特征,其带隙处于红外波段.预期这类新材料及有关器件会有优越的光发射和各种光学性能,其制作也可较方便地与硅微电子工艺兼容.预计该材料在信息光电子领域将有强大的应用潜力.     

舟桥丙丁接头接触分析的计算机模拟

深入考察接触行为的特点，并以舟桥纵向连接件丙丁接头为例，建立了两种接触计算模型。采用大型通用有限元程序进行分析，模拟丙丁接头受力时的应力应变。与经验合成计算结果和常规有限元分析的结果进行对比，证明接触分析方法对连接件塑性变形、疲劳分析和优化设计有重要的指导意义。     

重合度对直齿行星齿轮传动的影响

建立了单级2K-H渐开线行星齿轮传动的集中质量参数型振动模型，将齿轮啮合的刚度近似等效成时变分段线性的弹簧刚度．分析了系统因时变啮合刚度激励而引起的稳态振动．得出了在2K-H渐开线行星齿轮的传动中，齿轮的动载荷与齿轮间的重合度相关；在无阻尼状态下太阳轮一行星轮的动态啮合力小于行星轮一内齿圈的啮合力．     

二维磁性纳米结构材料的Monte Carlo模拟

运用Monte Carlo模拟方法，通过分折系统自旋序参数与温度的变化关系了解纳米结构材料磁性的特征．计算模拟结果表明，磁性纳米材料具有比同等大小和平均密度的单晶低的居里温度，且在相变过程中往往会出现一些亚稳态．研究结果提供了一种解析金属纳米结构材料特性的重要方法．     

H2在金属钾修饰碳纳米管上的吸附与储存

利用高压容积法、辅以卸压升温脱附排水法,测定金属钾修饰多壁碳纳米管(K~0-MWCNTs)对H_2的吸附储存容量。结果表明,在室温(～25℃)、～7.25MPa实验条件下其对氢的吸附储存容量可达3.80％(质量百分数);室温下卸至常压的脱附氢量为3.36％(占总吸附氢量的～89％),后续升温(升至673K)的脱附氢量为0.41％(占总吸附氢量的～11％)。     

土工格栅加筋路堤的三维有限元分析

运用通用有限元程序ANSYS ,对软弱地基上路堤加筋的作用和效果进行了三维有限元分析 .计算中采用DP模型模拟土体的材料非线性 ,采用面—面接触单元考虑筋土界面的状态非线性 ,并采用薄膜单元来模拟土工格栅 .通过对相关参数的敏感性分析 ,证明了土工格栅模量对加筋效果有显著影响 ,并且加筋位置靠近路堤底部时更能发挥加筋性能 ;证明了在土体发生显著侧向变形时土工格栅能够发挥抗拉效果 ,从而限制土体侧向变形和路堤外侧土体的隆起 ,达到减小沉降和不均匀沉降的效果 .研究成果对软弱地基路堤加筋处理和新老路基结合部处理均有借鉴意义     

纳米结构V2O5薄膜的溶胶凝胶制备与特性研究

采用溶胶 -凝胶技术 ,以V2 O5粉末为原材料制备了纳米结构的V2 O5薄膜 .使用椭偏仪、X射线衍射仪(XRD)、红外分光光度计 (FTIR)、电化学分析、原子力显微镜 (AFM)等方法研究了V2 O5薄膜的特性 .实验结果表明 :薄膜具有纳米多孔结构 ;热处理使得薄膜致密 ,折射率提高 ,薄膜结晶 .红外吸收测量揭示了刚制备的薄膜中钒以 4价离子为主 ,高温热处理后形成 5价钒离子 ,相应出现了V2 O5特征吸收峰 .这种结构的薄膜具有很好的锂离子注入 /退出可逆性和很高的离子注入容量 ,可用作锂离子电池的高性能阴极材料 .