磁致取向对镍粉填充丙烯酸酯复合涂层导电与屏蔽性能的影响

采用磁场控制导电镍颗粒在丙烯酸酯乳液中的排列,制备了镍粉/聚丙烯酸酯复合涂层.采用扫描电镜对施加磁场前后涂层的微观形貌进行了表征,研究了磁致取向对复合涂层电导率和屏蔽效能的影响,并结合动力学模型探讨了影响磁致取向时间的因素.结果表明,磁致取向可以在涂层中形成"纤维束"状的微观组织,提高其电导率,使复合涂层导电渗阀值从5.6%降至3.0%(体积分数).经磁致取向后涂层的屏蔽效能曲线变化均匀,电磁屏蔽效能得到优化;磁致取向时间可以通过改变磁场强度和体系黏度来进行控制.     

磁流变弹性体力学性能的测试与分析

基于单自由度基础激励 ,建立了磁流变弹性体磁致粘弹性的实验测试系统 ,研究其剪切模量及损耗因子与外加磁场间的关系 .并对颗粒磁饱和前后分别考虑局部场及颗粒尺寸的影响 ,修正了磁偶极子模型 ,进而分析了链中颗粒间的间距与磁场引起的磁流变弹性体附加剪切模量之间的关系 ,为磁流变弹性体的优化设计提供理论指导 .     

尺寸和空间分布对电沉积Co纳米线矫顽力的影响

研究了室温下不同直径的Co纳米线在不同取向下的磁化行为.实验结果表明:不同直径Co纳米线的矫顽力随着纳米线与外加磁场之间角度θ的增大而减小.理论上,应用蒙特卡罗模拟研究了纳米线矫顽力对角度θ的依赖关系.对比理论和实验的结果,得到如下结论:磁晶各向异性对Co纳米线磁特性起着重大的影响,Co纳米线的磁化反转过程不能简单地用球链模型中经典的一致转动模型来解释.     

铁磁试件的力-磁效应分析和相关参数估算

为了有效地表征铁磁材料力-磁效应的磁化规律,对Langevin定律进行了修正.采用了一种新的技术处理方法,引入了有效场因子a、磁畴同向取向阻尼因子γ、磁畴场常数β、磁致伸缩与磁化强度关联系数b等基本概念,并估算了这些量数值的大小和基本的变化规律.分析了力-磁效应的基本特征,从定性和定量的角度估算了应力对试件磁化的影响.在这种模型中,说明地磁场对力-磁效应的产生具有不可缺少的作用.     

磁流变弹性体磁致力学性能的数值模拟研究

磁流变弹性体是一类将磁性敏感颗粒嵌入柔软橡胶基体中制成的新型磁敏高弹性智能材料.基于细观力学RVE(等效体积单元)方法,建立了磁流变弹性体的二维多链RVE,从理论分析和数值模拟两条主线,研究了磁流变弹性体的磁致压缩和磁致剪切力学性能,包括其磁致模量和磁场能量的变化情况,讨论了磁致模量的变化与能量转换之间的关系.通过对多链磁流变弹性体进行磁弹性耦合数值模拟,验证了外磁场的施加使得磁流变弹性体的初始压缩应力减小,剪切模量增大.     

基于均匀化方法的磁流变弹性体磁致剪切行为

基于均匀化方法,分析磁流变弹性体颗粒间磁场的相互作用和基体磁场对颗粒的影响,进而研究磁流变弹性体的磁致剪切行为及磁致剪切模量.结果表明,颗粒磁导率的变化对磁流变弹性体磁致剪切行为与磁致剪切模量的影响不大;当颗粒体积分数为30%时,磁致剪切模量取得最大值,其整体变化规律与实验数据基本吻合,可预测磁流变弹性体磁致剪切行为的最佳颗粒体积分数.     

基于颗粒流的页岩热致裂缝形成机制及数值模拟

基于离散元构建考虑页岩层理特征的颗粒流模型,进而改进微观参数标定方法并对页岩颗粒流力学模型微观参数进行系统标定,利用页岩颗粒流热力耦合模型研究加热方式、天然微裂缝及围压对页岩热致裂缝演化的影响。结果表明：100℃下即可产生热致裂缝,裂缝的宽度和数量随着温度的升高在不断增加后保持稳定;天然微裂缝的倾斜度对热致裂缝扩展存在影响,倾斜角度增大,页岩热致裂缝的延伸性变弱;围压在10 MPa以下促进页岩热致裂缝生成,10 MPa以上抑制热致裂缝的生成。     

含位形权重的磁流变液孤立链流变剪应力模型

为降低采用标准孤立链理论模型计算高体积分数磁流变液流变剪应力时的计算误差,提出一种通过距离权重系数评价磁链间相互作用的流变模型.编写Monte Carlo仿真程序计算颗粒位置与磁矩方向矢量、同时输出与系统颗粒间距有关的距离权重系数.按标准和距离权重这两种链结构模型计算磁流变液剪切应力数值,并和4种磁流变液(30.58%~44.79%)的流变仪剪应力测试数据进行比较,结果显示,权重模型在磁场全范围内具有更高的计算精度,并且和流变试验实际结果基本符合,证实了磁链微观结构间的相互作用力是影响磁流变液流变特性的主要因素之一.     

基于微观水化单元的水泥土单轴压缩模拟

为实现颗粒流方法在强度预测中的应用，根据各类型水化产物微观结构特征，利用颗粒流方法分别构建基于微观水化单元的普通硅酸盐和硫铝酸盐两种水泥土数值模型，模拟两种水泥土单轴压缩时的力学响应，并与试验结果进行对比。颗粒间平行黏结参数分析表明，平行黏结模量为宏观弹性模量的主要影响因素，二者呈二次非线性增长关系；平行黏结强度与峰值应力间呈线性增长关系；在参数取值区间内，水化单元均能模拟与试验现象相吻合的斜裂缝方向和数量。两种水泥土均以水泥掺入量为15%的单轴压缩实验曲线确定细观参数，基于已确定参数，在模拟水泥掺入量为9%～12%时，该模型得到的单轴压缩峰值应力和弹性模量与实验结果误差均小于5%;水泥掺入量为6%时误差略高，但仍小于9%。模拟结果表明，微观水化单元可以用于模拟和预测水泥土单轴压缩的峰值应力和弹性模量，为其他材料模型的建立提供了新思路。     

硅橡胶基磁敏弹性体制备及其压缩力学性能实验研究

为了探究影响磁敏弹性体压缩力学性能的因素,制备了4种不同磁敏颗粒含量以及磁敏颗粒随机分布、磁敏颗粒成链分布的磁弹体,在材料试验机的基础上附加磁学模块开发了一套力磁耦合测试系统,对磁弹体进行准静态压缩实验研究.实验结果表明:在磁场强度一定的情况下,磁敏颗粒含量越高的磁弹体压缩模量越大;磁敏颗粒含量相同的磁弹体的压缩模量随着实验磁场强度的增加而增加;磁敏颗粒成链分布的磁弹体的压缩模量随磁场强度增长的幅度大于磁敏颗粒随机分布的磁弹体的增长幅度.     

无磁场制备的磁流变弹性体的一种物理模型

假设在一定条件下,无磁场制备的磁流变弹性体中,微米量级的铁磁颗粒能形成自组装的链状结构或柱状结构,且链或柱的轴线方向在空间角内均匀分布.通过分析柱或链的应变和磁场能,在传统的成链模型的基础上,得出了相同体积比的无磁场制备和有磁场制备的磁流变弹性体的磁流变效应的比率,与文献中的实验结果基本符合.     

Magnetic particles in the liver: a probe for intracellular movement

Previous studies have used magnetic particles to estimate the viscosity of cell cytoplasm in vitro 1-4. Here we describe how magnetic Fe2O3 particles can be used to estimate non-invasively the motion of organelles in hepatic macrophages in intact animals. We report that when these particles are injected intravenously (i.v.), most are phagocytosed by hepatic macrophages (Fig. 1)5. When an external magnetic field is applied to the rabbit, these particles become magnetized and aligned. After removal of the field, the particles collectively produce a remanent magnetic field which can be measured at the body surface. This field decreases with time due to particle rotation (relaxation) 6,7. As the particles are contained in phagosomes or secondary lysosomes, we conclude that motions of these organelles are responsible for the particle rotation and relaxation.     

基于非对称滞回的不同细粒含量融化粉砂本构模型

利用GDS动态三轴试验系统研究不同细粒含量粉砂土经历多次冻融循环后的动应力、动剪切模量、动剪切模量比和阻尼比变化规律.考虑动态过程中滞回曲线的非对称性,采用分段方程求解动力参数.结果表明,反复冻融循环对降低动应力、动剪切模量和动剪切模量比有很大影响,并使阻尼比增大.对此,建立了描述动剪切模量比、阻尼比与动应变变化关系的归一化经验模型,该模型适用不同的细粒含量和冻融次数条件,能给出良好的预测结果.进一步分析模型参数随试验条件的演化过程,确定细粒含量界限值为10％,且反复冻融后,细粒含量变化对参数a、c的影响减弱.模型参数和试验条件之间的回归关系可通过二元二次方程进行描述.建议在粉砂土动力响应分析中采用冻融循环5次后的土体参数.     

磁化水溶解度及雾化特性实验研究

为了解磁化水的溶解能力及雾化效果等特性,搭建了由供水系统、测试设备及磁化装置等组成的磁化水制备与雾化实验平台,采用LS2000型分体式激光粒度分析仪对直通式雾化液体旋流喷嘴的雾化粒径进行了测量。通过实验对磁化水的溶解能力进行了测试,研究了绵白糖和NaCl在磁化水和未经磁化的水中溶解度变化规律,及磁场对喷头雾化效果的影响。由实验结果可见：水溶液被磁化后溶解速度更快;磁化水雾化后粒径范围更集中,平均雾化粒径更小。本实验对磁化水的特性及雾化机理作出了必要的补充,为磁化水除尘降尘奠定了理论基础。     

钢包底喷粉元件狭缝粗糙壁面对粉气流输送行为影响

针对钢包底喷粉精炼新工艺,研究了底喷粉元件狭缝粗糙壁面对粉气流输送行为影响规律.通过分析颗粒-粗糙壁面的碰撞过程,提出了壁面粗糙角概率分布函数,建立了颗粒历史影响模型,基于欧拉-拉格朗日法,模拟研究了钢包底喷粉元件缝隙内粉气流输送行为,考察了壁面粗糙度对颗粒运动轨迹、颗粒速度分布及颗粒质量浓度分布的影响,预测了近壁面附近颗粒的运动轨迹.结果表明:粗糙壁面增加了颗粒壁面碰撞的频率,导致颗粒输送动能降低,脉动速度增加,并促使粉剂颗粒在底喷粉元件缝隙内均匀分布.     

泡粒混凝土的力学性能与本构关系

考虑聚苯颗粒体积比及湿密度等级两个影响因素,配制了共计25组不同配比的泡粒混凝土.研究了加载速率对泡粒混凝土应力-应变曲线的影响情况,结果表明其应变率效应不明显;并研究了不同聚苯颗粒含量以及不同湿密度等级对泡粒混凝土的应力-应变曲线的影响情况,结果表明此材料的密度以及聚苯颗粒含量对其力学性能影响均很大,并表现出不同的规律性.通过对其弹性模量、压溃应力、压溃应变等参数的分析,结合试验结果,建立了该材料的单轴压缩唯象本构模型,通过试验结果与预测结果的比较,唯象本构模型与试验结果吻合较好.     

基于PFC2D隧洞注浆混凝土三点弯曲梁破坏模拟

为研究输水隧洞回填灌浆层混凝土在上部围岩压力的作用下的破坏模式,建立PFC2D隧洞模型分析沉降,利用PFC2D颗粒流程序及该程序自带平行黏结模型,将回填灌浆层混凝土简化为一个三点弯曲梁模型,通过改变给上部圆形加载墙施加不同加载速度和赋予颗粒的平行黏结模量这两个关键因素,研究了模型应力、力链、胶结破坏能,以及从微观角度研...     

Novel Plastic Encapsulation Holding Method for Automobile Glass Using Injection Molding Process

Glass positioning and holding is difficult in the process of injection molding encapsulation of automobile glass. A suction cup or soft resin is always introduced in this process. However, these materials cannot hold glass tightly, thus resulting in the unsteady quality of toughened glass and encapsulated plastic. To solve this problem, a novel holding method called magnetic high-pressure holding with twin bags is proposed to address the features of toughened glass and the encapsulation injection process. Firstly, a pair of permanent magnets is introduced as energy source, followed by the magnetization of a couple of magnetic particle bags. Contact between the single bag and the glass surface will enable the couple of magnetic particle bags to hold glass tightly and to self-adapt the freeform of the glass. Secondly, an experimental system with mechanical and control systems is designed. This system is controlled by the opening and closing force of the mold, which turns the magnetic field on or off to hold or loosen the glass. The magnetic field distributions are measured at important positions of the permanent magnets and in the magnetized particles in the experiments to determine the holding performance. Finally, the process of determining the parameters of the magnet and its attenuation is analyzed, including the minimum friction force between the glass and the particle bag during injection molding, the magnetic energy product and the magnetized filed distributions, and the re-checklng method for these parameters. The theoretical analysis and the experimental result show that this flexible holding system may produce sufficient holding force, which not only protects glass but serf-adapts the glass freeform as well. The production practice meets the technical requirements of injection molding with a defect-free surface, with no scratches and cracks on the glass and no slight glass movements in the mold cavity.     

Co/Ru多层膜的磁性

使用电子束蒸发的方法制备多层膜样品,采用振动样品磁强计测量磁学性能.通过分析发现,随着Co层厚度的逐渐减小,垂直易磁化的趋势逐渐增强.当Co层厚度减至0.5nm时,实现了垂直易磁化.同时,Co原子磁矩随Co层厚度增加而减小.