挠曲电效应对超薄铁电薄膜物理性能的调控

具有量子隧穿及阻变存储效应的超薄铁电薄膜引起了广泛的关注.在超薄铁电薄膜中,应变及应变梯度效应十分明显,因此由应变梯度所产生的挠曲电效应不可忽视.挠曲电效应是指应变梯度或非均匀应变场能局部地破坏反演对称,从而导致晶体产生电极化的效应.基于朗道热力学理论,建立了考虑挠曲电效应的超薄铁电薄膜相变的理论模型.通过该模型研究了挠曲电效应对纳米尺度超薄BaTiO3薄膜相变温度、铁电性能以及热释电系数的影响.研究结果表明:挠曲电效应提高铁电薄膜的电极化值和临界厚度,降低薄膜的相变温度.利用挠曲电效应可有效调控超薄铁电薄膜的相变温度及热释电系数.

多级微结构表面润湿性的尺度效应分析

多级微结构表面,随着微结构尺度的减小,三相接触线长度的增加,线张力对表观接触角的影响越来越大,引起了研究人员的广泛关注.基于热力学理论,建立考虑线张力影响的多级结构表面接触角理论模型,给出不同状态下接触角的预测公式,具体分析微结构尺寸对多级微结构表面接触角的影响.利用热力学理论及力学平衡分析浸润一级微结构转型所需突破的临界压力及能量势垒,发现在微米尺度下,减小微结构的尺寸不仅可以提高表观接触角,而且能提高浸润转型所需的临界压力和能量势垒,有助于提高润湿稳定性.

界面裂纹和印章材料性能对转印技术的影响

转印技术是多种高性能柔性电子器件的制备过程中常用的技术,主要过程是通过印章将微纳米材料从源基体转印组装在目标基体上.转印过程中,印章、微纳米材料和基体组成三明治结构,包括印章/微纳米材料和微纳米材料/基体两个界面,两个界面竞争分层,直接决定转印的成败.基于有限元方法计算界面裂纹尖端能量释放率,探究两个界面竞争分层机制,确定界面裂纹及印章材料性能对转印的影响,提出利于转印的方法,为柔性电子器件的制备提供技术指导.

准2-2型多铁性薄膜-块体复合材料磁电性能研究

将一种铁性薄膜层状沉积在另一种铁性基底上从而实现磁电性能的复合材料称为准2-2型多铁性复合材料.基于朗道热力学理论,研究了锆钛酸铅铁电薄膜Pb(Zr0.2Ti0.8)O3(PZT)平面应变对薄膜铁电性能的影响.引入与薄膜厚度参量相关的应变松弛理论,给出了薄膜厚度与薄膜面内错配应变的变化关系.最后结合铁磁基底La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)与外磁场大小相关的非线性压磁系数,分别讨论了铁电薄膜厚度和外加磁场强度对准2-2型PZT-LSMO复合材料磁电性能的影响.研究结果表明:该构型复合材料具有高达1.8V/cm·Oe的纵向磁电电压系数,有望应用于新型电子器件.

非稳态蠕变裂纹C(t)积分和J(t)积分的有限元分析

利用有限元法分析恒定载荷和非恒定载荷作用下的非稳态蠕变裂纹问题。数值结果显示，虽然J积分和C积分在非稳态蠕变条件下均是路径相关的，但它们与路径相关的强弱程度大不一样。J积分在短时蠕变和长时间蠕变条件下是路往无关的，而在过渡蠕变时期，其与路径也只是弱相关。C积分在长时间蠕变条件下是路径无关的，而在短时蠕变条件下，其与路径呈现一种强相关。根据J积分和C积分的路径相关程度，提出了确定裂纹尖端J积分和C积分的方法，并给出恒定载荷、线性载荷和指数载荷作用下的有关分析结果。

基于伞型和轮辐阵列的三维波束形成方法

伞型三维传声器阵列结合三维声聚焦波束形成方法可以识别阵列前后位置。为验证方法的有效性,通过伞型三维传声器和轮辐平面传声器阵列在点声源构成的声场中进行了单声源的仿真对比,并在全消声室内进行了单声源识别定位的实验对比。仿真结果和实验结果一致表明:采用伞型传声器阵列能够识别定位三维空间中的声源,突破了轮辐传声器阵列的局限性。在此基础上,通过仿真和实验数据获得了两种阵列在X和Y方向的主瓣宽度等,并分析了伞型和轮辐传声器阵列的特点。

反对称铺设的单曲率椭圆形壳结构双稳态性能研究

通过垂直于圆柱壳方向的圆柱截取反对称铺设的双稳态圆柱壳结构的方法,可得到一种新型的单曲率椭圆形双稳态壳结构,此结构具有伸展和卷曲两种稳定状态.通过最小势能原理对双稳态椭圆形壳结构进行理论研究,得到其卷曲半径理论解,并与有限元模拟结果进行对比来研究不同参数,包括截取半径、圆柱壳的初始半径、铺设层数和铺设角度等对椭圆形壳结构的双稳态特性的影响.在研究双稳态椭圆形壳结构的过程中,通过对截取半径、圆柱壳的初始半径、铺设层数和铺设角度等参数的不同设计,可以得到其不同的双稳态形状,可指导新型的双稳态椭圆形壳结构的制备及应用.

表面裂纹弹塑性分析的线弹簧模型法

表面裂纹弹塑性分析的线弹簧模型法柴国钟，顾立成，洪起超，王勇（浙江工业大学机电工程学院杭州３１００３２）摘要利用平面应变单边裂纹板在纯拉伸和纯弯曲加载下的弹塑性有限元结果，构造了其在拉伸和弯曲组合加载下的余能表式，在此基础上，导出了ＲａｍｂｅｒｇＯｓ...

非稳态蠕变裂纹尖端场强度因子的近似解

在时间相关比例加载条件下，从幂律蠕变材料静态裂纹体的应力应变场出发，建立了在时间相关比例加载条件下弹性－幂律蠕变材料裂纹体的瞬态Ｊ（ｔ）积分和Ｃ（ｔ）积分的估算公式。作为特例，给出了载荷恒定和加载点位移恒定这两种特殊情况下Ｊ（ｔ）积分和Ｃ（ｔ）积分的解析表达式，并与有限元解进行了比较，其结果吻合良好。

水平轴风轮气动特性及优化设计

本文根据修正的动量理论和叶素理论,导出了用气流角(?)表示的风轮最大功率系数C_(Pmax)的解析表达式.由于C_(Pmax)及速度诱导系数等均以显式给出,使气动特性优化设计过程极为简单,避免了一般设计方法中所需的迭代过程,程序简单,计算省时,结果准确可靠.

非稳态蠕变裂纹断裂力学参量的工程分析方法

推广弹塑性断裂力学的 ＥＰＲＩ．工程分析方法用于蠕变裂纹分析，建立了弹性－幂律蠕变 材料裂纹体在非稳态蠕变条件下的Ｊ积分、Ｃ积分和载荷线位移的工程估算公式．以受均匀 拉伸的平面应变单边裂纹板为例，对若干种典型的时间相关载荷，与有限元解进行了比较、结 果表明。

表面裂纹蠕变分析的蠕变线弹簧模型方法

鉴于用通常的数值方法分析三维蠕变裂纹问题的困难，提出了一个三维表面裂纹蠕变断裂力学参量分析的蠕变线弹簧模型方法，并在非稳态蠕变条件下的位移、裂纹尖端J积分和C积分的工程估算公式及弹塑性线弹簧模型的基础上，建立了蠕变线弹簧模型方法的有关基本方程．具体分析计算了受均匀拉伸表面裂纹平板的J积分和C积分，并与三维有限元解进行了比较，其结果吻合良好．研究结果为进一步研究三维表面裂纹的蠕变扩展及寿命预报提供了基础．

表面裂纹蠕变分析的蠕变线弹簧模型

利用弹塑性断裂力学的工程估算法及等时应力应变的概念，在弹塑性线弹簧模型的基础上提出了一个三维裂纹蠕变断裂力学分析的蠕变线弹簧模型方法，并建立了有关基本方程，计算了国产２Ｃｒ－１Ｍｏ钢表面裂纹板的高温（５６５℃）蠕变断裂力学参量，从而为进一步研究三维表面裂纹蠕变扩展及寿命预报提供了基础。

断裂力学中统一的第二类边界积分方程

利用Ｂｅｔｔｉ互等定理，由第一基本解（单位力基本解）导出了第二基本解（单位位移不连续基本解）的一般表达式，在此基础上建立了断裂力学中统一的第二类边界积分方程。最后，经过退化处理给出了目前有关文献中发表的第二基本解及第二类边界积分方程的各种具体表式。本文的研究结果为求解三维及平面、反平面多裂纹问题提供了理论基础。

Ⅲ型加载缺口弹塑性应力应变集中的一个公式

本文根据缺口断裂力学理论,对幂强化材料。

混合蜂群算法求解柔性作业车间调度问题

为解决柔性作业车间调度问题,提出一种基于蜂群模型的混合群智能优化算法。在算法初始化阶段提出了蜂群优化算法结合随机方法的种群初始化方法,提高了初始种群质量;为提高算法搜索精度,在观察蜂阶段采用模拟退火算法更新观察蜂群,并以退温系数调节邻域规模,随算法进程细化搜索范围;针对柔性作业车间调度问题特点,建立了可控规模的邻域更新方法。采用柔性作业车间标准算例,通过仿真编程和与其他算法的比较,验证了算法的有效性和优越性。

基于混合遗传算法的混流混合车间协同调度问题

为解决一类具有多品种混流生产特征和作业车间与流水车间集成的混流混合车间协同调度问题,给出了以在制品成本最小为目标的混流混合车间调度问题模型;采用零件加工、部件装配、产品总装的三段协同编码方法,给出了一种集成模拟退火算法的混合遗传算法,并在模拟退火算法中引入变温度参数来平衡算法效率。最后,通过某冰箱混流装配企业典型实例验证了模型和算法的有效性。

橡胶隔振器动态特性计算方法的研究

填充橡胶材料的动态特性与预载、激振频率和激振振幅等相关。采用模型叠加方法,建立了用于计算的由填充橡胶材料制造的橡胶隔振器动态特性的弹性-粘弹性-弹塑性模型。其中,弹性模型用于表征橡胶隔振器的弹性部分,粘弹性模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振频率的相关性,弹塑性模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅的相关性。对一试片进行静动态性能实验,得到其静、动刚度和滞后角,由其拟合得到了弹性、粘弹性、弹塑性模型的参数。计算了一动力总成橡胶隔振器的动态特性,并与实验结果进行了对比分析。结果表明,采用的弹性-粘弹性-弹塑性模型可以较好地表征橡胶隔振器动态特性的振幅相关性和频率相关性。其计算方法,可以用于橡胶隔振器动态特性的设计计算。

橡胶隔振器静态特性计算方法研究

对橡胶试件进行了单轴拉伸、等双轴拉伸和平面拉伸试验,获得了试件在各种受力状态下的材料应力-应变关系曲线,应用最小二乘法拟合得到了不同橡胶超弹性本构模型的参数。利用这些模型参数,计算了某汽车动力总成橡胶隔振器X,Y和Z方向静刚度,并与试验结果进行了对比分析;利用不同应变状态下应力-应变数据拟合得到的模型参数,计算了橡胶隔振器的X,Y和Z方向静刚度。同时,还研究了Mullin效应和体积压缩变形对静刚度的影响。

基于超弹性、分数导数和摩擦模型的碳黑填充橡胶隔振器动态建模

碳黑填充橡胶隔振器(以下简称"橡胶隔振器")的动态特性与预载、激振频率和激振振幅相关。实验测试了一橡胶隔振器的动态特性,建立了基于超弹性、分数导数和摩擦模型的橡胶隔振器动态特性的非线性模型,其中超弹性模型用于描述橡胶隔振器的弹性,分数导数模型用于表征橡胶隔振器动态特性的激振频率相关性,摩擦模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅相关的特性,文中论述了建模方法和参数辨识方法。有限元分析获得橡胶隔振器的静态力-位移曲线,利用测试得到的橡胶隔振器在大振幅、低频激励下的力-位移关系,拟合得到橡胶隔振器动态模型中摩擦模型的参数,利用测试得到的橡胶隔振器在小振幅、高频激励下的力-位移关系,拟合得到橡胶隔振器动态模型中分数导数模型的参数。利用建立的模型和拟合得到的参数计算分析了橡胶隔振器动态特性的振幅相关性、频率相关性和预载相关性,并与实验结果进行了对比分析。分析结果表明,建立的模型可以较好的描述橡胶隔振器的动态特性。