试件尺寸对金属材料Hopkinson拉杆实验结果的影响研究

分离式Hopkinson拉杆是当前进行材料高应变率加载条件下力学行为的主要研究手段.受加载条件的限制，往往采用小尺寸的试件开展实验.因此，试件在加工过程中的加工硬化对实验结果会产生一定的影响，从而不能完全反映真实材料的力学性能.为研究这一效应的影响，首先利用微纳米压痕法测量了小尺寸不锈钢试件沿表面厚度方向的维氏硬度变化规律，得到了加工硬化层的厚度及其对材料性能的影响.在此基础上，通过理论分析研究了加工硬化对试件拉伸试验结果的影响，并结合不同尺寸试件的准静态拉伸试验结果，给出了分离式Hopkinson拉杆动态拉伸结果的修正方法.     

基于复杂约束拓扑优化的负泊松比超材料设计

针对现阶段超材料拓扑优化设计在飞行器设计领域存在的微观尺度上难以制造和宏观尺度上不具有周期性的问题，提出了一种宏观尺度下的超材料拓扑优化设计方法，分别应用优化准则法和移动渐近线法进行了指定泊松比约束的超材料拓扑优化设计，得到了在横向、纵向两个方向上的泊松比都满足约束的负泊松比超材料，并对两种优化算法的设计结果进行了对比分析.针对拓扑优化得到的胞元构型，建立了理论模型和有限元模型，对拓扑优化结果的力学性能进行验证.经理论模型和有限元模型计算，拓扑优化设计结果的泊松比满足设计要求，证明了宏观尺度拓扑优化方法设计负泊松比超材料的有效性.     

基于状态空间法的叠层材料热力分析

通过引入热力问题的应力-应变关系,建立了求解叠层材料温度应力的半解析状态空间法.该方法沿叠层材料水平方向用有限元法离散位移、应力分量,在竖向采用状态空间法求解,得到叠层材料各交界面上的位移、应力分量.为验证该方法的有效性,针对某一给定温度进行热力学分析,并与有限元结果进行对比.算例表明,该方法计算精度高、计算量小.     

利用原型观测资料反演大坝材料物理力学参数的新方法——Taylor级数法

提出了一种大坝材料物理力学参数(如E，f，c)的新方法——Ｔaylor级数法.除考题以外，结合某工程的模型试验结果对该法进行了验证，结果证明该法是可行的.     

激光散光法中消除折射的一种简便方法

本文用一对小半圆球或小三角块消除光弹散光法中出现的折射现象.小半圆球或小三角块是用与模型材料有相同折射率的材料制成的.实验表明,该方法简便易行,精度高.     

微量苔藓样品DNA提取实验方案改良

苔藓植物个体微小，为得到一种适于苔藓微量样品使用的DNA提取方案，首先对前人提取植物DNA的方法进行了筛选；其次对所选择的3种适于提取苔藓样品DNA的方法——CTAB法、尿素法和磁珠法进行了改良；最后通过使用上述3种改良方法对牛角藓Cratoneuron filicinum植物样品总DNA进行提取，并比较了提取效果、提取时间和费用.结果显示：3种改良方法均可从2 mg干燥牛角藓材料中提取总DNA并得到阳性PCR结果.其中，改良磁珠法提取的DNA浓度较高，提取过程时间短，但成本高于其他2种方法.改良CTAB法提取的DNA浓度低于磁珠法，且实验耗时长，但DNA纯度较高，且实验成本仅为磁珠法的5%.PCR实验显示改良磁珠法与改良CTAB法的扩增成功率均为100%,而改良尿素法的扩增成功率仅为75%.认为改良磁珠法与改良CTAB法均可作为微量苔藓样品DNA提取的优选方案.     

聚氨酯材料力学参数测定方法

本文对新型材料—聚氨酯材料的力学参数的测试方法进行了讨论.论述了静态量测法、波速法、加速度法、悬臂梁法、超声法的量测方法及原理.通过试验结果的分析比较,得到结论—超声法是量测聚氨酯之类材料力学参数的理想方法.该结论可作其他低弹模材料力学参数测试时参考.     

采用谐振腔微扰法的NiZn铁氧体介电常数测量

谐振腔微扰法广泛用于材料微波介电性能的测量,它与常规的测量方法相比,具有样品尺寸小、计算公式简单的优点,在近似计算频率、谐振腔品质因数、材料的介电常数等方面具有较高的应用价值.采用谐振腔微扰法,测量不同配方NiZn铁氧体在微波频段的复介电常数,计算得到介电常数的虚部ε″和实部ε',进而分析Ni和Zn的含量对NiZn铁氧体材料介电常数的影响.     

基于修正模态应变能法的硬涂层薄板阻尼性能预估

在考虑硬涂层材料的小阻尼特点以及经典模态应变能法计算误差的前提下,提出了一种适用于硬涂层复合结构阻尼性能预估的新方法.推导了修正模态应变能法的原理性公式.以一个涂敷Mg-Al硬涂层的悬臂薄板为例进行了实例研究,并讨论了硬涂层材料参数、涂层厚度对结构系统阻尼性能的影响.结果发现增大硬涂层的杨氏模量、损耗因子及厚度均可提高复合结构的阻尼性能.相关研究成果可为硬涂层材料制备及阻尼减振设计提供参考.     

SiC晶须制备方法及应用

目前生产 Si Cw(碳化硅晶须 )的方法主要有气相反应法和固体材料法两大类 .气相反应法应用最为普遍的是气相沉积法 ( CVD法 ) ;固体材料法生产 Si Cw主要有 VLS机理和 VS机理 .生产出的 Si Cw主要用作高强度、高硬度结构材料的增强、增韧 .使用 Si Cw增强、增韧的材料 ,可广泛用于航空航天、军事和民用等众多工业领域     

基于响应面法优化超声辅助提取青阳参苷元工艺

以云南民间药用植物青阳参为研究材料，利用超声提取法处理，HPLC法检测，考察青阳参苷元提取率.基于单因素实验结果，对乙醇体积分数、超声温度、超声时间采用Box-Behnken实验设计和响应面法（RSM）优化提取条件，从而获得最佳提取工艺参数，即提取溶液的盐酸浓度0.36 mol/L、料液比1∶10(g/mL)、乙醇体积分数58%、超声功率600 W、超声温度63℃、超声时间33 min，验证提取得到产物青阳参苷元提取率0.274 5%，实验结果与模型预测值接近，表明最佳工艺参数可行.     

一维海面双站电磁散射的二阶小斜率近似研究

运用二阶小斜率近似方法研究了一维海面TE波和TM波的双站电磁散射.把海面的变化看做是高斯随机过程中的皮尔森-莫斯维茨谱,并且用锥形波入射以减少人为截断误差.给出了用二阶小斜率近似法研究一维海面双站散射的数值模拟结果,并与小斜率近似法和矩量法的数值计算结果进行了比较.结果表明,二阶小斜率近似方法比小斜率近似方法更准确.     

球形压痕法测材料力学性能:神经网络模拟

讨论利用球形压痕法对材料的力学性能参数进行估算时外载P和压入深度h的关系．分析了带动量修正的前馈式反向传播型神经网络的特点，通过已知的P—h关系建立神经网络系统，利用球形压痕法得到的计算结果作为训练数据对神经网络进行训练，通过训练好的神经网络模拟了球形压痕法的计算结果．利用训练5000次基础上得到的神经网络对球形压痕法所得结果进行了模拟，分析并比较了利用神经网络方法得到的结果与通过球形压痕法得到的结果．结果表明，神经网络可以很好地模拟利用球形压痕法分析得到的材料局部力学性能参数．     

双非线性四边形平面应力单元分析石拱桥的极限承载力

采用共旋坐标法导出了四边形平面应力单元在大转动、小应变条件下的几何非线性和材料非线性的单元切线刚度矩阵;在此基础上编制相应的有限元FORTRAN程序;对交通部公路桥涵标准图中的23个单跨石拱桥的计算与分析表明:共旋坐标法四边形平面应力单元的列式、程序和求解器具有较强的非线性分析能力,能较好地分析石拱桥受力全过程的非线性性能.该计算结果提供了对中小跨度石拱桥非线性性能的更多的了解,可供工程设计人员参考.图8,表1,参10.     

自组装CaCO3模板法合成锂离子电池负极材料SnO2@voids@C-SnO及改性研究

基于CaCO₃模板法制备出具有三维分级多孔碳骨架结构SnO₂@voids@C-SnO材料，并通过溶胶凝胶法进行Ni的添加.利用XRD和SEM对所得产物的晶体结构和微观形貌进行表征，并对电池进行电化学性能测试.结果表明，SnO₂@voids@C-SnO材料在电流密度50 mA·g^-1时首次放电比容量为1 092 mAh·g^-1.添加Ni可以有效增加负极材料的比容量.当Ni质量分数达到25%时，材料的首次放电比容量达到1 414.6 mAh·g^-1,70次循环后的放电比容量仍能保持617 mAh·g^-1,倍率性能优良.这主要是因为Ni的添加在一定程度上避免了纳米粒子的团聚，缓解了体积膨胀带来的影响，明显改善了负极材料的电化学性能.     

汽车安全气囊展开过程的仿真算法

对气袋织物的各向异性材料模型进行研究,将织物的拉伸和剪切仿真与试验结果对比,以验证材料模型的准确性.分别采用控制体积法(Control Volume,CV)与近年来新开发的粒子法(Corpuscular Method,CPM),对平铺与折叠气囊展开进行数值模拟,并对比气囊展开形态和压力结果对比.结果表明,CV方法只适用于IP(In-Position)乘员与气囊作用的仿真模拟,而CPM方法可模拟出气囊展开初期的高速气流运动,且计算效率较高,适用于OOP(Out-of-Position)乘员与气囊的相互作用仿真.     

模拟自由表面问题的移动粒子半隐式模拟方法

使用移动粒子半隐式(MPS)法对典型的自由表面流动问题--二维溃坝问题进行了模拟,研究了不同粒子分布对模拟结果的影响,发现对于过大和过小的粒子间距均无法得到合理的结果.将模拟结果与SPH、VOF法结果和实验结果进行了比较,发现MPS的模拟结果介于VOF和SPH的模拟结果之间.在没有引入黏性的情况下,MPS法得到的结果比VOF法的结果更接近于实验结果,预期引入黏性后可达到与SPH法同样合理的结果.     

岩土材料CT图像的数字图像相关法

为探索实现数字图像相关法对岩土材料CT图像的分析计算,借助可进行原位单轴压缩的CT扫描实验系统,实时记录了石膏试样在不同应力水平下的CT图像,比较了采用不同相关系数、不同子区大小进行图像相关计算时的搜索匹配精度.针对子区线性小变形特点,利用最小二乘拟合得到位移场表达式,求导得到应变场,提高了应变计算的精度.分析结果反映了岩土材料内部非均匀变形的特征,揭示了单轴压缩下张拉破坏的特征.研究结果表明:采用数字图像相关法可以利用岩土材料CT图像求得其内部变形场.研究结论为提高求解效率和精度提供了参考.     

稳态热流计法导热仪测试人造板导热系数

叙述了稳态热流计法导热仪测试人造板导热系数的原理和方法，讨论分析和比较了两种人造板的测试结果。结果表明：稳态热流计法导热仪具有稳定时间短、测试方便等优点，可用于测定固体材料、纤维材料和多孔隙材料的导热系数。     

常用焊接残余应力测量方法的探究

本文介绍了盲孔法、压痕法、X射线衍射法、激光全息小孔法四种焊接残余应力测量方法的原理、特点，并通过对具有相同应力状态的焊接试板的测量，对四种方法的测量结果进行了分析。