颗粒群冲击诱导光伏电池性能衰减的特性与机理

光伏电池由于具有较高的光电转化效率,在沙漠等太阳能充足的地方被广泛应用。但在沙尘长期冲击的环境下,光伏电池内部结构易出现累积损伤,使光电转化效率大幅降低。因此,研究颗粒群冲击条件下光伏电池的力-电行为具有重要意义。基于分离式霍普金森压杆,发展了一种驱动较大尺寸颗粒群高速冲击的实验方法,并系统测量了不同冲击条件下,多晶硅光伏电池的损伤行为与光电转化性能衰减规律。研究结果表明,随着颗粒直径、冲击速度和数密度的增加,光伏电池的光电转换效率快速降低;颗粒冲击后光伏电池表现出三种典型的损伤模式,并给出了对应的应力阈值条件。基于实验测试结果,发展了多晶硅光伏电池颗粒群冲击损伤诱导光电转化性能退化模型,为沙砾冲击环境下光伏电池光电性能衰减规律提供了有效的预测方法。

既有城市公园更新的低碳改造技术体系分析

城市更新是促进城市可持续发展的重要工具,既有城市公园作为城市的基本组成单元,对其进行低碳改造更新(下文简称为“低碳更新”)在构建低碳城市的绿色变革中具有重要意义。以既有城市公园为研究对象,从碳减排和碳汇的角度,提出了一种多维度、多层次的既有城市公园低碳更新技术体系,该技术体系集建筑、低碳设施及生态系统碳汇于一体,并以广东省中山市某国家湿地公园为例,对该技术体系进行了验证。研究结果表明:该技术体系可以根据既有城市公园更新的需求与多维低碳技术体系进行灵活适配,同时可以通过碳排放智慧监测管理平台对园区的能源消耗和生态系统碳汇进行碳排放监测,通过量化分析园区的碳排放和碳汇,最终实现对整个公园碳排放的精细化管理。该技术体系可以促进低碳理念在既有城市公园更新实践中的实施,并为城市更新低碳改造项目的组织、管理及实施提供参考。

钨合金的冲击动力学性质及细微观结构的影响

简单介绍了钨合金(主要为w-Ni-Fe)的制备工艺和常用热处理方法,其后着重从动态力学性能、剪切带的实验观察和研究、细微观结构对材料力学性能的影响等几方面总结和评述了近年来针对钨合金取得的主要结果.并在文章的最后初步提出了有前景的几个研究方向.

等离子体喷涂涂层细观结构与工艺相关性研究

采用改进的颗粒沉积模型和一种新建议的循环算法,利用数值方法模拟了等离子体喷涂中涂层的生长过程及涂层的细观结构.数值模拟,主要包括了陶瓷液滴的高速变形与凝固、涂层材料的堆积、涂层中细观空洞的形成与温度场的迭代计算等过程.研究结果表明,涂层中孔隙率的分布与一些关键工艺参数和基底表面状态等有关,液态陶瓷颗粒的直径和飞行速度的加大会引起涂层内孔隙率的增加,而基体温度和表面粗糙度的升高则有利于提高涂层的致密度.本文的研究结果将有助于定量或半定量地优化选取工艺参数以便获得所需的涂层结构和改善涂层的力学性能.

热喷涂构件中残余应力的理论分析

本文发展了一种新的分析涂层结构(平板、梁)热残余应力的模型,可以研究骤冷过程(Quenching)和冷却过程(Cooling)在涂层结构内引发的残余应力分布。与以往模型相比,其优势在于:它可以考虑源于喷涂过程的涂层孔隙率、温度梯度等因素对于涂层和基底内残余应力的影响。其中孔隙率和温度分布由计算机模拟涂层沉积过程得到。另外,当基底的材料和几何参数被固定时,我们分析了诸如涂层的理想模量、厚度、热膨胀系数等参数,对于涂层结构中最终残余应力分布的改变机理。

激光辐照下充压圆筒变形的相似律问题

以充压圆筒在强激光辐照下的变形与破坏响应为研究目标,首先利用相似分析方法,主要采用了方程分析法和量纲分析法,确定了相似准则。然后利用ANSYS有限元程序,模拟了三组几何和物理相似的大小模型。通过对计算结果的分析表明,满足相似准则的大小模型,在相应的时间和空间,相对的物理参量是一致的。

延伸奇异值分解包及其在高速列车轮对轴承故障诊断中的应用

结合多分辨奇异值分解包的分解结构和对滚动轴承故障信号的Hankel矩阵的奇异值分布特性研究,提出了延伸奇异值分解包。该算法的核心包括矩阵递推构造和矩阵重构。以分量信号能量为指标,提出了有效分量信号的筛选准则,并基于该准则,进一步提出了延伸奇异值分解包的快速算法。仿真结果表明,延伸奇异值分解包对信号中共振频带分量信号具有很好的分解能力,方法具有强鲁棒性,同时极大地改善了奇异值分解包中出现的模态混叠。应用高速列车轮对轴承试验数据对该方法进行试验验证,结果表明,该方法能有效分离高速列车轮对轴承复合故障信号的不同共振频带信号,对筛选的有效分量信号进行包络分析,可有效提取不同类型的故障特征频率及其谐波,对共振频带的聚集性和故障的表征力相比奇异值分解包均有显著提高。

激光辐照下圆薄板的动态屈曲研究

对强激光辐照下薄板 (铜片 )的动态热失稳过程进行了分析 ,得出了简支圆薄板在热冲击下发生的屈曲及后屈曲过程 ,并给出了临界激光功率密度与薄板厚径比的关系曲线 ,方法计入了温度分布、惯性项和缺陷大小对于失稳过程的影响· 这一工作有利于人们对强激光引起的硬目标破坏机理的认识·

高速列车轴箱轴承多故障滚动体振动模型及其缺陷定位方法

针对传统时域分析方法识别滚动轴承故障滚动体数量和相位信息容易失效的问题,建立了存在多个故障滚动体的滚动轴承振动模型,并提出了基于包络谱和卷积平均思想的故障滚动体定位方法。所提模型综合考虑了包括轴承几何结构、轴转速、轴承载荷分布、传递函数、振动的指数衰减和滚动体随机滑动等多个因素。结合所提模型,推导出不同滚动体缺陷激发的最大冲击的时间间隔受缺陷在滚动体上的位置分布的影响,导致该时间间隔存在较大波动。阐述了传统时域分析中,采用最大冲击间隔定位故障滚动体容易失效的原因。应用高速列车轴箱轴承试验数据验证了所提模型的准确性和所提缺陷定位方法的有效性,结果表明,所提模型对理解滚动体故障轴承的振动机理和对设计具体的分析和诊断工具有所帮助,所提缺陷定位方法能有效识别故障滚动体的数量和间隔信息,相比传统时域分析方法,缺陷定位的效率和抗噪声干扰能力得到了显著提高。

透明光学材料中缺陷吸收激光能量引起的热应力与断裂

利用热弹性理论分析了在光学材料中由于缺陷吸收激光能量引起的温度和热应力分布 ,并且针对一个简单的裂纹模型分析了热应力产生的应力强度因子 。

硅微粉表面改性对覆铜板耐热性影响的研究

对硅微粉的表面改性进行了表征,用不同类型和不同使用量的偶联剂对硅微粉进行表面改性后将其应用在覆铜板中,通过对比样品的耐热性能优选出合适的偶联剂种类和用量。结果表明,以硅微粉重量1%的环氧型Z-6040偶联剂处理后,活性硅微粉可以显著地改善板料的耐热性。

MMCs的冲击力学性能及拉压不对称性研究

利用动态 Hopkinson装置和 Instron 40 2 6测试了 15 % Si CP/Al- 5 Cu、 15 % Si CP/2 12 4、15 % Si CP/Al- L i、15 % Si CW/6 0 6 1和 30 % Si CP/6 0 6 1铝合金等几种复合材料的准静态和冲击力学性能 ,探讨了应变率等对于强度、硬化模量和失效应变等的影响。同时观察了上述材料动态拉伸断口 ,揭示了金属基复合材料破坏的几种不同控制机理。最后讨论了实验中发现的上述复合材料拉压不对称性的新特征 ,其中考虑了金属基复合材料的热失配应力和不同的损伤。

含热传导的冲击动力学有限元程序的研究与应用

从有限变形的基本框架出发 ,建立了含热传导的冲击动力学基本控制方程和合适的初边条件。应用变分原理和伽辽金方法得出了控制方程相应的有限元列式 ,并探讨了数值计算中的几个关键算法 ,主要包括构型转换、旋转张量的算法、本构算法以及计算流程和程序框图等。利用自行研制的程序 ,对长脉冲激光辐照下靶目标的变形和破坏、冲击压缩变形及变形局部化等问题进行了数值模拟和研究 。

超导线圈在强磁场作用下的弹塑性变形分析

根据超导线圈受电磁力、热膨胀、弯曲应力作用的受力机制,首先理论研究了超导线圈在发生弹塑性变形时内部的应力、应变、位移,然后使用两段直线之间由过渡曲线相连接的简化模型作为超导线的应力-应变曲线的近似特性。利用有限元方法,数值模拟了电磁力作用下典型的Nb3Sn超导线材在不同边界条件下的应力、应变、位移分布情况。计算结果定量显示了超导线的弹塑性变形特性同电流密度的关系,初步预测了超导线圈发生塑性变形的区域和扩展以及支撑结构对超导磁体力学行为的影响。

激光诱导变形条件下10~#钢本构方程的建立

针对靶材在激光诱导下变形的热力学特点 ,设计了一套宏观力学性能实验方案 ,考虑温升率、温度、应变率及其历史效应对 10 #钢力学性能的影响 .在此基础上 ,提出和发展了一组新的一维本构方程 .它能描述文中实验所反映出的各种宏观力学规律 .

砂漏控制算法的改进及对高速冲击问题的应用

在有限变形的框架下,提出了一套新的砂漏控制算法。与现有的各种算法相比,不但可避免使用经验参数,能应用于几何非线性和材料非线性相耦合的复杂条件,且广泛适用于多种不同的材料和本构关系。该算法已被加入到大型动力学有限元程序中。通过对两种典型问题进行的数值分析,验证了我们发展的算法和程序,对于稳定砂漏模态的发展是有效的。

动态机械分析仪(DMA)表征无铅兼容覆铜板Tg的研究

DSC为业界评判覆铜板材料Tg的通用方法,但随着无铅覆铜板产品中填料比例增加和交联固化度提高,DSC法Tg曲线存在拐点不明显导致结果不准确问题。通过对比DMA与DSC测试原理和DMA法测量系统分析,结果表明对于含填料、PN固化的无铅兼容覆铜板采用DMA测试Tg的稳定性与重现性更好,更能准确地表征板材Tg。

有的放矢:加快实现高水平科技自立自强——从党的二十大看中国未来科技创新

党的二十大报告对创新驱动发展战略作出了系统部署,对国家战略科技力量提出了新的更高要求。科技创新的时代方位和外部环境决定了战略选择和主攻方向,为实现既定战略目标需要对自由科研的再组织,国家作为重大科技活动的重要组织者,国家战略意志成为驱动科技发展的关键力量。重大科技创新工程背后比拼的是科研组织力。世界科技强国竞争,比拼的是国家战略科技力量。国家科研机构作为国家战略科技力量重要组成部分和科技创新主力军,应坚定贯彻落实党中央对科技工作统一领导,将新型举国体制优势和制度优势转化为科技创新的体系效能,积极推进充分体现国家意志、有效满足国家需求、代表国家最高水平的科技创新。坚持对标对表,开展建制化、体系化科技创新,增强科技创新战略支撑作用。国家科研机构应不断提升判断力、强化意志力、坚定组织力、坚强保障力,强化目标导向牵引,大力弘扬科学家精神,建设优良创新生态,产出重大原创引领成果,为加快实现高水平科技自立自强和建成世界人才高地作出时代新贡献。

中国科学院力学研究所2001年度科研状况与主要进展

2001年是跨入新世纪的第一年,也是"十五"的第一年.在此年度,力学所的科研工作在诸多层面上都取得了重要的突破和进展.

中国科学院力学研究所2005年科技工作回顾

2005年，力学所经历了几件大事：一是完成了中国科学院知识创新工程试点二期的总结和创新三期筹划，并顺利通过了现场评估，为进入2006年开始的创新三期奠定了坚实基础；二是成功举办丁“庆祝力学研究所建所50周年暨钱学森回国50周年大会”；二是在国家和（部门）重点实验室的评估中，我所非线性力学国家重点实验室和高温气体动力学重点实验室被评为数理科学“良好类”实验室．