高孔率金属材料表现电阻率的计算公式

根据高孔率金属材料的结构特征建立几何模型,运用几何方法和有关电学概念,简便地推导了具有均匀结构的高孔率材料电阻率与孔率的数学关系,由此得出通过孔率这个易知量来计算简孔率材料电阻率的公式,以泡沫镍为例的应用证明,该理论式与实测结果基本一致。     

高孔率材料抗拉强度与孔率的关系

根据高孔率材料的结构特点提出模型,推导出该材料抗拉强度与孔率的数学关系式,通过高孔率泡沫镍例为的实验,证明了该理论式较好地反映了高孔率金属抗拉强度随孔率的变化规律。     

泡沫金属双向拉伸破坏时名义应力与孔率的关系

提出了各向同性三维网状高孔率金属在双向拉伸破坏时两向名义应力与孔率三者之间的数学关系. 经电沉积法所得以泡沫金属为例的有关实验数据验证, 证明了该关系式的良好实用性.     

受载煤岩破裂过程电阻率变化规律试验研究

通过建立受载煤体电阻率-声发射实时监测系统,测试并研究了煤岩单轴压缩破坏过程中电阻率的实时变化规律,并对产生这种变化的原因进行了分析。结果表明:煤岩体电阻率变化主要取决于内部裂隙的形成、扩展与闭合。煤岩在加载过程中,以约0.4倍的极限载荷Fm为界,电阻率随着载荷的增加呈现先减小后增加的趋势,在F0.7Fm时,煤岩体电阻率剧烈增加,并在失稳时达到峰值,之后电阻率波动降低。在煤岩体损伤活跃阶段,电阻率与载荷具有较好相关性,相关系数在0.95以上,在稳定性方面有一定的优越性。煤岩在受载过程中的电阻率变化可以反映煤岩载荷与破裂的变化,电阻率在应力峰值前的突然增大可以作为煤岩破裂的一个前兆特征,利用电阻率监测煤岩破坏变形,可以为煤岩动力灾害监测预警提供一种新的思路。     

基于光学原位观测柔软摩擦副的接触率研究

＂柔软接触＂在自然界和工业应用的摩擦副中具有重要学术和应用价值,但线接触副中接触率的原位测量目前尚无系统方法.本文建立了含光学显微、数字图像采集的软摩擦试验台.通过对接触率不同影响因素的深入分析,对比讨论了试验结果和理论模型.法向载荷对接触率影响规律可表述为幂函数,且受到弹性模量的影响.本文结合Ghatak的柔软橡胶薄层力学模型,分析了柔软材料的弹性模量对接触率的具体影响规律.本文以上述分析为基础,针对实际应用中柔软材料几何尺寸差异的问题,制备了9种不同厚度的圆柱形弹性样品,试验和理论分析都发现临界厚度值将影响接触率,并对结果进行了讨论.最后对全文进行了总结和展望.     

混凝土材料非线性多轴动态强度准则

将广义非线性强度理论的4个材料参数转化为混凝土材料的基本强度参数,通过混凝土材料的基本强度特性,分析了4个材料参数的变化规律与取值范围.基于S准则建立了混凝土材料4个基本强度参数的率效应表达式,建立了混凝土材料的非线性多轴动态强度准则,分析了动态强度参数的率效应规律,结果表明,混凝土材料的强度特性随着应变率的提高,逐渐向金属材料的强度特性过渡,在应变率从-3~3,应变率对混凝土动态强度的影响较大,并且动强度不是随着应变率的提高无限增大的,而是存在动强度峰值.通过与3组双轴压-压和2组双轴拉-压动态加载时混凝土材料试验结果的比较,表明非线性多轴动态强度准则可较好地描述混凝土材料双轴动强度规律.在同一应变率下,可较好地描述强度的非线性特性;不同应变率下,动强度面互不相交,即应变率效应与多轴应力状态对强度规律不存在耦合影响.     

聚合物胶体晶模板技术制备三维有序铟锡氧化物大孔材料

以单分散性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球自组装形成的有序胶体晶体结构为模板, 制备了铟锡氧化物(ITO)有序大孔材料. 以扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及低温N2吸附/脱附等方法对ITO大孔材料的形态及其比表面积进行了表征. 结果表明, 烧结温度在500℃时, 能够得到较为完善的三维ITO大孔材料, 空间排布高度有序, 其有序结构与模板中PMMA微球自组装方式完全相同. 孔径大小均匀(~450 nm), 较之PMMA微球有所收缩, BET比表面积为389 m² · g^-1, 孔容为0.36 cm³ · g^-1. 此外, 发现Sn掺杂率物质的量比为5%时, 在真空中退火, ITO大孔材料的导电性能最好, 电阻率为8.2×10^-3 W · cm, 初步讨论了ITO大孔材料的导电机制, 认为氧缺位是获得较好电性能的主要原因.     

湿度与时间因素对高分子材料力学性能影响的研究

以尼龙6 材料作为研究对象, 从实验与理论两个方面分析湿度与时间因素对高分子材料的力学性能的影响, 对湿度-时间相关性进行了实验分析, 从实验的角度证明了它们之间存在某种等效关系, 即对材料力学性能而言, 延长作用时间与增加材料含湿率是等效的. 给出了该材料的湿度-时间等效关系, 如该材料在不同含湿率下的广义曲线, 该材料平移函数的近似方程与平移因子. 在实验分析工作的基础上, 借鉴温度-时间等效理论的分析方法, 从理论上对湿度-时间等效性进行了推导。     

信息几何理论与应用研究进展

信息几何是在Riemann流形上采用现代微分几何方法来研究统计学问题的基础性、前沿性学科,被誉为是继Shannon开辟现代信息理论之后的又一新的理论变革,在信息科学与系统理论研究领域展现出了巨大的发展潜力．本文首先从参数化概率分布族的内蕴几何结构特征与信息的几何性质出发,精炼了信息几何的科学内涵,指出信息几何相比于经典统计学与信息论的理论优势与方法的革新．然后简要阐述了信息几何与微分几何的联系,综述了信息几何理论的发展历史与近20年来信息几何在神经网络、统计推断、通信编码、系统理论、物理学和医学成像等各领域应用的研究现状,归纳和总结了其中所体现的信息几何的基本原理和基本方法,并对信息几何的发展给予注记．特别地,对信息几何在信号处理领域中的应用成果进行了较全面的总结和概括,阐述了信息几何在信号检测、参数估计与滤波等方面的最新研究成果．最后,展望信息几何的发展前景,提出了信息几何在信号处理领域中的若干开放性问题．     

超晶格纳米线热传导的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法模拟了超晶格纳米线的几何形变与热传导性能. 模拟结果显示, 由于界面晶格不匹配, 在超晶格纳米线内部发生了明显的几何形变. 对于周期长度固定的超晶格纳米线, 界面热阻在总热阻中的比例及导热系数不随周期数改变而改变. 随着周期长度的增大, 超晶格纳米线的几何形变量逐渐减小, 导致平均界面热阻逐渐增大, 表明界面热阻不仅取决于界面层的材料特性, 同时也与超晶格结构的几何形变量相关, 在声阻不匹配模型中应考虑纳米尺度下材料晶格结构的变化. 仿真结果还证实了尺度效应对低维结构热传导性能的影响, 即随着超晶格纳米线横截面面积的增大, 导热系数将增大.     

矿物及固体绝缘材料电阻率测量的小型电极实验装置与应用

目前还没有一种矿物及固体绝缘材料小块样品电阻率测量的有效方法.为此,根据国家标准GB/T1410-2006和数字高阻计特点,研制了一种与通用高阻计配套使用的小型电极实验装置,将试样直径由标准电极的100mm减小到18mm,试样面积减少了30.86倍;该装置采用2个直径60mm×高20mm的绝缘基座对三电极系统进行支撑和精确定位,以实现装置结构的精准性和测量结果的可靠性,其关键技术参数是高压电极和测量电极的直径分别为18和14.6mm,保护电极内径和外径分别为16和18mm,保护电极与测量电极间隙尺寸为0.6mm,适用于直径ф=18mm的矿物及固体绝缘材料平板试样电阻率测量;体积电阻率和表面电阻率验证实验结果表明,采用小型电极实验装置与标准电极测量结果一致.     

叶形四边形产热体■耗散率最小导热构形优化

将构形理论与■理论相结合,对已有文献建立的基于常见叶脉形仿生四边形的叶形四边形产热体进行了研究.导出了■耗散率最小时叶形四边形产热体的最优构形,研究了分支高导热材料划分的区间数n和分支高导热材料与中心高导热材料的夹角θ对叶形四边形产热体最优构形的影响,比较了叶形四边形产热体在■耗散率最小和最大温差最小下的构形差异.结果表明:叶形四边形产热体在■耗散率最小时的最优构形下平均传热温差最小;随着区间数(n≥20)的增加,叶形四边形产热体的最优长宽比和最小平均温差略微下降,因此增加产热体内高导热通道的复杂程度能降低平均传热温差;叶形四边形产热体以■耗散率和最大温差为优化目标的最优构形有区别,但都在分支高导热材料垂直于中心高导热材料时最佳,且■耗散率最小下的平均温差更小,因此以■耗散率最小为优化目标能更有效地降低产热体内的平均传热温差.     

双分数Vasicek利率环境下的篮子期权定价

在双分数布朗运动环境下,讨论具有随机利率的欧式几何篮子期权定价问题。假设股票价格遵循双分数布朗运动驱动的随机微分方程,随机利率服从Vasicek模型,预期收益率和波动率均为常数的情况下,利用保险精算方法,推导出双分数布朗运动环境下具有随机利率的欧式几何篮子期权定价公式。     

聚醚型PU微胶囊的血液相容性研究

采用预聚-扩链-中和-分散溶解法,一步合成出聚氨酯（PU）水溶液,运用凝聚相分离法合成出PU微胶囊。以新鲜人血与3．8％的枸橼酸钠溶液配制成抗凝血,将PU材料与血液接触,测定其血小板消耗率;采集新鲜人血,与血液保存液（ACD）配制成ACD血液,使PU材料与ACD血液接触,动态地观察材料对凝血时间的影响,测定动态凝血时间;同样以新鲜人血与2％草酸钾溶液配制威抗凝血,用生理盐水稀释制得新鲜稀释抗凝血,测试PU材料与血液接触一定时间后,血液中红细胞释放出的血红蛋白量,得该种材料的溶血率,发现PU材料的血小板消耗率为17．99％,符合与血液接触材料使用的要求;所测PU材料的动态凝血时间为74min（接近阴性对照长的动态凝血时间78min）,说明材料引发的凝血少,具有较好的抗凝血性能;PU材料的溶血率为2．17％（小于规定值5％）,该材料对红细胞的破坏作用很小：由此说明PU微胶囊材料具有很好的血液相容性．可以作为与血液接触的植入材料.     

空间薄壁截面梁的双重非线性有限元模型

本文根据Bernoulli-Euler梁理论和Vlasov薄壁杆件理论,通过设置单元内部节点并对弯曲转角和翘曲角采取独立插值的方法,建立了可考虑剪切变形及其耦合、弯扭耦合和二次剪应力影响的空间薄壁截面梁双重非线性有限元模型.以TL格式描述几何非线性应变,并推得几何刚度矩阵.同时考虑了材料非线性,假定材料为理想弹塑性体,符合Von Mises屈服准则和Prandtle-Reuss增量关系,采用有限分割的方法,由数值积分得到空间薄壁截面梁的弹塑性刚度矩阵.算例表明本文所建模型具有良好的精度,适用于空间薄壁结构的有限元分析.     

拦截弹制导的微分几何建模

相对于直接在笛卡尔坐标系内对质点运动进行分解而言,使用微分几何原理对质点的运动进行分析是一种较为巧妙的方法。本文基于古典微分几何原理,对拦截弹的制导进行了建模研究。首先,分析了弹目相对视线的运动规律,建立了视线旋转坐标系提出了视线曲率与挠率的概念,得到了视线运动方程.并将视线运动方程与弹目相对运动相结合,构造了新的弹目相对运动方程。其次,通过研究发现,在视线旋转坐标系内存在视线瞬时旋转平面,可以在该平面内构造具有三维拦截能力的二维制导律。空间真比例导引律（TPN）可以不加近似地直接引入视线瞬时旋转平面,成为降维TPN。同时通过研究在视线瞬时旋转平面内对目标机动加速度进行补偿的方法,可以得到新的修正比例导引律（APN）系列和视线角加速度制导律（AAG）系列。再次,提出了视线瞬时旋转平面内制导律的微分几何制导指令,与Chiou和Kuo所提出的微分几何制导律进行对比分析,可以发现该制导律是本文的一种特例,并且微分几何制导指令将降低视线瞬时旋转平面内制导律的性能。最后,以拦截大气层外高速机动目标为算例进行仿真分析,验证了拦截弹微分几何制导模型的有效性。     

脆性短纤维增强复合材料亚宏观模型及损伤本构关系

基于随机分布短纤维与基体损伤的物理机制与统计描述，针对长径比、刚度模量与强度都比较大的脆性短纤维增强复合材料，提出了一种亚宏观材料模型，考虑了纤维与基体的损伤统计规律、损伤诱发的各向异性与损伤率等对材料宏观力学行为的影响，导出了亚宏观损伤本构方程，还以短纤维纤维强聚丙烯聚复合材料为例，对损伤诱致各向异笥与损伤率效应及初始取向分布对材料宏观力学性能的影响进行了定量分析，理论预测与文献中的实验结果良好     

CeO_2对锂离子电池正极材料LiMn_(1/3)Co_(1/3)Ni_(1/3)O_2的包覆改性

采用溶胶凝胶法对LiMn1/3Co1/3Ni1/3O2表面包覆了1.0wt%的CeO2.采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),循环伏安(CV)和恒流充放电对包覆和未包覆的LiMn1/3Co1/3Ni1/3O2进行了结构表征与性能测试分析.研究显示,CeO2并没有改变电极材料的晶体结构,仅在电极材料表面形成均匀的包覆层.包覆1.0wt%CeO2后的材料的放电容量和循环性能均明显优于未包覆的材料.在20mA·g-1的电流密度下,包覆1.0wt%CeO2后的材料的放电容量为182.5mAh·g-1而未包覆的材料仅为165.8mAh·g-1.包覆1.0wt%CeO2后的材料在3.0C下循环12周后的容量保持率达93.2%,而未包覆的材料的容量保持率仅为86.6%.CV测试表明,CeO2包覆层可以有效的防止正极材料与电解液的直接接触,抑制了材料结构的转变或抑制了与电解液的副反应,从而提高了材料的电化学性能.     

低温下混凝土单轴压缩破坏及尺寸效应细观有限元分析

考虑混凝土材料各相组分特征,建立了细观层次有限元分析方法,模拟了不同尺寸几何相似混凝土试块在室温及低温下的静态单轴压缩破坏响应,探讨了低温下混凝土单轴压缩名义强度退化行为及尺寸效应影响规律.研究结果表明,随着温度的下降,单轴压缩名义强度显著增强,混凝土脆性不断增大,尺寸效应行为更显著.当温度达到-120℃时,混凝土材料...     

CeO2对锂离子电池正极材料LiMn1/3CO1/3Ni/3O2的包覆改性

采用溶胶凝胶法对LiMn1/3CO1/3Ni/3O2表面包覆了1．0wt％的CeO2．采用X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）,循环伏安（CV）和恒流充放电对包覆和未包覆的LiMn1/3CO1/3Ni/3O2进行了结构表征与性能测试分析．研究显示,CeO2并没有改变电极材料的晶体结构,仅在电极材料表面形成均匀的包覆层．包覆1．0wt％CeO2后的材料的放电容量和循环性能均明显优于未包覆的材料．在20mA·g^-1的电流密度下,包覆1．0wt％CeO2后的材料的放电容量为182．5mAh·g^-1而未包覆的材料仅为165．8mAh·g-1．包覆1．0wt％CeO2后的材料在3．0C下循环12周后的容量保持率达93．2％,而未包覆的材料的容量保持率仅为86．6％．CV测试表明,CeO2包覆层可以有效的防止正极材料与电解液的直接接触,抑制了材料结构的转变或抑制了与电解液的副反应,从而提高了材料的电化学性能．