工程中张量概念的思考

本文针对用张量表示弹性力学基本概念的应用,从几何与代数角度分析张量,进而掌握其在力学表达式中的简明记法与意义。     

纤维金属层板的拉伸性能研究

GLARE是一种先进的混杂层板材料,由高韧度薄铝合金层和高强度玻璃纤维/环氧树脂层交替铺设而成,具有独特的轻质、耐疲劳、耐冲击、高阻燃性和耐腐蚀属性.系统地对GLARE层板进行了静力拉伸测试,展示了铺层结构和铺层类型对其静力学性能的影响,并对混杂模型的适用性进行了验证.结果显示:采用混杂模型法预测GLARE层的轴向弹性模量具有较高的精度,但进行强度预测时对于部分类型的层板需要考虑纤维的桥接作用.     

平面应变对二维单层氮化镓电子性质的调控作用

采用第一性原理方法研究了二维单原子层氮化镓结构和电子性质的平面对称应变效应.结果表明,在-10%~10%的应变范围内,二维氮化镓的结构未遭到破坏,仍然保持稳定.通过对应变下的能带结构分析,发现随着拉应变的增大,二维氮化镓的带隙逐渐减小,而且保持间接带隙性质.在一定压应变作用下,二维氮化镓的带隙增大,由间接带隙转变为直接带隙.这表明平面对称应变可以有效地调节二维氮化镓的电子性质,为二维氮化镓的应用提供了有价值的理论依据.     

基于正交设计的陶瓷透水砖工艺研究

以废玻璃、废陶瓷、粘土和赤泥为主要原料,以木屑为成孔剂制备陶瓷透水砖,分析不同配比对透水砖透水性能的影响.采用4因素3水平正交实验设计探讨了木屑加入量(A)、烧成温度(B)、保温时间(C)及废陶瓷骨料粒度(D)对透水性能的影响.透水系数的极差分析表明,影响透水系数的因素主次为:ABCD,最优实验组合是A3B1C2D2,即木屑掺量为10%,烧结温度为1 000℃,保温时间为1.5 h,骨料粒度为150μm.     

应用点基局部光滑点插值法的固有频率上下界计算

针对传统有限元方法得到的刚度阵过硬导致所提供的固有频率上限值较为粗糙、点基光滑点插值方法得到的刚度阵过软导致所提供的固有频率下限值较为宽泛且存在时间不稳定性等问题,提出了点基局部光滑点插值法(NLS-PIM)。该方法将有限元和点基光滑点插值法相结合,对背景网格基础上形成的点基光滑域进行局部应变光滑,通过调整二者结合的权重来控制计算模型的整体刚度。研究发现,采用局部梯度光滑方法控制模型刚度而形成的点基局部光滑点插值法,克服了点基光滑点插值方法的时间不稳定性及有限元法的固有缺陷,且能提供更为精细的固有频率上下界区间。所提方法简便、实用、易于实现,可用于复杂问题求解。     

基于SHPB试验的高速铁路CRTSⅡ型CA砂浆动态性能

采用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)试验研究了高速铁路CRTS II型水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的动态力学性能,并建立了CRTS II型CA砂浆的动态本构关系模型.结果表明:随着应变率的增大,CRTS II型CA砂浆峰值强度逐渐增加,但增加速率随应变率的增大而减小,当应变率从44.17增加至54.79 s-1和从54.79增加至108.47 s-1时,峰值强度分别增加了初始峰值强度的52.28%和7.5%,弹性模量随应变率的变化规律性较差;应变率越大,破坏时的贯通裂纹越多,碎裂程度越大;CRTS II型CA砂浆的比能量吸收随着应变率的增大而增大.所建立的动态本构模型拟合曲线与试验曲线具有较好的一致性.     

锗锡薄膜的分子束外延生长及退火研究

无应变锗锡(GeSn)合金在Sn的摩尔组分高于8%时能够转变为直接带隙材料，适合于制备硅基光电子器件.分子束外延(MBE)在高纯度GeSn制备、Sn组分和异质界面的精确调控上具有巨大的优势.然而，由于Sn在Ge中的固溶度低(<1%)、Ge与α-Sn晶格失配大(约14.7%),高Sn组分、应变弛豫直接带隙GeSn薄膜材料的MBE制备仍是一个巨大的挑战.本文综述了MBE制备高Sn组分GeSn薄膜及弛豫GeSn薄膜压应变的相关研究.首先介绍了低温MBE技术外延高Sn组分GeSn薄膜的方法及生长应变弛豫GeSn薄膜的挑战.之后给出GeSn薄膜的快速热退火行为与厚度的依赖关系，基于临界厚度模型捋清了退火过程中GeSn薄膜的应变弛豫与Sn偏析的竞争机制；最后介绍了快速热退火对GeSn薄膜发光特性的影响，提出采用快速热退火制备应变弛豫的Sn组分渐变GeSn异质结，通过载流子自限制增强MBE生长GeSn薄膜的光致发光强度.     

油气输送管道应力分析及应变设计研究

人类进入21世纪,能源的全球供求矛盾呈现日益突出的趋势。如何保障我国石油安全有效地供给,已经成为我们面临的巨大挑战。该文针对油气输送管道所受的各种应力的分析,展开了基于应变的油气输送管道的设计讨论。若想对抗各种应力对油气输送管道的损害,需要加强油气输送管道强度和韧性。     

钢包用透气砖的研究与发展方向

综述了透气砖的材质和结构对其抗热震稳定性和抗渣性的影响,以及透气砖在使用性能和损毁机理方面的研究进展,介绍了吹氩工艺对透气砖工作的影响,提出了钢包用透气砖耐火材料的可能的发展方向。     

在役基桩完整性检测技术影响因素分析

基桩是将桥梁上部荷载传递到地基的重要传力构件,其桩身的健全性将直接关系到桥梁的安全,特别是成桥的在役基桩,经过反复的冲击荷载(如车辆冲击等),其健全性更不容忽视。深入分析了国内外常用的在役基桩检测方法的优缺点,明确了在役基桩在激振和信号处理方面的影响,并提出相关应对措施。在‘双速度法’基础上提出了侧壁低应变检测法,并利用该方法对桩身波速的标定以及对桩身健全性判定,并对结果进行验证。结果表明:侧壁低应变检测法在在役基桩检测方面的检测精度高,为在役基桩的检测提供了可靠的检测手段。