退火对SP-700合金板材组织、织构和力学性能各向异性的影响

通过光学显微镜(OM)、电子背散衍射(EBSD)及单向拉伸测试等方法,研究了退火温度对SP-700合金板材微观组织、织构和力学性能各向异性的影响。结果表明:随退火温度的升高,SP-700合金板材的晶粒等轴化程度提高;当退火温度为780℃时,退火织构类型基本不变;当退火温度为860℃时,初生α相向次生α相的转变形成了新的织构;经900℃退火后,组织类型转变为网篮组织,织构类型为棱锥织构和R型织构。α相的棱锥织构取向是造成原始板材力学性能各向异性的原因;晶内亚结构在变形初期对滑移系的阻碍作用影响了板材在不同方向上的室温强度;随退火温度的升高,晶内亚结构的消除和新的织构取向的产生导致力学性能各向异性增强。此外,晶粒形貌和相含量的差异也会导致各向异性的变化。原始板材的断裂机制均为韧性断裂,且不同方向的断口特征略有不同。

基于磁各向异性的管壁应力集中区域检测方法

针对应力集中导致管壁发生屈服失效的问题,提出了利用磁各向异性检测管壁应力集中区域的方法。从能量角度出发,研究了应力导致管壁产生磁各向异性的机理,建立了管壁当量应力与磁各向异性探头输出电压信号的数学模型,通过计算管壁的当量应力判断其是否发生屈服失效,搭建了应力检测实验平台。实验结果表明,应力会导致管壁产生磁各向异性,磁各向异性检测方法能够检测出管壁当量应力的变化趋势和主应力方向所在延长线的角度,进而判断管壁是否产生应力集中区域。

基于叠前方位各向异性的火山岩裂缝预测——以松辽盆地南部LFS地区为例

利用叠前方位道集地震数据进行各向异性参数反演是目前裂缝预测的主要方法之一,其中RÜGER近似方程和傅里叶级数展开式2种算法应用较为广泛,RÜGER近似方程中的各向异性梯度与傅里叶级数展开式的二阶项均可以表征裂缝强度。应用2种方程在单层界面、实钻井裂缝层分别对比了计算方法的适用性,并在实际火山岩发育区对比了裂缝空间预测结果。单界面模型2种方程预测裂缝强度存在量纲差异,RÜGER近似方程裂缝强度值域大于傅里叶级数展开式计算结果,RÜGER近似方程计算裂缝方位存在多解性,可能为垂直裂缝方向;井上裂缝层应用2种方法计算裂缝方位和强度结果基本一致;在松辽盆地南部LFS地区火山岩地层应用2种方法分别预测裂缝发育情况,傅里叶级数二阶项相比方位各向异性梯度,与电成像测井解释裂缝强度吻合稍好,且预测裂缝方位与成像测井解释方位相同。研究认为,在火山岩领域傅里叶级数方程预测裂缝方法更适于推广应用。

具有巨大光学各向异性的新型晶体C_(3)H_(8)N_(6)I_(6)·3H_(2)O

光学各向异性,如折射率各向异性(即双折射)和线性吸收二向色性,为操控光与物质之间的相互作用提供了额外的自由度。相关晶体材料对光的偏振态操控、3D成像、超高分辨率传感和量子光学等领域具有重要意义。然而目前商用的光学各向异性晶体具有显著局限性,特别是双折射晶体,其双折射率普遍较低,这使得它们难以满足光子信息领域对高效紧凑光学设备的需求。

过渡金属元素掺杂对磁铁矿磁矩及磁各向异性的调控

磁性Fe_(3)O_(4)纳米粒子在纳米医学领域展现出巨大的应用前景.饱和磁化强度和磁各向异性对于Fe_(3)O_(4)纳米粒子在药物输送和磁热疗中的应用至关重要.在此,通过密度泛函理论计算,仔细研究了3d和4d过渡金属元素的掺杂对Fe_(3)O_(4)磁矩及磁各向异性的影响.结果表明,Fe_(3)O_(4)中Zn和Cd的掺杂会增大总磁矩,而其他3d和4d过渡金属元素的掺杂会降低总磁矩.有趣的是,Cd的掺杂也会大大增大磁各向异性.本文结果表明,掺杂Cd是提高Fe_(3)O_(4)作为药物输送和磁热疗材料性能的可行方法.

考虑各向异性的回转曲面件蠕变时效成形数值模拟与实验

针对铝锂合金回转曲面件蠕变时效成形各向异性问题,开展了基于Barlat91屈服各向异性准则和蠕变各向异性本构模型的回转曲面件蠕变时效成形数值模拟与实验研究。仿真结果表明,构件加载阶段发生塑性变形,呈现出■的塑变各向异性现象;考虑蠕变各向异性行为的构件的蠕变应变分布发生明显改变。进一步通过开展回转曲面件蠕变时效成形实验发现,所建立的蠕变各向异性模型对厚度变化、残余应力分布预测准确;相对于各向同性模型,型面精度的整体预测偏差减小9.3%,焊接边预测偏差减小91.5%,证明了所建铝锂合金蠕变时效各向异性本构模型的准确性和实际应用价值。

热处理及晶粒组织对2A55超高强铝锂合金板材各向异性的影响

采用室温拉伸力学性能测试、X射线织构检测、EBSD分析等方法,对比研究了10 mm与2 mm厚度2A55超高强铝锂合金板材的平面各向异性,阐释热处理制度与晶粒组织对板材各向异性的影响。结果表明,热处理后板材屈服强度最高的取向为轧向(0°)与横向(90°);Taylor因子能较好地预测固溶态与T6态时效板材屈服强度的各向异性,织构是平面各向异性的重要原因;厚板更高含量的织构与长条状的晶粒形貌导致其各向异性强于薄板;时效热处理使10 mm厚度板材各向异性减弱,使2 mm厚度薄板各向异性增强;T3态、T8态板材的各向异性分别强于T4态、T6态,时效前的预变形增强了板材的平面各向异性。

不同热处理工艺对选区激光熔化TC4动载性能及各向异性的影响

选区激光熔化成形的TC4合金断裂韧性较差,低周疲劳性能较低,各向异性明显。采用循环退火(700~950℃)和固溶时效相结合的方法对TC4成形件进行热处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、低周疲劳试验机等手段研究热处理对SLM TC4成形件显微组织和力学性能的影响。研究表明,SLM TC4微观组织由马氏体α′和马氏体α″组成,断裂韧性值为36.4 MPa·m0.5,断裂韧性各向异性达25.7%;热处理后部分板条α相分解,产生等轴α相和二次α相;经过700~950℃循环5次后固溶+550℃时效后SLM TC4的断裂韧性值为96.0 MPa·m0.5,断裂韧性的各向异性为1.4%。通过比较热处理样件和锻件低周疲劳性能得出结论,当应变幅≥0.9%时,热处理件低周疲劳性能高于锻件;当应变幅≤1%时,920℃循环退火+550℃固溶时效的低周疲劳性能高于920℃循环退火。

三维稳态向列型液晶方程各向异性的Liouville定理

该文研究了三维稳态向列型液晶方程的Liouville定理,证明了如果∇d∈L^(2)(R^(3))∩Lq(R^(3)),u∈L6(R^(3))∩L^(q)(R^(3)),以及ui满足各向异性的可积条件u_(i)∈L_(xi)^(q/q−2) L_(x)_(i)^(s)(R×R^(2)),∀i=1,2,3,其中2<q<∞,1≤s≤∞且2/q+1/s≥1/2,则u=0,∇d=0.

三维稳态Q-tensor液晶流系统各向异性的Liouville型定理

考虑速度分量的各向异性进行能量估计,得到三维稳态Q-tensor液晶流系统的Liouville型定理,即若u∈L^(q)(R^(3))∩˙H^(1)(R^(3)),u_(i)∈L xi q/q−2 L s xei(R×R^(2))(i=1,2,3),且Q∈H^(2)(R^(3)),其中2/q+1/s≥1/2,1≤s≤∞,2<q<∞,则该稳态系统只有平凡解.这个结论推广了已有的结果.

各向异性的L_(0)正则化图像平滑方法

现有的图像平滑方法缺乏灵活性,会导致边缘不清晰、结构缺失和过度锐化等问题。文中提出一种新的自适应加权矩阵的正则化方法,主要应用于图像平滑,并且可以扩展到其他应用。提出的模型设计了一个新的正则化项,基于梯度算子▽和自适应加权矩阵T组合为L_(0)范数正则化项,使得模型具有各向异性。通过为不同梯度方向赋予不同的权重,以此来刻画平滑图像的局部结构,更好地展现局部特征,防止过度平滑。由于所提出的模型是非光滑且非凸的,在求解上比较复杂,因此采用ADMM算法对模型进行求解。把目标函数分解成几个易求解的子问题,分别对每个子问题求解,最终得到模型的最优解。主客观实验表明,提出的模型在视觉效果以及数值方面都有明显的提高。

压实粉土渗流各向异性的试验研究

为了分析粉质填土路堤内的渗流规律,对压实粉土的渗透性进行了室内试验研究。分别以压样法和击实法制备试样,通过室内变水头渗透试验研究了压实粉土在不同渗流方向上渗透系数的差异以及干密度对其渗透性的影响规律。结果表明:2种制样方法获得的压实粉土都是在与压实面平行方向上的渗透性最强,垂直方向上的渗透性最弱,表现出明显的渗流各向异性特征,且用击实法获得的试样渗流各向异性更为显著;另外,随着干密度的增大,2种试样在各个方向上的渗透性都减弱,且与压实面平行和垂直2个方向上的渗透系数差值也减小。研究结果可为分析渗流各向异性对粉质填土边坡内渗流场的影响及进一步合理评价其稳定性提供理论基础。

考虑渗透各向异性的隧道周围饱和软土固结特性分析

考虑隧道周围软土非线性固结特性,基于一种交替隐式差分格式编制了计算程序,对二维非线性固结控制方程进行求解。在验证差分解正确性的基础上,得到了隧道均匀渗漏、局部渗漏和综合考虑均匀+局部渗漏模式3种情况下按超静孔压定义的平均固结度随时间的发展规律,并分析了渗透各向异性、软土厚度和初始有效固结应力对隧道周围软土固结度变化的影响规律。结果表明:正确考虑隧道透水模式对固结问题尤为重要;固结速率随渗透各向异性系数rk的增大而增大;在固结后期,固结速率随软土厚度的增大而减小;对于初始有效固结应力不同而初始渗透系数相同的各土体而言,固结速率随初始有效固结应力的增大而增大。

PP纤维对3D打印混凝土各向异性的影响研究

文章研究了不同长度PP(聚丙烯)纤维对3D打印混凝土流动性、抗压强度、抗折强度的影响,并进行了力学各向异性的评价。结果表明:随着PP纤维掺量和长度的增加,3D打印混凝土的流动度会降低。当流动扩展度为170~195mm时,材料具有良好的可打印性能。当打印工艺参数相同时,各个试件所表现出来的各向异性规律基本一致,抗压强度在x方向上最大,y方向上最小,抗折强度在zx方向上最大,zy方向上最小。随着PP纤维掺量和长度的变化,各向异性的离散程度不同。通过研究18mm较长PP纤维,发现18mmPP纤维对3D打印混凝土力学性能的提升不大,但是会导致流动性下降较大,可打印性下降。

不同衬底沉积的Co/Pt多层膜及Co层厚度对其垂直磁各向异性的影响

采用直流磁控溅射方法,分别在100μm厚的聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)和Si衬底上沉积Ta(2 nm)/Pt(20 nm)[Co(t)/Pt(0.5 nm)]4/Pt(1.5 nm)的磁性多层膜。考察了Co层厚度及刚性Si、柔性PVDF和PI衬底对Co/Pt多层膜垂直磁各向异性的影响。结果表明,Co/Pt多层膜的垂直磁各向异性随着Co的厚度增大而减弱,表现为磁畴尺寸随Co的厚度增大而减小。通过对比生长在刚性衬底与柔性衬底上的Co/Pt多层膜的磁各向异性常数、矫顽力、磁畴尺寸,发现制备的柔性Co/Pt多层膜仍保持优异的垂直磁各向异性,其垂直磁各向异性与刚性衬底上生长的薄膜相近。

镍(Ⅱ)配合物强磁各向异性的关键结构因素的理论鉴定

单分子磁体具有一种重要的性质,即磁各向异性,其与分子结构具有极其微妙的关系.近年来,磁-结构关系的研究已经成为了单分子科学中的一个具有挑战性的领域.了解磁-结构关系背后的物理机制对于建立优异的高温单分子磁体至关重要.本文筛选了各种四配位的镍(Ⅱ)单分子磁体,并研究了几个关键的结构因素,例如配位键的长度和角度,这些因素可能与磁各向异性密切相关.本文还构建了简单的分子模型,来推断磁各向异性随着配位键角度和长度的演变趋势.磁-结构关系的研究结果揭示了磁-结构关系可以很好地用对数函数描述.在这种关系的指引下,本文发现了一个在四面体配位中具有迄今最强磁各向异性的镍(Ⅱ)配合物.本研究有助于实现优异高温单分子磁性的合成.

冯·卡门涡旋流动系统中各向异性的实验研究

利用Tomo–PIV测量了冯·卡门涡旋流动系统中心区域的三维速度信息,通过2种方法计算得到的速度二阶结构函数,分析了该系统中流动的各向异性特性。实验结果表明:冯·卡门涡旋流动系统中心区域的流动均匀性较好,但均方根速度的不同分量间呈现出显著的各向异性,水平分量与竖直分量比值约为1.5。通过2种方法计算得到的速度二阶结构函数结果相近,并给出:经过各个方向分量平均后的速度二阶结构函数各向同性度较高;但其在尺度空间中的分布呈现“水平面内各向同性度高,竖直平面内存在一定各向异性”的特性,且随着尺度的减小,此各向异性会逐渐减弱并接近各向同性。该研究为认识湍流流动以及冯·卡门涡旋流动系统提供了基础理解和分析方法。

各向异性的硼烯等离激元诱导透明超材料

等离激元诱导透明效应源于电磁明、暗模式之间的相消干涉.该文从理论上提出了两种简单且直观的单层硼烯超材料构型,基于时域有限差分方法的数值计算结果显示,其在光通信波段(~1 550 nm)具有显著的各向异性等离激元诱导透明特征.利用不同晶向电磁明、暗模式的近场耦合,在实现各向异性光学色散特性的同时,兼具了集成度更高的优点.其次,通过调控硼烯的载流子浓度,可以实现对透明窗口频谱位置的主动调控.此外,通过结合谐振子理论和Λ型原子三能级模型,定性描述了这类各向异性等离激元诱导透明超材料中的光学干涉路径,定量刻画了透明窗口随耦合距离的演化过程.研究结果将为设计高性能近红外波段的慢波器件提供科学依据.

三维各向异性的低渗油藏排状定向井井网压裂注采井距研究

针对各向异性低渗透油藏排状定向井井网压裂注采井距问题,推导其典型井网单元的压力和压力梯度分布公式,重点研究注采井间主流线上沿程压力变化规律及其对注采井距的影响。结果表明:各向异性对于注采井间压力分布有显著影响;压裂直井井网井间压力分布均匀,可以用更大注采井距,井距是未压裂情况下的约3倍。

考虑各向异性的露天煤矿排土场边坡稳定性研究

由于露天煤矿排弃物料较为破碎,形成的排土场边坡稳定性较差,极易发生滑坡地质灾害。为有效解决排土场边坡稳定性问题,本文充分考虑土体的压缩影响,分析土体容重、黏聚力以及内摩擦角等力学参数空间变异特性,提出考虑各向异性的排土场边坡稳定性分析方法,并结合典型矿山排土场边坡工程实践,阐明力学参数对边坡稳定性的影响规律。