颗粒增强复合材料有效模量的Voronoi单元有限元法分析

Voronoi单元有限元法在计算多相复合材料时比普通位移有限元法效率高,并且能够反映夹杂分布的随机性.用考虑界面脱层的Voronoi单元有限元法对代表性体积单元进行模拟得到应力场,再用直接均匀化方法进行平均,得到能够反映界面脱层对材料有效性能影响的平均应力-应变曲线和有效弹性模量.利用编写的可以对含任意夹杂代表性体积单元进行大规模计算的程序,对多个模型进行了数值模拟,分析了夹杂的形状、体积分数、空间分布等因素对材料有效弹性模量的影响,结果表明:具有较大有效弹性模量的模型一般在界面处有较大的应力集中,在加载过程中较早发生界面脱层.     

P3HT有机压阻器件受黏弹性的影响及其机械性能改进

制备了ITO\P3HT(100 nm)\Al(70 nm)结构的有机压阻器件,并测试了其在不同压力下的I-V特性,发现了承压后动态电学特性不同的两种类型的压阻器件,且两种压阻器件都表现出负压阻特性.现认为器件类型的分化可能是由于P3HT黏流形变的作用.为了减小黏流形变和改善薄膜弹性,提出了一种薄膜制备改进工艺:真空快速成膜工艺和退火处理,二者结合可以提高薄膜的杨氏模量,减小薄膜的黏流形变,提高其机械性能稳定性,有助于稳定压阻器件的性能,拓宽传感器的量程.     

修正的Durrmeyer-Bernstein算子在Orlicz空间中的逼近等价定理

以加权光滑模为工具,建立了修正的Durrmeyer-Bernstein算子在Orlicz空间中的逼近正,逆定理,得到了逼近等价定理.     

无机盐对蒙脱石弹性力学参数影响的分子模拟与实验研究

利用分子模拟软件Materials Studio(MS)建立Na-蒙脱石的微观晶体结构模型,研究无机盐抑制蒙脱石的水化机制以及水化造成的蒙脱石弹性力学参数变化。将无机盐化学的影响结果体现在力学强度参数的变化,从而将井壁稳定的化学研究和力学研究耦合在一起。结果表明:Na-蒙脱石晶体的层间距随晶体表面吸附水分子个数呈跳跃式增大,岩石强度逐渐减小;无机盐通过控制蒙脱石层间水分子,实现了对蒙脱石水化的抑制作用,KCl、Ca Cl2和Na Cl的最佳质量分数分别为:15.00%~20.00%、37.48%~43.50%和16.88%~19.16%;KCl和Ca Cl2对提高蒙脱石晶体弹性模量效果最好。     

聚氨酯硬段中非平面环含量对其多尺度性能的影响

首先以对苯二异氰酸酯（PPDI）和对苯二酚二羟乙基醚（HQEE）为硬段,聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）为软段合成基础聚氨酯化合物。在第一种系列中,保持HQEE不变,以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）逐步替换PPDI,直至完全替换;在第二种系列中,保持PPDI不变,以1,4-环己烷二甲醇（CHDM）或螺环乙二醇（SPG）逐步替换HQEE,直至完全替换。用AFM单分子力谱对这些聚氨酯样品进行单分子链拉伸模量和库恩链长度的测量,结果表明：不同结构取代苯环后,各自的库恩链长受到的影响较小,而各自的单分子链模量受到影响较大;分子链模量的演变规律并不是简单的模量叠加,各种类型的结构对模量的影响规律各不相同。由于受到分子链结构的影响,一系列聚合物的微相分离和宏观性能也发生了显著的变化。通过本文研究结果,可以清楚地看到微观结构的改变对聚氨酯微观和宏观性能的多尺度影响。     

集成电路钝化层薄膜的纳米力学性质研究

利用等离子体增强化学气相淀积工艺在P型单晶硅（111）衬底上制备了厚度为70、150、450nm的SiO2薄膜和100、170、220nm的Si3N4薄膜,并使用纳米压入仪对薄膜进行了纳米力学测试与分析．薄膜在不同载荷下的硬度和弹性模量计算采用Oliver-Pharr方法．在测量两种薄膜的硬度时没有发现压痕尺寸效应．SiO2薄膜的弹性模量与压入深度的依赖关系不明显,但与薄膜厚度的依赖关系较明显,薄膜厚度的增加将导致弹性模量显著减小,而Si3N4的弹性模量与薄膜厚度的依赖关系不明显,但与压入深度的依赖关系较明显,会随着压入深度的增加而逐渐增加到某一定值．     

地核物质的状态方程和参数

 解释了3种地核物质状态方程的异同,验证了Vinet et al. EOS(equation of state)比Shanker et al.EOS更接近Stacy EOS的结论,后者与高压极限的热动力学一致、而且与来源于地震波的数据完全匹配;同时与地震波测量数据进行了对照;给出了内核边界压力下物质摩尔体积随温度的变化函数,预言了密度亏损的温度变化.这对于揭示地球深部物质特性、研究地核内的轻物质组分以及深部动力学原理具有重要意义.     

温度变化对微梁谐振频率的影响

双层材料微梁是一种常见的高灵敏度微梁传感结构,温度变化会使微梁发生弯曲形变并改变微梁的谐振频率．研究了微梁谐振频率与其构成材料的杨氏模量E和热膨胀系数a的关系、以氮化硅上沉积了不同厚度金膜的双层微梁结构为对象,通过在原子力显微镜AFM上的实验获得了295～325K范围内微梁的弯曲形变和谐振频率分别与温度变化的关系曲线．对实验结果的分析表明,构成微梁两种材料热膨胀系数的差异会引起微梁的非线性形变和谐振频率的非线性偏移,且主要在温度变化范围小于5K时起作用;在295～325K时两种材料杨氏模量随温度的变化会引起微梁谐振频率的线性偏移．同时,提出了相应的微梁应用建议,以保证在环境温度有变化的应用场合下双层材料微梁仍具有较高的测量精度.     

CaO-SiO2-P2O5-H2O系统中CBC材料的原料配比研究

以硅溶胶、磷酸和硝酸钙为原料,以１８种不同化学成分的原料配比分别合成了ＣａＯ－ＳｉＯ２－Ｐ２Ｏ５－Ｈ２Ｏ系统中的ＣＢＣ材料。引入磷率（ＰＭ）或硅率（ＳＭ）及氧化钙标准值（ＣＳｔ）的概念,综合材料的化学成分及矿物组成的分析,以测得的劈裂抗拉强度指标为依据,对材料的配料问题进行研究。结果表明,欲制得高劈裂抗拉强度的材料,应控制ＰＭ为２．０－３．０,ＣＳｔ为９０￣１０５,或化学组成范围为：ＣａＯ,５３．     

动态弹性模量的实验研究

根据实验资料求得混凝土加质量块悬臂梁结构、三种不同比尺的石膏纯悬臂梁及石膏加质量块悬臂梁结构的材料前四阶的振型动态弹性模量（简称动弹模）和非振型动弹模。实验结果表明：振型动弹模随振动阶次的增加而增加,且混凝土悬臂梁增加更为明显;非振型动弹模的变化主要发生在从低频（低于一阶固有频率）到一阶固有频率这一范围,且随频率增加而增加。几何缩尺（Ｇｌ≤１０）对像石膏这样的线弹性材料的动弹模变化规律基本没有影响