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.     

基于ABAQUS的P110整形套管残余应力研究

套管整形完卸载后,其内部会有残余应力,严重降低了套管的抗挤压强度和承载能力。利用弹塑性力学理论,推导出整形套管残余应力的计算模型,然后用有限元分析软件ABAQUS建立P110套管整形复合系统的三维有限元模型,研究整形后不同滑块锥角下套管径向和环向残余应力的分布规律,尤其是最长残余应力带的应力分布。研究结果表明:锥角70°的径向残余应力带以条状的形式分布,环向残余应力带以片状形式分布;径向残余应力具有内压外拉规律,环向残余应力与整形部位有关;最长环向残余拉应力的仿真值与理论值吻合较好。本文建立的有限元模型是可靠的,且综合套管抗挤压强度和整形效率来看,建议整形工具的滑块锥角在70°~80°范围内选取。     

基于发射方向图合成的低PAPR宽带MIMO雷达波形设计

本文研究了单向和宽角度的宽带MIMO雷达发射方向图合成.首先构造了单一范数优化准则下单向发射方向图合成的统一框架,使得已有的一些方法可视为其特例.在此基础上,提出了一种基于单向发射方向图合成的波形设计方法,并考虑了设计的波形具有单模或低的峰均比(PAPR)特性;进而提出了一种混合范数的宽角度的发射方向图合成方法.本文将上述的方向图合成和波形设计问题转化成凸优化问题,然后利用公开的模型系统CVX求解.仿真结果表明,本文方法设计的单向方向图能有效地逼近了期望的方向图,也验证了合成波形满足期望的单模或PAPR约束;另外,仿真显示设计的宽角度的方向图在主瓣区域内逼近了期望主瓣响应,而将旁瓣峰值比控制在-40 dB以下.     

基于弹性力学的超构材料

近年来以微结构为基本构造单元的人工超构材料,由于具有自然材料所不具备的可设计的奇异物性,在材料学、声学、光学、电磁学以及信息能源等领域具有巨大的发展潜力.超构材料的研究脱胎于电磁超构材料,但是近年来在声学、热学、静电、静磁学以及弹性力学领域取得了飞跃的发展,大大拓展了超构材料的研究领域.借助Milton图重点阐述了基于弹性力学的新型超构材料的超常特性及其主要类别：例如具有负的质量密度和负弹性模量的声学超构材料,具有负泊松比的拉胀超构材料,具有剪切模量G=0的反胀超构材料,以及高强度的超轻材料等新奇的人工超构材料.不仅如此,还结合变换力学着重描述了声波和弹性波在这类弹性力学超构材料中的传播特性,以及详细阐述了负弹性参数超构材料界面的声表面波的特征及其物理效应.最后结合弹性力学超构材料在我国的研究现状,对利用弹性力学超构材料和声波超构材料操纵弹性波和声波的传播以及开发设计新型弹性力学超构材料等问题作了总结与展望,希望推进此类材料在诸多研究领域的应用.     

基于时空图注意力模型的动态软测量建模方法

近年来深度学习由于其特征提取和非线性拟合等方面的优势,在软测量建模中得到了广泛的研究.而深度学习模型是一种黑箱模型,其预测结果难以解释,而且很难将关于过程的先验知识引入模型,这些缺点阻碍了它在实际工业过程中的应用.另外,工业过程数据是具有高度非线性和动态性的时间序列,其本质上反映的是过程随机变量随时间不断变化的趋势,其包含了重要的流程信息,因此在软测量建模过程中引入过程的动态信息是十分必要的.本文提出了一种时空图注意力模型(temporal-spatial graph attention networks, TSGAT),并将其应用在复杂动态工业过程的软测量建模.该方法通过给定变量间结构图来为模型引入先验知识,利用图注意力网络构建变量间的显式的非线性关系,并利用图注意力网络信息聚合的能力对每个时间步的数据完成图上的特征提取,再使用长短期记忆人工神经网络提取时序特征,进而完成对质量变量的预测.为了验证所提方法的有效性和优越性,将该方法应用在实际工业案例合成氨过程中的高低温转换器单元一氧化碳含量的软测量建模,实验结果表明,该模型不仅能够引入先验知识,而且具有较高的预测精度.     

活性毁伤材料及其应用技术研究进展

活性毁伤体制弹药战斗部技术,是武器毁伤领域近二十年发展起来的颠覆性前沿技术方向,为大幅度提升弹药战斗部威力开辟了新途径,成为支撑和引领高效毁伤技术发展的关键核心技术.本文首先从现役弹药战斗部威力形成方式着手,分析大幅提升威力面临的技术瓶颈,阐述活性毁伤体制弹药战斗部技术特点及优势.在此基础上,重点阐述活性毁伤材料技术、终点效应表征技术和武器化应用技术三方面研究进展.在活性毁伤材料技术方面,重点阐述材料体系、制备方法及力热化耦合响应等研究进展.在终点效应表征技术方面,重点阐述动能侵彻效应、化学能释放效应、结构毁伤增强效应、引燃和引爆增强效应等研究进展.在武器化应用技术方面,重点阐述活性毁伤材料在杀爆类、聚能类和侵彻类等弹药战斗部上应用研究进展,并讨论发展方向.     

DSP上SCA波形组件接口的实现

设计实现了一种基于软件通信体系结构(SCA)的可移植DSP波形组件接口方案.基于容器和组件模型,设计高性能、规范化的DSP波形组件接口,提高了组件的可移植性和可复用性,从而在很大程度上提高了DSP波形的模块化程度.     

材料环境适应性评估技术及其进展

综述了材料环境适应性评估技术的发展过程和技术体系。指出应该发展中国特色的材料适应性评估技术。     

SOFC封接材料和封接技术

本文综述了国内外固体氧化物燃料电池(SOFC)用封接材料和封接技术的发展现状及趋势。指出各种封接方式的优缺点及其在不同国家、地区的发展情况。并根据SOFC的要求、技术特点以及我国的资源优势,提出合理有效的封接材料及封接方式,以促进SOFC在我国的发展。     

基于二维材料的压电光电子学器件

二维(2D)材料由于原子级超薄、可调带隙和优异的光电性质,在柔性光电子学领域有着巨大的潜力.利用应变诱导的压电势或压电极化电荷可以调控二维材料界面载流子的传输和光电过程,这种将压电、半导体特性、光激发三者耦合产生的压电光电子学效应推动了新型二维材料光电器件的开发,特别是压电光电子学增强的光电探测、光电化学、气体传感和太阳能电池等方向.本文简要综述了近年来二维材料在压电光电子学领域取得的研究进展,并对这一新兴领域未来的挑战和科学突破进行了展望.     

基于被子植物叶类器官的仿生伪装材料设计

对比了被子植物叶片和花瓣的显微组织结构和反射光谱,研究表明被子植物叶类器官具有相似的组织结构特征和近红外反射光谱．根据叶类器官的组织结构特征以及决定其反射光谱的物质组成,提出了基于被子植物叶类器官的仿生伪装材料模型,并进行了模型的原理验证性实验．实验结果表明,在300～2600nm光谱范围内,仅简化后的含水发泡材料与法国梧桐叶片的反射光谱的相似度就在96．9％以上．这种全新的伪装材料在紫外、可见光和近红外波段具有与植被叶片非常相似的光谱反射特征,其伪装效果可望有效对抗高光谱和超光谱成像侦察．     

基于铝诱导结晶的多晶硅薄膜材料结构优化

基于铝诱导结晶化（AIC）方法,研究了不同溅射材料结构对多晶硅薄膜形成过程和材料特性的影响.首先利用射频溅射Si和直流溅射Al的方法,分别在普通玻璃衬底上沉积Si/Al/Glass,Al/Si/Glass,Si/Al/L/Si/Al/Glass三种不同结构的薄膜材料.采用相同的低温退火（500℃）工艺,对上述薄膜进行了多组时间下的退火Al诱导结晶处理.对退火处理后的样品去除表面多余Al之后进行了X射线衍射、电子显微镜表面观察和霍耳迁移率测试,分析其晶体质量特性和电学特性.结果表明,在足够长时间下,3种结构均可成功实现AIC多晶硅薄膜,其中采用多重周期性结构的薄膜结晶速度最快,并得到更优的结晶效果.     

基于负磁导率电磁材料的WPT效率提升研究

为提高无线电能传输(wireless power transfer, WPT)系统的传输效率,提出一种由六边形双层螺旋线圈阵列构成的蜂巢结构的负磁导率人工电磁材料(negative permeability metamaterials, NPM).通过对NPM基本单元的参数优化,将其负磁导率工作频率调节至6.78 MHz.仿真表明了该NPM的磁场再聚焦及增强特性,实验测得NPM在6.2～6.7 MHz频段处其磁导率为负.搭建了一个两线圈结构的WPT系统,验证了该NPM的传输效率提升性能及在WPT系统中的结构、位置特性.结果表明:两层结构的NPM在WPT系统的中间位置具有最优的效率提升效果,可将传输距离为30 cm的WPT系统的传输效率从1%提升到12.5%.     

基于文献计量的氮化镓照明材料研究态势分析

采用文献计量方法对SCIE文献数据库中1990~2016年与氮化镓(GaN)照明材料相关的科研产出进行分析,得到国内外在该领域的研究现状及趋势。通过对GaN照明材料领域科研活动基本特征的分析发现,发达国家在该领域的整体科研实力明显强于发展中国家,美国在多项统计指标中均占据主导地位。利用VOSviewer软件对文献内容进行深入挖掘,得到目前国内外在该领域的研究热点、主要产出国家/地区及机构的合作网络,以及该领域主要论文的引文情况。最后,通过对论文数、总被引数、h-index因子、ESI高被引论文数、高产机构和期刊等6项指标值进行标准化计算,对比了我国与领先国家/地区在GaN照明领域的科研综合竞争力,并分析了我国在该领域的科研特点,提出相关发展建议。     

宣布式可控波形单光子的产生和应用

在时域上操控单光子的波形不但可以应用到基础量子物理研究,也可以应用到量子信息处理.窄线宽纠缠光子对的成功产生让时域上操控单光子的波形成为可能.本文首先介绍了利用四波混频和慢光技术在大光学厚度的冷原子系综中产生窄线宽纠缠光子对,进而获得宣布式可控波形单光子的工作.在此基础上,本文进一步介绍了宣布式可控波形单光子波形的操控.然后介绍宣布式可控波形单光子在基础量子物理和量子通信方面的应用,具体包括:(1)单光子光前驱波;(2)宣布式可控波形单光子与二能级原子相干相互作用;(3)宣布式可控波形单光子差分相位编码量子密钥分发.     

基于复用的软件生产技术

软件复用是提高软件产品质量与软件生产效率的关键技术,在此,重点论述与软件复用及软件构件技术相关的系列问题：描述构件本质特征的构件模型、以领域工程为主要途径的构件获取技术、以构件库为核心的构件管理技术、以应用工程为途径的系统集成组装技术,以及以软件再工程为途径的软件演化技术等.最后,介绍将上述各软件生产技术进行有效集成的软件开发环境:青鸟软件生产线系统.     

基于斜投影的极化滤波技术

基于斜投影算子固有的抗干扰优点,结合极化滤波,文中提出了斜投影极化滤波。该方法不需要通过变换和补偿而实现目标与干扰的分离,且对目标的幅度/相位信息没有影响;在目标和干扰具有相同的极化角、不同的极化角相差时也能完成干扰与目标的分离。当目标极化状态已知、干扰极化状态未知的情况下,同样也能实现干扰抑制而不对目标的幅度/相位产生影响。理论推导和仿真结果表明斜投影极化滤波是一种有效、实用且结构简单的方法,同时也是传统极化滤波和零相移极化滤波的推广,进一步发展和完善了极化滤波理论。     

超临界流体沉积技术在材料颗粒制备中的应用

超临界流体沉积技术是一项用于制备超细微粒的新技术.文中介绍了超临界溶液快速膨胀法,超临界流体抗溶剂沉淀法,压缩抗溶剂等方法在材料颗粒制备中的研究和应用,并对超临界流体技术进一步在纳米材料的制备进行了展望.     

基于Hilbert分形的亚波长空间盘绕型声学超材料

声学超材料因其自然界不存在的奇特性能而展现良好的工程应用前景.本文借鉴自相似分形技术在仿生材料设计领域的成功经验,将Hilbert分形结构应用于亚波长空间盘绕型声学超材料设计.即采用Hilbert分形曲线设计卷曲的声波传播通道,以延长声波传播路径,获取超慢等效声速.能带结构及传递函数的分析结果表明,随着Hilbert分形阶数增加,第一阶带隙频率逐渐降低,且其标准频率远小于1.此外,随着Hilbert分形阶数增加,带隙数量逐渐增多,且总带隙宽度逐渐变大.因此,基于高阶Hilbert分形的空间盘绕型声学超材料为亚波长、多带隙声学滤波器的设计提供了新思路.     

基于变密度法的水声隔声超材料拓扑逆向设计

低声阻抗超材料在水下环境中可以被视为声学软边界,并且在水声隔声方面具有重要应用前景.然而,设计出能够有效阻隔低频水声声波(<1000 Hz)的低声阻抗超材料仍然面临挑战.本文基于变密度法,对具有90°旋转对称性的低声阻抗超材料开展拓扑逆向设计,得到了一类具有中心四边形框架附着变截面韧带拓扑特征的声学超材料,其声阻抗只有水的1/40～1/30.有限元仿真揭示了超材料在薄厚度约束下(41 mm)能够在200～1000 Hz低频宽带范围内实现高效的水声隔声,平均隔声量大于19 dB.进一步等效参数分析发现,通过改变超材料方位角,能够产生纵波速度远小于横波速度的新颖物理现象.慢纵波速度使得超材料获得更低的等效声阻抗,从而进一步实现低频宽带水声隔声性能.本文的工作有望为低频宽带水声隔声超材料设计提供一种新的思路.