弯曲应力对二维石墨烯导电性能的影响

采用化学气相沉积法生长高质量二维石墨烯,制备出石墨烯/PDMS(聚二甲基硅氧烷)和石墨烯/PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)柔性透明导电薄膜,用以研究不同材料及不同厚度衬底时二维石墨烯的导电性能与弯曲曲率的关系.结果表明,柔性衬底的弹性模量及厚度对二维石墨烯的导电性能影响均不大,当衬底厚度相同时,随着弯曲曲率的增加,石墨烯阻值均增加,但电阻的相对变化率较小,表明二维石墨烯导电膜可作为柔性导体应用于可弯曲触摸屏、机器人皮肤、可穿戴设备.     

用ANSYS计算弯曲井眼情况下套管的抗外挤强度

现代钻井技术中,大位移井和水平井的数量逐年增加,因此在钻井技术中不可避免地出现弯曲井段。弯曲井眼中将产生较大的弯曲应力,此弯曲应力在套管壁的外侧产生较大的拉应力,降低套管的抗外挤强度。为了研究套管在弯曲条件下的受力模型,本文采用ANSYS建立了套管在不同井眼曲率下的计算模型,采用ANSYS软件在不同曲率条件下进行试算,可以方便的得出在不同曲率下的套管抗外挤强度。计算表明,随着弯曲率的增加,套管的抗外挤强度逐渐下降,并且在不同曲率条件下变化率不同,在30°/100m以前变化较为缓慢,在30°-45°/100m以后变化开始增大,并且套管越大,曲率变化对套管的抗外挤强度影响越大。     

相对密度和应变率对泡沫铝压缩行为的影响

利用分离式霍布金森压杆(SHPB)和电子万能试验机研究了不同密度的开孔与闭孔泡沫铝在动、准静态下的压缩力学性能.结果表明:开孔与闭孔两种泡沫铝静态和动态压缩应力-应变曲线均具有多孔泡沫材料明显的三阶段特征,即线弹性段,塑性屈服平台段及致密段.相对密度对泡沫材料屈服强度和流动应力有很大影响,在静、动态响应下泡沫铝的应力均随相对密度的增大而增大,通过对本实验结果进行拟合,得出泡沫铝强度与相对密度的关系式常数.开孔泡沫铝的强度和流动应力均明显升高,表现出应变率敏感性,而闭孔泡沫铝对应变率不太敏感或应变率敏感程度较差.     

TC25钛合金室温高周疲劳累积损伤与疲劳寿命分析

在恒定最大应力700 MPa条件下,对TC25钛合金进行不同应力比下的室温高周疲劳实验,测试TC25钛合金的高周疲劳寿命,考察疲劳寿命与应力比之间的关系.每间隔一定疲劳周次测试试样的电阻,采用电阻变化率表征疲劳损伤,并应用Chaboche损伤模型来推导疲劳损伤演化方程,结果显示理论计算结果与实验数据吻合,表明Chaboche损伤模型能够精确预测轴向循环加载条件下TC25钛合金的高周疲劳累积损伤,且在恒定最大应力条件下,TC25钛合金的疲劳寿命随应力比的增大而增大.测试应力比r为0.1时不同应变强化量下TC25钛合金的疲劳寿命,基于微观结构分析,考察应变强化对疲劳寿命的影响,结果表明增大应变强化量能有效提高疲劳寿命.     

玻璃纤维增强环氧树脂力学性能研究

为了进一步提高玻璃纤维/环氧树脂(GF/EP)复合材料的机械性能,充分了解GF/EP复合材料在各种条件下的力学性能,通过使用ETM105D型微机控制电子万能试验机、Zwick/RoellZ005型万能材料试验机和分离式霍普金森压杆实验装置,对以环氧树脂(EP)为基体,以玻璃纤维(GF)为增强体的复合材料以不同的配比,分别进行了不同温度准静态载荷下及常温动态载荷下的压缩试验,得到了不同配比试样在不同温度下准静态压缩的屈服强度和在不同应变率下动态压缩的屈服强度.结果表明:在准静态载荷下,温度越高,试件的屈服强度越低,试件的弹性模量和屈服强度具有明显的温度依赖性;GF含量的增加,在一定程度上增大了试件的韧性;试样在一定应变率下,GF/EP试件并不具有应变率效应,但当应变率超过某个临界值时,又能体现出应变率效应.     

石墨烯弯曲形变的电子结构和特性的研究

采用密度泛函理论对4种不同弯曲曲率的石墨烯的能带、分子轨道分布、态密度和传输谱进行理论研究,通过能带的计算,分析其得失电子的能力;通过对分子轨道分布和态密度的分析,得出了弯曲石墨烯的电子结构;通过对传输概率的计算,研究了弯曲石墨烯的电子传输性质.得出了弯曲石墨烯中π型分子轨道起重要作用,石墨烯随着弯曲曲率的增加,电子传...     

温度和应变率对泡沫镍拉伸行为的影响

研究了泡沫镍分别在四种不同应变率和四种不同温度下的单轴拉伸行为，结果表明：泡沫镍的力学性能(强度和模量)随应变率增大而增大，随温度升高而降低。同时，还给出了泡沫镍的强度和模量随相对密度、温度和应变率变化的表达式。     

水基石墨烯纳米流体黏度的实验研究

采用两步法制备水基石墨烯纳米流体并进行表征,使用乌氏黏度计测量水基石墨烯纳米流体在15~45℃时不同质量分数(0.03%、0.07%、0.10%、0.15%)下的黏度。结果表明,水基石墨烯纳米流体的黏度随温度的升高而减小,与基液的黏度变化趋势一致;在水基石墨烯纳米流体密度随温度变化很小时,黏度的增加量仅随温度出现小幅波动;纳米流体的黏度随石墨烯浓度的增大而增大,温度在15~45℃时,0.15%纳米流体黏度的最大增量达到2.14%。通过黏度模型的验证可知,在低浓度时,对水基石墨烯纳米流体黏度的预测需考虑纳米粒子形状的影响,纳米粒子尺寸的影响不大。     

石墨烯/PC6/石墨烯异质结输运性质第一性原理研究

自石墨烯成功制备以来,二维碳基材料的研究受到了广泛关注,可期待克服硅基场效应管中出现的短沟道效应.采用密度泛函理论和非平衡态格林函数相结合的第一性原理方法,研究了石墨烯/PC₆/石墨烯异质结输运特性.研究发现金属的石墨烯与半导体的PC₆之间为肖特基接触,形成的势垒为0.15 eV.在非平衡态下,电流随电压增大,呈非线性增加特性.在较小的偏压下,可获得较大的开路电流.     

冲击速度对带支撑钢构格栅坝抗冲击性能的影响

带支撑钢构格栅坝在拦截大石块,减小泥石流冲击破坏中有十分重要的作用。利用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对带支撑钢构格栅坝结构模型进行数值模拟。用钢球模拟巨石,以不同的冲击速度在格栅坝中间榀顶层梁柱节点施加冲击荷载,分析在冲击荷载作用下结构的动力响应。结果表明:带支撑钢构格栅坝各处位移随着钢球冲击速度的增加逐渐增大,基本呈现线性变化的规律,尤其在冲击作用点处结构的位移变化率最大,且距冲击作用位置越远位移变化率越小;结构各处应力值随着冲击速度的增加而增大,且距冲击作用位置较远的单元应力变化接近线性增长规律;随着冲击速度的提升,结构各柱脚支反力逐渐增大。     

石墨/ABS树脂导电复合材料的研究

用机械共混法制备电性能优良的丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)/石墨导电复合材料。研究了石墨含量、偶联剂对复合材料电导率和拉伸强度的影响。同时,使用扫描电镜(SEM)对复合材料的微观特征进行了分析,石墨粒子相互接触形成导电通路。高阻仪和万用表测试分析得出:石墨在ABS中的逾渗滤值约为35%。电子万能试验机测试分析出石墨含量为30%左右时,复合材料拉伸强度最大可达39.1 MPa。     

苎麻和钛酸钾晶须改性聚丙稀多元复合材料的研究

采用正交试验设计、转矩流变仪共混、传递模压成型方法制备了苎麻/钛酸钾晶须/聚丙稀多元复合材料,并以拉伸强度和冲击韧性为指标进行了极差分析,在此基础上研制了苎麻/钛酸钾晶须(10%)/聚丙稀复合材料,并对其力学性能(含拉伸、弯曲、冲击等)进行了研究,利用扫描电镜对材料的断口进行了分析.结果表明:对复合材料拉伸和冲击强度影响大小的顺序为:钛酸钾晶须含量>苎麻含量>苎麻的表面处理;晶须能有效提高材料的拉伸和弯曲强度;在晶须含量一定的情况下,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度随苎麻含量的增加而提高.     

超塑性材料通过锥形模口的稳态拔丝和挤压工艺的流变力学研究(英文)

本文对圆柱体和宽条板分别通过锥形模口的稳态超塑性拔丝和挤压进行了流变力学分析。变形是粘性的,并在达到稳态以前经过应力的极大值。随十字头速度增大和温度降低,达到稳态需要的应变增大。应力-应变率关系对试件尺寸的相依性表明表面摩擦是重要的。和应变率一起的流变应力的相依性,能够造成均质物体超塑性加工期间的一些困难。在低应变率情况下,由于有效摩擦区仅占试件体积很小的一部分,并且慢速率下砧面与试件间存在着滑动,所以表观应力随试件径高比的增大是很小的。可是,随应变率的增大,较快的滑动导致较陡的倾斜面。在高应变率及因锥形模口具有锐角而横截面缩减大的情况下,可发生拉伸不稳定性。但是,在材料的进口截面上施以适当的推力,有助于避免这种不希望有的情况。     

碳纳米管增强AZ91D镁基复合材料的力学性能研究

采用搅拌铸造法制备了碳纳米管(CNTs)增强AZ91D镁基复合材料,对复合材料的力学性能进行了测试,对其显微组织进行观察和分析,并利用扫描电子显微镜对断口形貌进行了表征.结果表明:增强相CNTs使复合材料的晶粒细化,镀镍处理后的CNTs与基体有很好的相容性.与基体合金相比,当CNTs体积分数1.0%时,复合材料的弹性模量和抗拉强度都随CNTs加入量的增加而升高,当CNTs体积分数1.0%时,由于CNTs的分散性降低,使得复合材料弹性模量的增幅减小、抗拉强度降低.     

应用CaCO_3/SiO_2纳米复合技术改性聚丙烯的研究

为研究高性能、低成本的汽车保险杠专用料,采用溶胶-凝胶法制备了CaCO3/SiO2纳米复合粒子,并通过红外吸收光谱、X光电子能谱、透射电子显微镜对CaCO3/SiO2复合粒子的形貌和组成进行了分析。把制得的CaCO3/SiO2纳米复合粒子填充在聚丙烯(PP)中,对其弯曲强度(σw)、弯曲模量(Ew)、冲击强度(I)、拉伸强度(σf)、拉伸模量(Ef)以及硬度(HD)进行了测试。结果表明:纳米复合粒子的加入使聚丙烯材料的邵氏硬度从49增加到58,当纳米复合粒子的质量含量在5%时,PP复合材料的拉伸强度和弯曲强度有所提高,而对材料的冲击强度影响不大。     

聚氨酯海绵负载聚苯胺吸附还原Cr(Ⅵ)离子的研究

采用化学氧化聚合法在聚氨酯海绵(PUF)上原位生长聚苯胺(PAn)制备了PAn/PUF二元复合物,并将该复合物应用于处理废水中的Cr(Ⅵ)离子.考察了聚苯胺负载比、底物Cr(Ⅵ)离子浓度、溶液pH值及温度等因素对吸附还原过程的影响规律.结果表明,当聚苯胺在聚氨酯海绵上的负载质量分数达到5.83％时,溶液中Cr(Ⅵ)的去除率可达到99.99％;该复合物能在较宽的pH值范围(2 ～7)内有效地去除Cr(Ⅵ)离子(96.05％～93.88％),且该复合物经过适当的酸处理后仍可重复利用.此外,对吸附-还原过程进行了动力学分析,推测了该过程的可能机理.     

烧结温度对SiC陶瓷基复合材料组织及力学性能的影响

以β-SiC为原始粉体,利用放电等离子烧结（SPS）工艺1800℃和1900℃制备了BAS／SiC陶瓷基复合材料．采用阿基米德排水法、XRD、SEM及三点弯曲等分析测试手段研究了复合材料的致密度、物相组成、微观结构及室温力学性能．结果表明,随着烧结温度升高,复合材料的致密度和室温力学性能增加,而复合材料的物相中没有发现β—SiC向α-iC的转变,这可能是由于SPS烧结速度较快相对而言烧结时间较短造成的．     

应力腐蚀裂纹扩展的研究

依据非平衡态热力学和非线性断裂力学基本平衡定律,建立了应力腐蚀裂纹扩展的起裂判据、控制方程及失稳条件,研究了介质浓度对应力腐蚀裂纹扩展的影响,并通过慢应变速率实验得到了验证。