X型超轻点阵结构芯体（I）：概念的提出、材料制备及实验

提出一种新型的超轻点阵芯体结构,在此简称为X型芯体.针对该结构提出一种钢板网冲压-钎焊技术,制备出周期性的X型点阵芯体夹层板.通过压缩和剪切性能测试表明,与具有相同密度的金字塔结构比较,X型点阵芯体结构的压缩和剪切峰值强度均提高约30%,以及更高的幅度的plateau平台.研究表明金字塔点阵中的四根杆通过俩俩交错形成X型芯体结构,杆交错形成的二维结点能有效地提高单元体在压缩和剪切变形中的非弹性屈曲抗力.     

高储氢容量单壁纳米碳管的孔隙结构

通过对低温氮吸附等温线的解析, 揭示了高储氢容量单壁纳米碳管(SWNT)结构和能量分布的不均匀性——具有多种孔隙结构和一定的表面能分布. 通过对储氢前后SWNT孔径和表面能分布曲线的比较研究, 初步证明了微孔和小尺度中孔是储氢的基本结构单元, 而不同的孔结构(如微孔和小尺度中孔)决定不同的储氢过程, 经历不同的结构和表面结构变化.     

低合金钢连铸坯的原位统计分布分析研究

采用原位统计分布分析技术研究了不同连铸工艺低合金钢试样的均匀度表征. 以所得到与样品原位置相对应的数以万计原始信号系统解析为基础, 进而获得被测样品的各成分定量统计分布信息. 在成分定量分布图的基础上, 计算了低合金钢连铸试样最大偏析度. 提出了铸坯各原位置成分含量的权重比率方法用以表征材料的均匀度, 并提供了统计分布允许差范围内(C₀±R )所占权重比率(统计均匀度, H )以及权重比率为95%置信度时中位值置信扩展率(统计偏析度, S)两种判断模式, 反映了金属材料较大尺度范围内各化学组成及其形态的定量统计分布规律. 采用上述方法定量地表征了等轴晶发达的试样与柱状晶发达试样之间的差异性.     

反应合成Ag(111)/SnO2(200)复合材料界面结构的DFT研究

根据 HTEM 原位观察的 Ag/SnO₂ 电接触材料的两相界面结构, 建立了 Ag(111)/ SnO₂(200)界面结构模型. 原子驰豫位移的计算结果显示, 驰豫引起界面原子严重错排, 破坏了点阵周期性排列. 界面区的O与Ag原子为达到稳定结构而彼此有靠近的趋势, 界面的结构驰豫是材料系统降低能量的一种方式. 界面附近态密度表明界面对材料的导电性有很大影响, 界面 O 原子的存在引起了材料导电性下降. 界面区域电子云和布居分析表明, 在Ag/SnO₂界面结构中未形成 AgxOy 化合物, 且界面会导致电荷分布不均匀, 在整个材料系统内形成微电场, 影响电子传输和材料的导电性. 计算显示 Ag(111)/SnO₂(200)界面结合较强, 界面结合能约为−3.50 J/m².     

基于核磁共振技术的石膏粉末型3D打印试样水理特性及裂隙渗流特性初探

基于石膏粉末的3D打印技术目前在岩石力学领域及石油领域应用广泛.为使该技术更广泛应用于有水条件下的岩石和油气工程,对真空渗透固化改进的石膏粉末型3D打印试样进行了水理特性和裂隙渗流特性研究.首先,借助SEM和低场核磁共振技术(NMR)研究了该3D打印试样的微观结构特征和孔隙分布特征.其次,分别对试样在自然吸水和有压饱和条件下开展了吸水→饱和→干燥的干湿过程试验,并借助NMR技术研究了试样干湿过程中的水分迁移特征.在此基础上,分别对干燥和饱和试样开展了单轴压缩试验,研究试样遇水软化特征.最后,基于NMR岩石驱替渗流分析成像系统,对4种含不同粗糙度(JRC)的裂隙打印试样开展了恒围压、渗透压的渗流试验,借助实时核磁T₂谱和成像研究了试样的裂隙渗流规律.结果表明,渗透固化的石膏粉末型3D打印试样内部大小孔隙分布均匀且连通性好,总孔隙度为18.4%;试样自然吸水时以中、大孔隙充水为主,有压饱和时其大、中和小三种孔隙均充水饱和;试样的自然吸水率、饱和吸水率以及饱水系数分别为6.01%, 8.8%和0.68,与一般砂岩很接近;相比干燥时,饱和试样的变形大、峰值强度降低明显,其...     

用颗粒流方法研究裂隙对岩石力学性质的影响

岩石力学参数受其组成材料的细观力学性质和含有的裂隙控制。本文采用颗粒流方法,以校核试验参数的方法确定模型细观参数,进而建立不同高度和半径的圆柱模型,然后根据试样体积,在模型中添加不同数量的随机分布裂隙,研究裂隙对宏观力学性质的控制作用,发现:1)对于不含有裂隙的试样,圆柱试样的高度和半径对单轴抗压强度和弹性模量的影响较小,但试样半径对宏观力学性质的影响比高度明显;2)对于含有裂隙的试样,试样单轴抗压强度和弹性模量受试样半径和高度影响明显,表现为单轴抗压强度和弹性模量随高度或半径增加而呈现指数形式衰减;3)不同尺寸的裂隙试样应力-应变曲线在峰值轴向应力之前,曲线斜率与试样尺寸有较为明显的相关性。     

非规则LDPC码随机性结构的分布规律研究和在短环消除算法中的应用

对随机构造的非规则低密度校验（LDPC）码的随机性结构的分布规律进行了研究，结合PEG（progressive edge-growth）算法提出了一种能够保持非规则LDPC码这种分布规律的消除短环算法，实验说明在构造非规则LDPC码中，该算法比单纯只抑制短环的PEG算法的性能要好。     

基于DES的叶片前缘气冷却的数值拟

为了评估弯曲冷却孔通道对涡轮叶片前缘冷却效率和流动结构的影响,本文采用分离涡拟（DES,Detached Eddy Simulation）方法,在全局吹风比M=0.7的条件下对AGTB涡轮叶栅进行了数值拟研究.直冷却孔和弯曲冷却孔被分别布置于叶片近前缘的吸力面侧和压力面侧.着重分析讨论了冷却孔附近区域的湍流场结构、顺压梯度对湍流场结构的影响、以及壁面冷却效率分布.数值结果显示,弯曲冷却孔通道对提高气冷却效率具有积极的作用.在吸力面侧,弯曲冷却孔的冷却效率比直孔的冷却效率提高了约82%,压力面侧提高了约77%.     

高速铁路用水泥乳化沥青浆体的物理结构

基于硬化硅酸盐水泥浆体的Powers理论和水泥乳化沥青浆体的配合比,通过理论计算和X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱仪(EDAX)等相分析方法,分析了硬化水泥乳化沥青浆体的物相组成与微结构.结果表明,硬化水泥乳化沥青浆体的物相组成与微结构取决于沥灰比和水灰比.提出了表征硬化水泥乳化沥青浆体物理结构的两种结构模型,以沥青为连续相、水泥相为分散相的有机-无机复合胶凝体结构模型—I型模型;以水泥相为基体、沥青嵌入其中的无机-有机复合胶凝体结构模型—II型模型.为深入分析高速铁路板式无砟轨道结构中水泥乳化沥青砂浆的微结构参数和力学性能及其衰变规律奠定了基础.     

用X射线研究由PI膜制备石墨化碳微晶的结构特性

用X射线衍射技术对固相炭化过的PI(聚酰亚胺)膜的石墨化碳微晶的结构特征进行了考察.结果表明,该薄膜的石墨化始于热处理温度2 100℃左右;在2825℃及其以上温度热处理过的薄膜样品的微晶碳层具有很好的取向,并呈现出明显的多相石墨化现象,获得了该试样的镶嵌结构信息;对于3 160℃热处理过的薄膜样品来说,其层间距和镶嵌度分别为0.335 45nm和5.4°. 同时,就其石墨化度稍有不同的两种结晶相的来源进行了一些推理性的讨论,这对更全面地了解该类石墨化产物的结构提供了新的科学知识.     

硅基GaN蓝光LED外延材料转移前后性能

利用外延片焊接技术, 把Si(111)衬底上生长的GaN 蓝光LED外延材料压焊到新的Si衬底上. 在去除原Si衬底和外延材料中缓冲层后, 制备了垂直结构GaN 蓝光LED. 与外延材料未转移的同侧结构相比, 转移后的垂直结构GaN 蓝光LED的电学性能、发光性能和结构性能明显改善, 光输出功率显著提高. 垂直结构LED的GaN层受到的张应力比同侧结构LED小.     

小波域Copula多维模型纹理检索

提出一种有效的小波域copula多维模型的纹理检索方法.针对小波域上各个子带间独立性建模的不足,方法利用小波分解系数的相关结构设计了树状依赖结构,并在这种依赖结构上实现了copula多维分布模型.树状依赖结构能同时捕获尺度间依赖和邻域依赖,且与邻域依赖结构相比该树状结构具有维数低、需要的copula模型个数少的特点.由于copula多维模型较为复杂,很难计算其Kullback-Leibler距离(KLD),本文提出一种基于copula多维模型的KLD相似度检索方法:Copula模型的KLD由其边缘分布函数的KLD和copula函数的KLD组成.在Vis Tex与Brodatz数据库上的实验表明,本文提出的树状依赖结构和相似度检索方法在小波域相关性建模方面计算效率高,较大地提高了纹理图像的检索率,并且能很好地推广到其他小波域(比如复数小波域、方向小波域等).     

无间隙原子钢高压扭转过程中塑性变形的滞后性研究

采用DEFORM-3D有限元分析软件,对无间隙原子钢(IF钢)在高压扭转(HPT)中的扭转阶段大塑性变形(SPD)过程进行模拟仿真,通过分析试样的等效应变分布,得到了IF钢在不同剖面的变形滞后性特征.结果表明,在扭转的前期阶段(不大于2周),IF钢试样表现出大塑性变形的滞后性:试样边缘的等效应变值明显高于心部,且沿径向由边缘到心部数值逐渐变小;与试样的上表面相比,下表面的等效应变明显较高,边缘大塑性变形区域较大,并且随着旋转角度、距心部距离的增加,上表面大塑性变形的滞后性越来越明显.这说明在扭转的前期阶段,试样的中心部及上表面的塑性变形相对滞后,并对其原因进行了初步分析,这与其下模旋转及表面摩擦密切相关,理论分析、显微组织及硬度检测结果均验证了该模拟结果的可靠性.     

岩石孔隙结构的统计模型

通过砂岩CT扫描实验研究了岩石孔隙的几何特征与分布规律,给出了孔隙的形心坐标,孔隙间距、孔隙数和孔径的统计特征与各自分布的概率密度函数．利用Monte Carlo法和随机数算法生成了具有相同统计参数和概率密度函数的随机数序列来模拟孔隙位置、数量和孔径的随机分布．借助FLAC如程序按照随机数序列分配的孔隙位置和统计特征构建了岩石三维孔隙结构模型．在此基础上,应用该模型研究了巴西圆盘劈裂破坏时的应力分布、单元破坏方式以及破裂单元的连通情况．研究表明：孔隙模型具有与真实岩石孔隙结构一致的孔隙统计特征和较好的几何相似性,该模型可以直观地反映孔隙特征对应力分布、破坏方式以及破裂连通性的影响．     

基于89C51单片机制作篮球记分牌显示系统控制部分的研究

本论文介绍了以单片机为主要控制单元,以16×16点阵LED为显示单元的篮球记分牌的功能特点、硬件结构和VB、DBUG软件编程.89C51与PC机通信,完成汉字等十六进制代码的获取,同时完成数据的存储、循环显示和动画处理.本系统能脱机和连续长期运行,具有结构简单,成本低等特点;同时可以无限扩展显示屏的大小.     

电磁带隙结构及左/右手结构的关系研究

提出了两类对偶的周期性电路，并根据色散关系证明了它们通带和阻带的分布情况．在此基础上，绘制了三个有代表性的实例的Brillouin图，用AgilentADS仿真了这三个实例的S参数，用实验验证了其中一个实例的S参数，并与根据色散关系得出的相位特性进行了比较．理论分析和实验证明了两类周期性电路在不同的频率范围内分别表现为电磁带隙特性、右手特性和左手特性，从而揭示了三类结构的内在联系，论证了同一物理结构在不同频段内实现三种特性的可能性。     

fcc结构晶体层错的自身能及其交互作用能的嵌入原子法计算

采用嵌入原子法计算了不同价电子Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ和Ａｌ５种金属的层错能，结果表明，层错能主要受金属键能和点阵常数的影响，因而单价ｆｃｃ结构的不同金属不应具有相同的层错能，这与Ａｕｒｅｅ的预测不同，间隔为一层（１１１）面的两个层错的交互作用能其计算值约为层错自身能的１／４０￣１／２５０，当层错间隔两上或以上的密排层面时，其交互作用能为零，不考虑孪晶形成后的各松弛，孪晶能正好为单个内层错能的一半     

干化-湿化路径下红黏土微观结构演化规律研究

以桂林红黏土为研究对象,借助扫描电子显微镜法(SEM)和压汞法(MIP)对不同初始孔隙比的压实土样和泥浆土样在干化-湿化路径下微观结构演化规律开展研究.扫描电子显微镜结果表明,饱和压实土样的微观结构主要由集聚体、集聚体间大孔隙和集聚体内小孔隙(颗粒间孔隙)组成;饱和泥浆土样的微观结构主要由片层状的黏土颗粒和较为均匀的颗...     

热电有限元模型应力分析研究现状及方法介绍

旨在分析热电模块及系统内部应力分布情况的热-电-结构耦合问题近年来得到了产业和学术界的广泛关注,该类问题以有限元模型分析为主要手段,研究内部应力云图及曲线的分布及变化情况,对设计热电模块时预防和减少应力集中提供直观有效的帮助.本文总结了国内外热电有限元模型应力分析的最新研究进展,介绍了热电有限元模型应力分析的基本原理,模型建立过程及相应部件物性参数的选择依据,利用有限元分析软件计算得到的应力分布及变化的结论,以及对热电模块结构进行优化设计的方法.     

甲虫前翅仿生应用基础研究二十年:内部结构、模型及其一体化蜂窝板

回顾了笔者从事甲虫前翅仿生研究20年的历程:前期(1997~2007年)主要指出了甲虫前翅具有以小柱为中空层的轻质变截面边框结构,由此可获得所需的抗弯模量和转动惯量;独角仙前翅为非等角的叠层结构、具有异方性的拉伸强度;首次获得了整个前翅小柱的分布状态;实施了前翅的剥离实验,实证了小柱根部具有将剥离破坏转换成纤维拉伸断裂的作用,从而具有很强的抗剥离力学性能;同时提出了以蛋白质为芯的小柱模型和(空心)小柱-蜂窝三维结构模型,阐明了雌雄独角仙和锹形虫前翅结构的不同设计手法及其生物学意义.中期(2008~2015年)主要开发了一体化蜂窝板的制备技术;提出了完全一体化蜂窝板的概念与模型;定性地考察了多体成型、短切增强纤维长度、工艺小孔及其小柱对仿生样品力学性能的影响规律;初步证实了仿生一体化蜂窝板的优越性.最后在指出了前期研究成果对同行的影响、中期研究中存在问题的同时,简介了最新(2015~2017年)的研究进展.不仅全面验证了笔者最初对甲虫前翅具有轻质高强结构的推理,而且也充分显示了仿生学的价值和意义所在.